Fluks listrik

Templat:Short description Dalam kajian elektromagnetik, fluks listrik merupakan jumlah banyaknya garis gaya dari medan listrik yang menembus suatu permukaan, walaupun medan listrik dalam suatu penghantar tidak bergerak (statis). Fluks listrik digunakan untuk mendeskripsikan dan mengukur seberapa besar medan listrik pada jarak tertentu dari muatan uji.

Medan listrik E dapat memberikan gaya terhadap muatan listrik pada sembarang titik dalam suatu ruang. Medan listrik merupakan gradien dari potensial listrik.

Ringkasan

Muatan listrik, misalnya elektron tunggal pada suatu ruang, memiliki medan listrik yang mengelilinginya. Jika digambarkan, medan listrik ini diibaratkan sebagai titik muatan yang memancarkan "garis fluks". Garis fluks ini disebut juga sebagai garis Gauss. Perlu diperhatikan bahwa garis medan hanyalah merupakan ilustrasi dari kekuatan dan arah medan listrik serta tidak memiliki arti fisik. Kerapatan garis-garis ini sesuai dengan kuat medan listrik, yang juga bisa disebut kerapatan fluks listrik: jumlah "garis" per satuan luas. Fluks listrik sebanding dengan jumlah total garis medan listrik yang melalui suatu permukaan Untuk mempermudah dalam perhitungan, seringkali dibuat bahwa arah fluks listrik tegak lurus terhadap permukaan yang ditembus oleh fluks listrik. Jika medan listrik seragam, fluks listrik yang melewati permukaan bidang vektor Templat:Math adalah: $${\mathrm{\Phi }}_E=𝐄\cdot 𝐒=ES\cos \theta ,$$ dimana Templat:Math merupakan medan listrik (dengan satuan Templat:Math), Templat:Math merupakan besar medannya, Templat:Math merupakan luas permukaan, dan Templat:Math merupakan sudut antara garis gaya medan listrik dan normal bidang (tegak lurus) terhadap permukaan Templat:Math.

Untuk medan listrik tak seragam, fluks listrik Templat:Math yang menembus suatu permukaan kecil dengan luas Templat:Math diberikan sebagai berikut: $$\text{<mi fromhbox="1">d</mi>}{\mathrm{\Phi }}_E=𝐄\cdot \text{<mi fromhbox="1">d</mi>}𝐒$$ (medan listrik Templat:Math dikali dengan luasan bidang yang tegak lurus garis gaya medan listrik). Fluks listrik yang menembus suatu permukaan Templat:Math dapat dihitung dengan integral luasan sebagai berikut: $${\mathrm{\Phi }}_E=\underset{S}{\iint }𝐄\cdot \text{d}𝐒$$ dimana Templat:Math merupakan kuat medan listrik, Templat:Math merupakan turunan luas pada suatu permukaan tertutup Templat:Math dengan arah ke luar tegak lurus bidang normal permukaan yang menunjukkan arah fluks listrik.

Untuk Permukaan Gauss tertutup, fluks listrik diberikan oleh: Templat:Block indent dimana

• Templat:Math merupakan medan listrik,
• Templat:Math merupakan permukaan tertutup,
• Templat:Math merupakan keseluruhan muatan listrik yang ada dalam suatu permukaan tertutup Templat:Math,
• Templat:Math merupakan konstanta listrik (suatu konstanta universal yang disebut juga dengan "permitivitas ruang hampa") (Templat:Math)

Rumus ini dikenal juga sebagai Hukum Gauss untuk medan listrik dalam bentuk integral yang termasuk dalam salah satu dari Persamaan Maxwell.

Fluks listrik tidak dipengaruhi oleh muatan yang tidak berada di dalam permukaan tertutup. Medan listrik Templat:Math pada persamaan hukum Gauss dapat dipengaruhi oleh muatan yang berada di luar permukaan tertutup. Sementara Hukum Gauss berlaku untuk semua keadaan, sebaiknya perhitungan mengenai medan listrik dilakukan secara "manual" pada bangun ruang yan melibatkan simetrisitas tingkat tinggi seperti bola dan silinder.

Satuan SI untuk fluks listrik adalah volt meters (Templat:Math), atau, dapat pula, newton meter kuadrat per coulomb (Templat:Math). Satuan SI untuk besaran pokok pada fluks listrik adalah Templat:Math. Rumus dimensi dari fluks listrik adalah ${𝖫}^3{𝖬𝖳}^{-3}{𝖨}^{-1}$.

Lihat pula

• Persamaan Maxwell
• Medan Listrik
• Medan Magnet

Bacaan lebih lanjut

• Purcell, Edward, Morin, David; Electricity and Magnetism, 3rd Edition; Cambridge University Press, New York. 2013 Templat:ISBN.
• Griffith, David J.; Introduction to Electrodynamics, 3rd Edition; Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey; 1999. Templat:ISBN
• Browne, Michael, PhD; Physics for Engineering and Science, 2nd Edition; McGraw Hill/Schaum, New York; 2010. Templat:ISBN

Pranala luar

• Electric flux Templat:Webarchive — HyperPhysics