Flux Listrik dan Hukum Gauss

Flux Listrik dan Hukum Gauss

•         Membahas sebuah metode yang dikemukakan oleh Karl F. Gauss (1777-1855) untuk menghitung medan-medan listrik.

•         Membutuhkan distribusi muatan yang simetri (mengunakan sifat simetri yang banyak dijumpai dalam Fisika).

•         Metode ini didasarkan pada ide fluk listrik.

Fluks Listrik

•         Untuk memperkenalkan ide fluk listrik, misalkan sebuah situasi dimana medan listrik adalah homogen  dalam besar dan arahnya.

•         Misalkan juga bahwa garis-garis medannya melewati permukaan yang luasnya A yang tegak lurus terhadap medan tersebut.

Jumlah garis-garis medan persatuan luasnya adalah tetap

•         Jika permukaan yang dilewati medan listrik tidak tegak lurus terhadap medan listriknya maka     

    F = E A cos q

•          q adalah sudut antara medan dan garis normal yang tegak lurus terhadap permukaan.

•         Fluk listrik F, didefinisikan sebagai perkalian antara besarnya medan listrik dan luas permukaan yang dilewati medan tersebut.

•         Atau Perkalian luas permukaan dengan komponen medan listrik yang tegak lurus Ecosq terhadap permukaan.

•         Secara umum, F = EAcosq.

•         (a) F = EA

•         (b) F = 0

•         (c) F = EAcosq

Hukum Gauss

Misalkan sebuah permukaan tertutup sembarang yang disebut dengan permukaan Gauss (Gaussian surface) yang menutupi sebuah muatan total  Q.  Fluk medan listrik yang melewati permukaan tersebut sebanding dengan muatan Q.

F _netto= å E A cos q  µ  Q

Dalam ruang hampa, konstanta pembanding dalam persamaan diatas adalah 1/e_o dimana e_o disebut dengan permitivitas dari ruang hampa.

•         Fluk netto yang melewati setiap permukaan tertutup sama dengan jumlah netto muatan didalam permukaan tertutup tersebut dibagi dengan e_o.

•          Sifat integral ini merupakan konsekuensi dari Hukum Coulomb 1/r², dan berlaku untuk permukaan yang tidak beraturan,.