Hukum Coulomb

1. Gaya Coulomb

Ilmuwan Perancis, Charles Augustin Coulomb (1736–1806), telah mengukur tarikan dan tolakan listrik secara kuantitatif dengan suatu percobaan menggunakan alat yang biasa disebut neraca puntir Coulomb. Hasil pengamatan yang dilakukan oleh Coulomb menunjukkan bahwa besar gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua benda yang bermuatan listrik sebanding dengan muatan masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda itu.

Jika muatan benda pertama dinyatakan dengan q1, benda kedua q2, dan jarak antara dua muatan adalah r, maka besarnya gaya tolak-menolak atau tarik-menarik antara dua muatan sejenis maupun tak sejenis (F) adalah:

Keterangan:
F = gaya coulomb (N)
k = konstanta gaya listrik (9 x 10⁹ Nm²/C²)
q = muatan (coulomb)
r = jarak antara kedua muatan (m)

2. Medan Listrik

Medan listrik (E) adalah ruangan di sekitar benda bermuatan listrik yang mengalami gaya listrik. Jika suatu benda yang bermuatan listrik diletakkan di suatu ruangan, maka dalam ruangan tersebut terdapat medan listrik. Jika benda lain yang bermuatan listrik diletakkan di ruang tersebut, maka kedua benda akan mengalami gaya. Jika muatan kedua benda sejenis, maka gaya yang terjadi adalah gaya tolak-menolak. Sedangkan jika kedua benda mempunyai muatan yang tidak sejenis, maka gaya yang terjadi adalah gaya tarik-menarik. Berikut gambar garis-garis gaya listrik.

Medan listrik dilukiskan dengan garis-garis gaya listrik yang arahnya dari kutub positif ke kutub negatif. Kuat medan listrik bergantung pada kerapatan garis-garis gaya listrik. Adapuun besarnya ditentukan dengan persamaan berikut.

3. Beda Potensial dan Energi Listrik

Perpindahan muatan listrik (elektron) disebabkan adanya perbedaan potensial listrik(beda potensial listrik). Besarnya beda potensial listrik dapat dihitung dengan membandingkan besar energi listrik yang diperlukan untuk memindahkan sejumlah muatan listrik. Secara matematis beda potensial dituliskan sebagai berikut.

Keterangan:

∆V = beda potensial (volt)

W = energi listrik (joule)

Petir adalah kilatan cahaya yang muncul akibat perpindahan muatan negatif (elektron) antara awan dengan awan, atau antara awan dengan bumi. Petir dapat terjadi karena adanya perbedaan potensial yang sangat besar antara dua awan yang berbeda, atau antara awan dengan bumi sehingga akan terjadi lompatan muatan listrik, atau perpindahan elektron secara besar-besaran dari awan ke bumi, atau dari awan ke awan lainnya.

Sekian, semoga bermanfaat.