Apa saja rumus listrik statis?

Formula-formula Penting dalam Elektrik Statik

Elektrik statik merujuk kepada kajian cas elektrik pegun. Fenomena ini wujud akibat ketidakseimbangan cas elektrik dalam atau pada permukaan sesuatu bahan. Ketidakseimbangan ini boleh terhasil melalui pelbagai cara, termasuk geseran antara dua bahan. Memahami elektrik statik adalah penting dalam pelbagai bidang, daripada elektronik hinggalah meteorologi. Beberapa formula penting digunakan untuk mengira dan menganalisis interaksi antara cas-cas statik ini.

Salah satu formula yang paling asas dan kerap digunakan dalam elektrik statik ialah Hukum Coulomb. Hukum ini menerangkan daya tarikan atau tolakan antara dua cas titik.

Formula Hukum Coulomb:

F = k * |q1 * q2| / r²

Di mana:

• F mewakili daya elektrostatik (Newton) antara dua cas. Daya ini bersifat tarikan jika cas-cas bertentangan tanda dan tolakan jika cas-cas sama tanda.
• k ialah pemalar Coulomb (≈ 9 x 10⁹ Nm²/C²). Pemalar ini mewakili kekuatan daya elektrostatik dalam vakum.
• q1 dan q2 masing-masing mewakili magnitud cas pertama dan kedua (Coulomb).
• r mewakili jarak antara pusat kedua-dua cas (meter).

Selain Hukum Coulomb, kita juga boleh mengira tenaga keupayaan elektrik (Ep) yang tersimpan antara dua cas titik. Formula ini penting untuk memahami kerja yang diperlukan untuk menggerakkan cas dalam medan elektrik statik.

Formula Tenaga Keupayaan Elektrik:

Ep = k * q1 * q2 / r

Di mana:

• Ep mewakili tenaga keupayaan elektrik (Joule). Nilai ini positif jika cas-cas sama tanda (tolakan) dan negatif jika cas-cas bertentangan tanda (tarikan).
• k, q1, q2, dan r mempunyai makna yang sama seperti dalam Hukum Coulomb.

Penting untuk diingat bahawa formula tenaga keupayaan ini memberikan tenaga keupayaan sistem dua cas. Jika terdapat lebih daripada dua cas, tenaga keupayaan keseluruhan sistem adalah jumlah tenaga keupayaan antara setiap pasangan cas.

Selain dua formula utama di atas, terdapat juga formula-formula lain yang berkaitan dengan elektrik statik, seperti:

• Medan Elektrik (E): E = F/q (Daya per unit cas)
• Fluks Elektrik (Φ): Φ = E.A (Hasil darab medan elektrik dan luas permukaan)
• Ketumpatan Fluks Elektrik (D): D = εE (Hasil darab permitiviti dan medan elektrik)

Pemahaman yang mendalam tentang formula-formula ini membolehkan kita menganalisis dan meramal fenomena elektrik statik dengan lebih tepat, seterusnya membuka peluang untuk aplikasi teknologi yang lebih inovatif.