Konstanta Listrik (Permitivitas vakum)
Konstanta fisika ε0, umumnya disebut permitivitas vakum, permitivitas ruang hampa atau konstanta listrik, adalah konstanta fisika ideal yang merupakan nilai permitivitas dielektrik absolut vakum klasik.
Nilai konstanta listrik adalah
- ε0 = 8.854 187 817… × 10−12 F·m−1 (farad per metre).
Ini adalah kemampuan vakum untuk bisa dilewati garis medan listrik. Konstanta ini menghubungkan medan listrik dengan besaran mekanik seperti panjang dan gaya. Contohnya, gaya antara 2 muatan listrik terpisah (pada vakum) dinyatakan oleh Hukum Coulomb:
dengan q1 dan q2 adalah muatan, dan r adalah jarak antar keduanya. ε0 juga muncul pada persamaan Maxwell yang menjelaskan karakteristik medan listrik, medan magnet, dan radiasi elektromagnetik dan menghubungkannya ke sumbernya.
Permitivitas vakum (Permitivitas ruang hampa)
Konstanta fisika ε0, umumnya disebut permitivitas vakum, permitivitas ruang hampa atau konstanta listrik, adalah konstanta fisika ideal yang merupakan nilai permitivitas dielektrik absolut vakum klasik. Nilainya adalah
- ε0 = 8.854 187 817… × 10−12 F·m−1 (farad per metre).
Ini adalah kemampuan vakum untuk bisa dilewati garis medan listrik. Konstanta ini menghubungkan medan listrik dengan besaran mekanik seperti panjang dan gaya. Contohnya, gaya antara 2 muatan listrik terpisah (pada vakum) dinyatakan oleh Hukum Coulomb:
dengan q1 dan q2 adalah muatan, dan r adalah jarak antar keduanya. ε0 juga muncul pada persamaan Maxwell yang menjelaskan karakteristik medan listrik, medan magnet, dan radiasi elektromagnetik dan menghubungkannya ke sumbernya.
Nilai Permitivitas vakum (Permivitas ruang hampa)
Nilai ε0 saat ini didefinisikan oleh rumus
dengan c adalah nilai kecepatan cahaya dalam ruang vakum dalam satuan SI, dan μ0 adalah parameter “konstanta magnetik” (atau permeabilitas vakum). Karena μ0 telah memiliki nilai definisi 4π × 10−7 H⋅m−1, dan c memiliki nilai definisi 299792458 m⋅s−1, maka ε0 memiliki nilai definisi sekitar
- ε0 ≈ 8.854187817620… × 10−12 F⋅m−1 (atau A2⋅s4⋅kg−1⋅m−3 dalam satuan dasar SI, atau C2⋅N−1⋅m−2 atau C⋅V−1⋅m−1 dengan satuan SI lain).
Konstanta gaya listrik
Permitivitas untuk menyimpan energi listrik dalam medan listrik dari media nyata
Dengan konvensi, konstanta listrik ε0 muncul dalam hubungan yang menentukan medan perpindahan listrik D dalam hal medan listrik E dan kepadatan polarisasi listrik klasik P dari medium. Secara umum, hubungan ini memiliki bentuk:
D = ε0E + P
Untuk dielektrik linier, P diasumsikan proporsional dengan E, tetapi respons yang tertunda diizinkan dan respons spasial non-lokal, sehingga memiliki:
In the event that nonlocality and delay of response are not important, the result is:
Dalam hal nonl-lokalitas dan keterlambatan respon yang tidak penting atau tidak terlalu besar, hasilnya adalah:
D = εE = εrε0E
di mana ε adalah permitivitas dan εr, permitivitas statis relatif (konstanta dielektrik). Dalam ruang hampa elektromagnetisme klasik, polarisasi P = 0, jadi εr = 1 dan ε = ε0.
