Apa itu Kekuatan Medan Listrik?
Kekuatan Medan Listrik adalah ekspresi kuantitatif dari intensitas medan listrik di lokasi tertentu. Satuan standarnya adalah volt per meter (V/m atau V·m-1). Kekuatan Medan Listrik sebesar 1 V/m berarti terdapat perbedaan potensial 1 V antara dua titik yang berjarak 1 meter. Kekuatan Medan Listrik juga disebut sebagai intensitas medan listrik.
Setiap objek yang memiliki muatan listrik menghasilkan medan listrik. Medan ini memberikan gaya pada objek bermuatan lainnya di sekitarnya, mendorong muatan yang sejenis dan menarik muatan yang berlawanan. Kekuatan Medan Listrik dari suatu objek sumber dapat diukur di titik-titik vektor tertentu dalam medan tersebut. Setiap titik vektor mencerminkan baik besaran maupun arah gaya listrik pada titik tersebut.
Cara Mengukur Kekuatan Medan Listrik
Untuk mengukur Kekuatan Medan Listrik, diperlukan muatan uji yang ditempatkan pada salah satu titik vektor dalam medan listrik dari objek sumber. Muatan uji ini harus memiliki muatan positif kecil agar tidak mengganggu muatan sumber. Dengan menggunakan muatan uji, kita dapat mengukur Kekuatan Medan Listrik dari muatan sumber pada titik vektor tempat muatan uji tersebut ditempatkan.
Kekuatan Medan Listrik pada suatu titik vektor tertentu berbanding lurus dengan muatan listrik—dalam satuan coulomb (C)—dari objek sumber. Selain itu, kuat medan juga berbanding terbalik dengan jarak antara objek sumber dan titik vektor muatan uji. Kurva hubungan antara Kekuatan Medan Listrik dan jarak merupakan fungsi invers langsung (direct inverse function) dan bukan fungsi kuadrat terbalik (inverse square function). Hal ini karena Kekuatan Medan Listrik dinyatakan dalam perpindahan linear (per meter) dan bukan dalam luas permukaan (per meter kuadrat).
Kekuatan Medan Listrik dapat direpresentasikan secara matematis dengan rumus berikut:
E = F/q
Dalam rumus ini:
E = Kekuatan Medan Listrik
F = gaya yang diberikan oleh muatan sumber (dalam newton)
q = muatan uji (dalam coulomb)
Nilai F dapat dihitung dengan rumus berikut:
F = (k·Q·q)/d2
Di mana:
F = gaya listrik (dalam newton)
k = konstanta Coulomb
Q = muatan sumber (dalam coulomb)
q = muatan uji (dalam coulomb)
d = jarak antara Q dan q
Saat nilai F dimasukkan ke dalam rumus Kekuatan Medan Listrik, hasilnya akan memiliki satuan newton per coulomb (N/C), yang secara langsung setara dengan volt per meter. Sebagai contoh, 500 N/C sama dengan 500 V/m, dan 1.000 N/C sama dengan 1.000 V/m.
Terkadang, kuat medan elektromagnetik dinyatakan dalam hal intensitas komponen medan listriknya. Pendekatan ini sering digunakan oleh para insinyur dan ilmuwan ketika membahas kuat medan frekuensi radio di lokasi tertentu dari sumber seperti pemancar jarak jauh, objek luar angkasa, saluran listrik tegangan tinggi, layar komputer, atau oven microwave. Dalam konteks ini, Kekuatan Medan Listrik biasanya dinyatakan dalam granularitas yang lebih kecil, sebagaimana ditunjukkan dalam tabel.
Simak juga: Sistem Satuan Internasional (SI) dan tabel satuan fisika.