Ternyata, muatan-muatan tersebut bisa menghasilkan gaya lho! salah satu diantaranya yaitu hukum coulomb yang akan dibahas pada artikel kali ini.

Pada artikel kali ini mimin akan membahas mengenai pengertian hukum coulomb, bunyi, rumus dan persamaannya. Untuk itu simak pembahasannya dibawah ini.

Pengertian Hukum Coulomb

Ilmu elektronika dan ilmu listrik yaitu ilmu yang mempelajari mengenai fenomena fisika yang berhubungan dengan aliran muatan listrik.

Yang dimaksud dengan muatan listrik adalah muatan dasar yang dimiliki oleh suatu benda, yang membuatnya mengalami gaya pada benda lain yang juga mempunyai muatan listrik dan berada pada jarak yang berdekatan.

Satuan muatan listrik adalah “Coulomb” yang biasanya dilambangkan dengan huruf “C”. Sedangkan muatan listrik sering disimbolkan dengan “Q” dalam rumus-rumus elektronika.

Sejarah Hukum Coulomb

Istilah Coulomb ini berasal dari penemunya yang bernama Charles Augustin de Coulomb, yakni seorang ahli fisika Perancis yang berhasil menemukan teori bahwa muatan listrik pada dasarnya terdiri dari dua jenis yaitu positif (+) dan negatif (-).

Diantara kedua muatan tersebut akan terjadi interaksi tari menarik pada muatan yang berbeda jenis sedangkan akan terjadi interaksi tolak menolak pada muatan yang sama jenis.

Teori tersebut kemudian dikenal dengan Hukum Coulomb (Coulomb Law). Hukum Coulomb ini pertama kali dipublikasikan oleh Charles Augustin de Coulomb pada tahun 1784.

Bunyi Hukum Coulomb

Berdasarkan penemuan Charles Augustin de Coulomb yang tadi sudah disinggung diatas, maka bunyi dari Hukum Coulomb yaitu :

“Gaya pada muatan akan saling tarik-menarik apabila kedua muatan tidak sejenis dan akan saling tolak-menolak apabila kedua muatan sejenis”.

Hukum Coulomb dan Arus Listrik

Arus listrik adalah muatan listrik yang mengalir dengan satuan pengukurannya adalah ampere (a).

Besarnya arus listrik/kuat arus listrik yaitu sebanding dengan banyaknya muatan listrik yang mengalir.

Kuat arus listrik adalah kecepatan aliran muatan listrik, sehingga kuat arus listrik bisa diartikan sebagai jumlah muatan listrik yang melalui penampang suatu penghantar setiap satuan waktu.

Secara matematis, hubungan muatan listrik, kuat arus listrik dan kecepatan aliran arus listrik bisa ditulis menjadi rumus seperti ini :

I = Q / t

atau

Q = I . t

Dimana :

I = Kuat arus listrik, dalam satuan Ampere (A)
Q = Muatan listrik, dalam satuan Coulomb (C)
t = Waktu/kecepatan aliran arus listrik, dalam satuan detik/second (s)

Dari rumus diatas, kita bisa menarik kesimpulan bahwa pada dasarnya 1 Coulomb yaitu sama dengan 1 Ampere Second (As).

1C = 1 As

Contoh Kasus :

Sebuah baterai rechargeable (baterai isi ulang) diisi dengan arus listrik sebesar 0,5A selama 8 jam, maka berapakah muatan listrik setelah waktu pengisian tersebut?

Penyelesaian :

I = 0,5A
t = 8 jam atau 28.800 detik
Q = ?

Q = I . t
Q = 0,5 . 28.800
Q = 14.400 Coulomb

Jadi muatan listriknya sebesar 14.400 Coulomb.

Rumus Hukum Coulomb

F=k\frac{q_1\cdot q_2}{r^2}

Keterangan simbol rumus substitusi diatas :

• F = Gaya coulomb, yakni gaya tarik-menarik atau gaya tolak-menolak (satuan : N).
• q₁ = Nilai muatan listrik pada benda ke-1 (satuan : C).
• q₂ = Nilai muatan listrik pada benda ke-2 (satuan : C).
• r = Jarak, yaitu antara kedua benda yang bermuatan listrik (satuan : m).
• k = Konstanta

Nilai konstanta sebesar 9 x 10⁹ N m² / C². Satuan C adalah Coulomb, sedangkan N adalah Newton dan satuan M adalah Meter.

Contoh Soal Hukum Coulomb

supaya kalian lebih bisa memahami mengenai hukum coulomb, berikut ini merupakan contoh soal hukum coulomb dan penjelasannya.

2 buah titik A dan B dengan jarak 3 meter, tiap-tiap titik bermuatan listrik +4 x10-4 C dan -1 x10-4 C. Titik C berada diantara titik A dan B, dengan jarak 2 meter dari titik A dengan muatan listrik +3 x10-5 C. Hitunglah besar gaya elektrostatis dari C?

Diketahui :

qA = +4 x10-4 C
qB = -2 x10-4 C
qC = +3 x10-5 C
r= 3 m

Ditanya : Fc?

Jawab :

Muatan qC ditolak muatan qA ke kanan dikarenakan kedua muatan sejenis tetapi ditarik ke kanan oleh muatan qB dikarenakan berbeda jenis. (perlu diketahui arah muatan keluar itu dari + dan masuk ke -), sehingga elektrostatis FC adalah sebagai berikut :

FC = FA + FB

Besar gaya Coulomb pada titik C yakni 54 N ke arah kanan.

Persamaan Hukum Coulomb

Hukum coulomb mempunyai persamaan dengan salah satu hukum fisika yang lainnya, yakni hukum gravitasi newton.

Nah inilah persamaan dan perbedaan dari hukum coulomb, diantaranya :

• Persamaan : Perbandingan kuadrat yang terbalik.
• Perbedaan : Gaya gravitasi selalu tarik menarik, sedangkan gaya listrik pada hukum coulomb bersifat tarik-menarik dan juga bisa saling tolak-menolak.

Perhatikan gambar diatas, berdasarkan gambar diatas, benda saling tolak-menolak jika kedua benda sejenis (bermuatan listrik sama positif atau negatif). Saling tarik-menarik kedua benda berbeda jenis muatan.

Kedua benda yang mempunyai muatan listrik, baik (+) dengan (-), (+) dengan (+) atau (-) dengan (-) masing-masin terpisahkan dengan jarak (r).