BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Medan Elektrik dan Potensial
2.1.1. Intensitas Medan Elektrik
Intensitas medan elektrik E
r yang disebabkan oleh suatu muatan sumber Q
1
seperti pada Gambar 2.1, didefenisikan sebagai gaya, per satuan muatan uji Q
2
, yaitu:
1
F
E = FQ1 â
Q1
+ Q2
Gambar 2.1. Intensitas medan elektrik, E terhadap muatan titik.
1 1
Q F
E =
r
2-1 Jika muatan elektrik, Q terdistribusi secara kontinu di sepanjang volum,
permukaan, atau garis maka masing-masing elemen muatan berkontribusi terhadap E pada sebuah titik eksternal.
Untuk sebuah permukaan, kerapatan muatan adalah , sehingga
muatan elemental adalah
2
m C
s
ρ
s s
d dQ
ρ =
dan diferensial E pada suatu titik p adalah,
r o
s s
p
a r
d dE
ˆ 4
2
πε ρ
=
2-2
Kerista Tarigan : Dampak Medan Elektrik Berpulsa Tegangan Tinggi Terhadap Membran Selluler, 2009
Medan elektrik total pada titik pengamatan p, dapat diperoleh dengan mengintegrasikan sepanjang permukaan s, yaitu:
∫
=
v s
o r
s
d r
a E
2
4 ˆ
πε ρ
2-3
2.1.2. Potensial dan Medan Elektrik
Sebuah muatan Q akan mengalami gaya F pada medan elektrik E adalah F=- QE. Sedangkan, kerja didefenisikan sebagai gaya yang bekerja pada suatu jarak
tertentu, yaitu dW=F.dl=QE.dl Joule. Dimana untuk bidang Cartesian, berlaku: dl=dx+dy+dz.
Hubungan medan elektrik dan potensial dapat diperoleh dari persamaan usaha dalam bentuk integral yaitu,
∫
− =
=
A B
AB
Edl Q
W V
JC atau Volt, atau secara umum, dapat ditulis:
∫ ∫
− =
− =
b a
b a
dl E
dl E
V .
cos .
θ 2-4 Tanda minus menyatakan bahwa gerakan muatan adalah melawan medan E
yang menghasilkan kerja yang positif. Medan elektrik, E dapat juga diperoleh dari hubungan diferensial potensial yang diketahui Krauss, 1999, yaitu dengan
persamaan: E=-grad V. Sedangkan besaran E untuk bidang x,y adalah,
V dy
x E
⎟⎟⎠ ⎞
⎜⎜⎝ ⎛
∂ +
∂ ∂
− =
Vm. 2-5
Atau, untuk bidang Cartesian berlaku: grad V=
z y
x
a dz
dV a
dy dV
a dx
dV +
+
2.1.3. Arus Konduksi
Kerista Tarigan : Dampak Medan Elektrik Berpulsa Tegangan Tinggi Terhadap Membran Selluler, 2009
Kerapatan arus konduksi, J konduktor adalah material yang memiliki elektron-elektron yang dapat bergerak bebas dalam jumlah yang besar. Arus
konduksi terjadi ketika suatu medan elektrik, E memberikan gaya pada elektron- elektron yang dapat bergerak bebas sehingga mengakibatkan terjadinya aliran
muatan yang teratur di sepanjang material konduktor. Sedangkan, konduktivitas, suatu material merupakan ukuran dari ketersediaan dan mobilitas elektron
konduksi dari dalam material. Berdasarkan hubungan antara medan elektrik, E dan arus konduksi,
diberikan melalui persamaan berikut ini. J= E Am² 2-6
Jika sebuah konduktor dengan luas area penampang melintang A dan panjang l dan memiliki beda potensial diantara kedua ujungnya adalah V maka
persamaan 2-6 dapat dibuat menjadi persamaan berikut. J= Vl 2-7
Dengan mengasumsikan bahwa, arus terdistribusi secara merata pada luasan A, maka arus total adalah:
I=JA= AVl 2-8 Dengan demikian, sesuai dengan hukum Ohm maka resistansi suatu kawat dengan
luas penampang A didefenisikan sebagai, R=l A 2-9
2.1.4. Potensial dan Momen Dipole
Kategori