Rangkuman Fisika Medan Listrik: Bunyi Hukum Gauss dan Rumusnya

tirto.id - Hukum Gauss merupakan hukum yang digunakan untuk menentukan garis muatan listrik pada benda-benda dalam bentuk tertentu seperti lempengan berupa penggaris yang memiliki muatan listrik.

Hukum Gauss adalah bentuk lain dari Hukum Coulomb yang digunakan untuk menghitung kekuatan suatu medan listrik dalam kasus-kasus yang bersifat simetri. Selain itu, Hukum Gauss merupakan Hukum yang masuk ke dalam persamaan Maxwell.

Persamaan Maxwell merupakan himpunan atas empat persamaan diferensial parsial yang berguna untuk menjabarkan sifat-sifat medan listrik dan medan magnet serta hubungannya terhadap sumber-sumber muatan listrik dan arus listrik.

Beberapa hukum yang masuk ke dalam persamaan Maxwell, yaitu Hukum Induksi Faraday, Hukum Gaus mengenai magnetisme, Hukum Rangkaian Amper, dan Hukum Gaus untuk menurukan Hukum Coloumb.

Bunyi Hukum Gauss

Dikutip dari buku Tarik Menarik dan Tolak Menolak oleh Sanserlis F Toweula (2020:22), Hukum Gauss pertama kali dikemukakan oleh seorang fisikawan berkebangsaan Jerman, yaitu Carl Friedrich Gauss (1777-1855) pada tahun 1867. Hukum Gauss sebenarnya sudah dirumuskan oleh Carl Fridrich Gauss sejak tahun 1835.

Gauss memperkenalkan sebuah konsep tentang fluks listrik yang berhubungan dengan garis medan listrik pada benda bermuatan listrik. Garis-garis medan listrik dapat digambarkan sebagai bentuk garis-garis lurus yang menembus sebuah bidang dari berbagai sudut arah.

Garis-garis medan listrik selalu menuju kepada sumber medan listrik. Intensitas jumlah garis-garis listrik berpengaruh terhadap kuat dan lemahnya medan listrik. Semakin banyak garis-garis dalam medan listrik, maka akan semakin kuat suatu medan listrik. Sedangkan, semakin sedikit jumlah garis-garis pada medan listrik, maka kekuatannya akan semakin lemah.

Dikutip dari laman Rumah Belajar, Hukum Gauss yang dikemukakan oleh Carl Friedrich berbunyi, “jumlah aljabar garis-garis gaya magnet (fluks) listrik yang menembus permukaan tertutup sebanding dengan jumlah aljabar muatan listrik di dalam permukaan tersebut.”

Jumlah garis-garis gaya listrik (fluks listrik) yang menembus permukaan tertutup memiliki jumlah muatan yang sama dengan muatan listrik yang dikelilingi oleh permukaan tertutup dibagi oleh pemitivitas udara.

Rumus Hukum Gauss

Rumus Hukum Gauss ketika medan listrik jatuh secara tegak lurus dan berada dalam ruang hampa dituliskan sebagai berikut:

Φ = E.A

Keterangan:

Φ: fluks listrik (Wb)

E: kuat medan listrik (N/C)

A: luasan bidang medan listrik (m²)

Dikutip dari Modul Pembelajaran SMA: Fisika oleh Issi Anissa (2020:20), sedangkan rumus yang dipakai dalam Hukum Gauss ketika garis medan listrik jatuh secara tidak tegak lurus dan berada dalam bidang yang tertutup sebagai berikut:

Φ = E.A.cos Ɵ = q/ɛo

Keterangan:

Φ: fluks listrik (Wb)

E: kuat medan listrik (N/C)

A: luasan bidang medan listrik (m²)

Ɵ: sudut yang dihasilkan dari jarak E dengan garis normal

ɛo: permitivitas udara (ɛo = 8,85 x 10¹²)