Salah satu materi dalam ilmu Fisika adalah Medan Listrik. Materi ini membahas tentang area spasial yang memiliki muatan listrik positif maupun negatif. Tahukah kamu bahwa terdapat cara untuk mengukur medan listrik? Agar lebih lihai dalam mengukur medan listrik maka kamu perlu membiasakan diri dengan contoh soal medan listrik.

Pada artikel ini, kami telah merangkum beberapa contoh soalnya untukmu. Selama mengerjakan, jangan tergesa-gesa melihat pembahasannya ya. Baik, mari kita mulai!

Contoh Soal Medan Listrik dan Pembahasannya

Contoh Soal Medan Listrik #1

Jika sebuah titik bernama A berada pada jarak 5 cm dari muatan +10 mikroCoulomb, maka berapakah besar dan arah medan listrik pada titik A?

Pembahasan

Seperti yang tertera di soal, titik A berada sejauh 5 cm dari muatan +10 mikroCoulomb maka:

r = 5 cm atau 5 x 10^-2 meter

q = +10 x 10^-6

k = 9 x 10^9 Nm2/C^2

Selanjutnya, untuk mencari besar dan arah medan listrik pada titik A maka kamu bisa menggunakan rumus berikut.

Masukkan nilainya, sehingga

E = 9 x 10^9 x 10 x 10^-6 / (5 x 10^-2)^2 

E = 90 x 10^3 / 25 x 10^-4

Maka, 

E = 3,6 x 10^7 N/C

Jadi, besar medan listriknya adalah 3,6 x 10^7 N/C. Dikarenakan muatan listrik positif, maka arahnya menjauhi muatan listrik dan menjauhi titik A.

Contoh Soal Medan Listrik #2

Jika jarak antara titik B dan muatan -20 mikroCoulomb adalah 10 cm, maka berapakah kuat medan listrik dan arahnya pada titik B?

Pembahasan

Seperti yang telah dijelaskan dalam soal, bahwa jarak antara titik B dengan muatan -20 mikroCoulomb adalah 10 cm, maka:

q = -20 x 10^-6 

r = 10 cm atau 10 x 10^-2

k = 9 x 10^9 Nm2/C^2

Untuk mencari besar dan arah medan listriknya, maka kamu bisa gunakan rumus yang sama seperti di atas. Berikut lebih jelasnya.

Masukkan nilainya sehingga:

E = 9 x 10^9 x -20 x 10^-6 / (10 x 10^-2)^2

E = -180 x 10^3 / 100 x 10^-4

Sehingga:

E = –1,8 x 10^7 N/C

Jadi, besar medan listriknya adalah 1,8 x 10^7 N/C dan mengarah ke muatan listrik dan menjauhi titik B. 

Contoh Soal Medan Listrik #3

Jika dua muatan listrik berada dalam jarak 40 cm masing-masing seperti pada gambar berikut, maka berapakah kuat medan listrik dan arah medan listrik pada titik B yang berada di tengah-tengah kedua muatan tersebut?

Pembahasan

Seperti yang tertera di gambar, bahwa jarak kedua muatan adalah 40 cm, sementara titik B berada di tengah-tengahnya. Muatan A sebesar -2 mikroCoulomb, lalu muatan C sebesar +4 mikroCoulomb. Jadi:

qa = -2 x 10^-6 C

qc = +4 x 10^-6

r(a-b) = 40 cm : 2 = 20 cm atau 20 x 10^-2 meter

r(c-b) = 40 cm : 2 = 20 cm atau 20 x 10^-2 meter

Untuk mengetahui medan listrik yang ditimbulkan muatan A pada titik B, maka:

Ea = 9 x 10^9 x 2 x 10^-6 / (20 x 10^-2)^2 

Ea = 18 x 10^3 / 400 x 10^-4 = 0,045  x 10^7 atau 4,5 x 10^5 N/C

Muatan A negatif sehingga arah medan listrik menuju muatan A / ke kiri.

Selanjutnya, hitung medan listrik yang ditimbulkan muatan C pada titik B.

Ec = 9 x 10^9 x 4 x 10^-6 / (20 x 10^-2)^2

Ec = 36 x 10^3 / 400 x 10^-4 = 0,09 x 10^7 atau 9,0 x 10^5 N/C

Muatan C positif sehingga arah medan listrik menjauhi muatan C / ke kiri.

Maka, hitung resultannya dengan cara berikut.

E = Ea + Ec

E = 4,5 x 10^5 + 9,0 x 10^5 = 13,5 x 10^5 N/C

Kuat medan listrik adalah 13,5 x 10^5 N/C arahnya ke kiri, yakni menuju muatan A dan menjauhi muatan C (ke kiri).

Itulah beberapa contoh soal medan listrik dan pembahasannya. Bagaimana, sulit atau mudah? Selamat ya kamu sudah memantapkan pemahamanmu. Ingin berlatih contoh soal lainnya yang maish berkaitan dengan listrik ? Ada contoh soal listrik statis dan hukum Ohm yang bisa kamu akses. Yuk, dicoba!