Hukum Gauss

Artikel ini merupakan bagain dari seri
Listrik dan Magnet
Alt text
Michael Faraday. Bapak kelistrikan dunia, dan sosok penting pada ilmu kemagnetan.

Buku rujukan
Statika listrik
  • Muatan listrik
  • Medan listrik
  • Insulator
  • Konduktor
  • Ketribolistrikan
  • Induksi Listrik Statis
  • Hukum Coulomb
  • Hukum Gauss
  • Fluks listrik / energi potensial
  • Momen polaritas listirk
Statika magnet
  • Hukum Ampere
  • Medan magnet
  • Magnetisasi
  • Fluks magnetik
  • Kaidah tangan kanan
  • Kaidah tangan kiri
  • Momen polaritas magnetik
  • l
  • b
  • s

Hukum Gauss adalah hukum yang menghubungkan penyebaran muatan listrik dengan medan listrik yang dihasilkannya. Pernyataan umum dari hukum Gauss ialah bahwa garis gaya medan listrik tidak termasuk dalam besaran nyata melainkan hanya suatu gambaran yang menyatakan arah penyebaran medan listrik di berbagai posisi pada ruang yang terpengaruh oleh medan listrik. Arah garis gaya dari medan listrik setempat pasti menyinggung garis gaya di tempat tersebut.[1]

Hukum ini dirumuskan oleh Carl Friedrich Gauss tahun 1835, tetapi tidak dipublikasikan sampai 1867.[2] Merupakan salah satu dari empat persamaan Maxwell, yang menjadi basis bagi elektrodinamika klasik, tiga lainnya adalah Hukum Gauss tentang magnetisme, Hukum induksi Faraday, dan Hukum rangkaian Ampère. Hukum Gauss dapat digunakan untuk menurunkan Hukum Coulomb.[3]

Hukum Gauss berbunyi:

Fluks listrik bersih yang melewati permukaan tertutup sama dengan ⅟ε dikali muatan listrik bersih yang berada di dalam permukaan tertutup itu.[4]

Hukum Gauss dapat dinyatakan dalam medan listrik E atau electric displacement field D.

Bentuk integral

Hukum Gauss dapat dinyatakan dengan:[5]

Φ E = Q ε 0 {\displaystyle \Phi _{E}={\frac {Q}{\varepsilon _{0}}}}

dimana ΦE adalah fluks listrik melewati permukaan tertutup S menutup volume V, Q adalah total muatan tertutup dalam S, dan ε0 adalah konstanta listrik. Fluks listrik ΦE didefinisikan sebagai integral permukaan medan listrik:

Φ E = {\displaystyle \Phi _{E}=} \oiint S {\displaystyle {\scriptstyle S}} E ⋅ d A {\displaystyle \mathbf {E} \cdot \mathrm {d} \mathbf {A} }

dengan E adalah medan listrik, dA adalah vektor melambangkan luas elemen yang sangat kecil,[note 1] dan · melambangkan perkalian dot 2 vektor.

Karena fluks didefinisikan sebagai integral medan listrik, penulisan Hukum Gauss dalam bentuk ini disebut bentuk integral.

Catatan

  1. ^ More specifically, the infinitesimal area is thought of as planar and with area dA. The vector dA is normal to this area element and has magnitude dA.[6]

Referensi

  1. ^ Putra, V. G. V. (2017). Pengantar Fisika Dasar (PDF). Sleman: CV. Mulia Jaya Publisher. hlm. 160. ISBN 978-602-72713-6-4.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
  2. ^ Bellone, Enrico (1980). A World on Paper: Studies on the Second Scientific Revolution. 
  3. ^ Halliday, David; Resnick, Robert (1970). Fundamentals of Physics. John Wiley & Sons, Inc. hlm. 452–53. 
  4. ^ Serway, Raymond A. (1996). Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics, 4th edition. hlm. 687. 
  5. ^ I.S. Grant, W.R. Phillips (2008). Electromagnetism (edisi ke-2nd). Manchester Physics, John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-92712-9. 
  6. ^ Matthews, Paul (1998). Vector Calculus. Springer. ISBN 3-540-76180-2. 

Jackson, John David (1998). Classical Electrodynamics, 3rd ed., New York: Wiley. ISBN 0-471-30932-X.

Pranala luar

  • MIT Video Lecture Series (30 x 50 minute lectures)- Electricity and Magnetism Diarsipkan 2008-06-28 di Wayback Machine. Taught by Professor Walter Lewin.
  • section on Gauss's law in an online textbook Diarsipkan 2010-05-27 di Wayback Machine.
  • MISN-0-132 Gauss's Law for Spherical Symmetry (PDF file) by Peter Signell for Project PHYSNET.
  • MISN-0-133 Gauss's Law Applied to Cylindrical and Planar Charge Distributions (PDF file) by Peter Signell for Project PHYSNET.