Contoh Soal dan Jawaban Konstanta Listrik
Tentukan gaya tarik listrik antara dua balon dengan muatan terpisah +3.5 x 10-8 C dan -2.9 x 10-8 C saat dipisah dengan jarak 0,65 m.
Jawaban: 2,16 x 10-5 N, menarik
Langkah 1: Identifikasi nilai yang diketahui dalam bentuk variabel.
Q1 = +3.5 x 10-8 C and Q2 = -2.9 x 10-8 C
d = 0,65 m
Langkah 2: Identifikasi nilai yang diminta
F = ???
Langkah 3: Ganti dan pecahkan.
Dua muatan listrik yang berada dalam media dengan permitivitas relatifnya 5 menghasilkan gaya coulomb sebesar 15 N. jika bahan media tersebut dihilangkan, besarnya gaya coulomb menjadi?
Jawaban:
Diketahui:
ke₁ = 5
F₁ = 15 N
ke₂ = 1 (bahan dihilangkan, maka anggap vakum)
Ditanya :
F₂ = ?
Penyelesaian :
Mulanya, kedua muatan berada pada media dengan konstanta dieletrik ke₁ lalu media tsb dihilangkan, anggap menjadi vakum dengan ke₂ = 1. Ditanya berapakah gaya coulombnya sekarang?
Rumus umum Hukum Coulomb
Dimana,
ke = konstanta dieletrik (permitivitas relatif)
Disini, yang konstan atau tidak berubah atau nilainya tetap adalah Q₁ , Q₂, r dan k . Sehingga yang berubah hanyalah F dan ke nya saja..
F/ke = k. Q₁ . Q₂ / r²
F/ke = konstan
F₁/ke₁ = F₂/ke₂
15/5 = F₂/1
3 = F₂
F₂ = 3 N
Jadi, gaya coulombnya akan menjadi F₂ = 3 N.
Bacaan Lainnya
- Induksi Elektromagnetik – Hukum Faraday dan Hukum Lenz – Soal dan Jawaban
- Konstanta Dielektrik – Permitivitas Listrik
- Hukum Gauss (medan listrik) | Integral, Fungsi, Rumus, Soal dan Jawaban
- Elektrodinamika | Penjelasan, Rumus, Contoh Soal dan Jawaban
- Hukum Faraday 1 dan 2 | Hukum Induksi Faraday, Rumus, Soal dan Jawaban
- Rumus Energi Potensial Fisika | Rumus, Penjelasan, Contoh Soal dan Jawaban
- Induksi dan Fluks Magnetik Bersama Contoh Soal dan Jawaban
- Rumus Rangkaian Listrik Dan Contoh-Contoh Soal Beserta Jawabannya
- Tabel Konstanta Fisika – Tabel konstanta universal, elektromagnetik, atom dan nuklir, fisika-kimia, nilai yang diadopsi, satuan natural, bilangan tetap
- Rumus Fisika: Alat optik: Lup, Mikroskop, Teropong Bintang, Energi, Frekuensi, Gaya, Gerak, Getaran, Kalor, Massa jenis, Medan magnet, Mekanika fluida, Momen Inersia, Panjang gelombang, Pemuaian, Percepatan (akselerasi), Radioaktif, Rangkaian listrik, Relativitas, Tekanan, Usaha Termodinamika, Vektor
- Bagaimana Albert Einstein mendapatkan rumus E=mc² ?
Unduh / Download Aplikasi HP Pinter Pandai
Respons “Ooo begitu ya…” akan lebih sering terdengar jika Anda mengunduh aplikasi kita!
Siapa bilang mau pintar harus bayar? Aplikasi Ilmu pengetahuan dan informasi yang membuat Anda menjadi lebih smart!
Sumber bacaan: Physics Classroom, Tutor Vista
Pinter Pandai “Bersama-Sama Berbagi Ilmu”
Quiz | Matematika | IPA | Geografi & Sejarah | Info Unik | Lainnya | Business & Marketing
