Apa yang dimaksud dengan hukum coulomb dan medan listrik?

Hukum Coulomb dan Medan Elektrik

Hukum Coulomb merupakan prinsip asas dalam elektrostatik yang menerangkan hubungan antara gaya elektrik yang wujud antara dua cas titik dan jarak antara dua cas tersebut. Hukum Coulomb menyatakan bahawa gaya elektrik, F, yang bertindak antara dua cas titik, q₁ dan q₂, adalah berkadar terus dengan hasil darab magnitud cas tersebut dan berkadar songsang dengan kuasa dua jarak, r, antara kedua-dua cas tersebut. Persamaan matematik bagi Hukum Coulomb adalah:

F = k * q₁ * q₂ / r²

di mana:

• k adalah pemalar Coulomb (8,98755 × 10⁹ N m²/C²)
• q₁ dan q₂ adalah magnitud cas dalam coulomb (C)
• r adalah jarak antara dua cas dalam meter (m)

Hukum Coulomb boleh digunakan untuk menentukan arah dan magnitud gaya elektrik antara dua cas titik. Sekiranya kedua-dua cas mempunyai tanda yang sama (kedua-duanya positif atau kedua-duanya negatif), gaya tersebut adalah tolakan. Jika cas mempunyai tanda yang berbeza (satu positif dan satu negatif), gaya tersebut adalah tarikan.

Selain Hukum Coulomb, konsep medan elektrik juga penting dalam memahami elektrostatik. Medan elektrik adalah ruang di sekitar objek bercas di mana objek bercas lain akan mengalami gaya elektrik. Kuat medan elektrik, E, pada satu titik dalam medan adalah sama dengan gaya elektrik, F, yang akan dialami oleh cas titik berukuran satu coulomb diletakkan pada titik tersebut. Persamaan matematik bagi kuat medan elektrik adalah:

E = F / q

di mana:

• E adalah kuat medan elektrik dalam newton per coulomb (N/C)
• F adalah gaya elektrik dalam newton (N)
• q adalah magnitud cas titik dalam coulomb (C)

Kuat medan elektrik menunjukkan magnitud gaya elektrik per unit cas. Arah medan elektrik pada satu titik adalah arah gaya yang akan dialami oleh cas positif yang diletakkan pada titik tersebut.