Apa rumus medan listrik?

Mengupas Rahsia Medan Listrik: Memahami Rumus E = F/q

Medan elektrik, suatu konsep asas dalam fizik, seringkali menimbulkan kekeliruan. Ia bukan sesuatu yang kelihatan, namun kehadirannya dirasai melalui pengaruhnya terhadap cas elektrik. Bayangkannya sebagai kawasan yang “dipenuhi” dengan pengaruh daya elektrik, suatu wilayah di mana cas elektrik akan mengalami daya tarikan atau tolakan. Untuk memahami medan elektrik dengan lebih mendalam, kita perlu memahami rumus asasnya: E = F/q.

Rumus ini, ringkas namun berkuasa, menghubungkan tiga kuantiti penting:

• E: Kekuatan medan elektrik (diukur dalam Newton per Coulomb, N/C). Ini mewakili kekuatan medan elektrik pada satu titik tertentu. Semakin besar nilai E, semakin kuat medan elektrik di titik tersebut.

• F: Daya elektrik (diukur dalam Newton, N) yang bertindak ke atas cas ujian. Daya ini adalah hasil interaksi antara cas ujian dan sumber medan elektrik. Arah daya ini selari dengan arah medan elektrik jika cas ujian itu positif, dan bertentangan arah jika cas ujian itu negatif.

• q: Besaran cas ujian (diukur dalam Coulomb, C). Cas ujian ini adalah cas kecil yang diletakkan di dalam medan elektrik untuk mengukur kekuatan medan tersebut. Ia perlulah cukup kecil supaya kehadirannya tidak mengganggu pengagihan cas yang menghasilkan medan elektrik itu sendiri. Ini penting kerana cas ujian yang besar boleh mengubah medan elektrik itu sendiri.

Rumus E = F/q menunjukkan bahawa kekuatan medan elektrik pada satu titik adalah berkadar terus dengan daya elektrik yang bertindak ke atas cas ujian dan berkadar songsang dengan besaran cas ujian tersebut. Dengan kata lain, semakin besar daya yang bertindak ke atas cas ujian, semakin kuat medan elektrik; dan semakin besar cas ujian, semakin kecil kekuatan medan elektrik yang diukur.

Contoh Pengiraan:

Bayangkan satu cas ujian +2.0 x 10⁻⁶ C mengalami daya 4.0 x 10⁻³ N dalam suatu medan elektrik. Kekuatan medan elektrik pada titik di mana cas ujian itu diletakkan boleh dikira menggunakan rumus:

E = F/q = (4.0 x 10⁻³ N) / (2.0 x 10⁻⁶ C) = 2.0 x 10³ N/C

Ini bermakna kekuatan medan elektrik pada titik tersebut ialah 2.0 x 10³ N/C. Arah medan elektrik adalah selari dengan arah daya kerana cas ujian adalah positif.

Kesimpulan:

Rumus E = F/q merupakan kunci untuk memahami dan mengira kekuatan medan elektrik. Walaupun rumus ini kelihatan mudah, ia membawa implikasi yang mendalam dalam memahami tingkah laku cas elektrik dan interaksi di antara mereka. Mempelajari rumus ini merupakan langkah pertama yang penting untuk menguasai konsep medan elektrik yang lebih kompleks. Memahami sifat-sifat medan elektrik, seperti arah dan kekuatannya, adalah penting untuk mengaplikasikan rumus ini dengan tepat dan berkesan.