Rumus Hukum Coulumb dan Tabel Konstanta Dielektrik Bahan

Hukum Coloumb adalah aturan yang mengemukakan tentang hubungan antara gaya listrik dan besar masing-masing muatan listrik. Nama Coloumb diambil dari nama fisikawan yang pertama kali mengamati gaya tarik-menarik atau tolak-menolak benda bermuatan listrik, yaitu Charles Augustin de Coloumb (1736-1804). Dalam pengamatannya, ia melakukan percobaan menggunakan alat yang bernama neraca puntir. Berdasarkan percobaan ini, Coloumb mengemukakan suatu aturan atau hukum yang berbunyi:

“Gaya listrik (tarik-menarik atau tolak-menolak) antara dua muatan sebanding dengan besar muatan listrik masing-masing dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak pisah antara kedua muatan listrik.”

Ketika dua buah muatan sejenis didekatkan satu sama lain, terdapat sebuah gaya yang saling menolak yang mencegah kedua muatan tersebut bersatu. Sebaliknya, jika dua buah muatan yang berlainan jenis didekatkan, akan timbul gaya saling menarik. Gaya tolak-menolak dan gaya tarik-menarik ini disebut gaya elektrostatis. Coulomb berhasil menghitung besarnya gaya antarmuatan ini. Sebagai penghargaan atas penemuannya, gaya antarmuatan ini dinamakan gaya Coulomb.
Dalam penelitiannya, Coulomb menggunakan alat yang dinamakan neraca puntir, seperti terlihat pada gambar berikut:

Jika bola A dan B yang bermuatan sejenis didekatkan, maka akan tolak menolak, sehingga lengan neraca terpuntir dari kedudukan seimbang. Makin besar sudut puntiran lengan neraca, makin besar gaya listrik. Coulomb mengukur gaya listrik untuk berbagai pasangan bola A dan B yang muatan listriknya berbeda dan gaya listrik antara pasangan bola A dan B untuk berbagai jarak pisah dengan dasar sudut puntiran tersebut.

Rumus Hukum Coulumb

Secara matematis, rumus Hukum Coloumb dapat ditulis dalam persamaan:

dengan:
F = gaya Coloumb (Newton = N)
Q1,Q2 = muatan listrik benda 1 dan 2 (Coloumb = C)
r = jarak antara dua muatan listrik (m)
k = konstanta pembanding = konstanta gaya Coloumb = 9 × 10⁹ Nm²C-²
ε0 = permitivitas ruang hampa = 8,854 × 10-12 C²N-¹m-²

Pada umumnya, nilai permitivitas (ε) medium selain udara atau ruang hampa atau zat lainnya, lebih besar daripada permitivitas ruang hampa (ε0), dinotasikan ε > ε0.
Perbandingan antara ε dan ε0 disebut konstanta dielektrik suatu zat dan diberi lambang k. Jadi, k = ε/ε0 dan gaya Coloumb benda itu adalah:

Tabel Konstanta Dielektrik Bahan

Konstanta dielektrik beberapa zat dapat kamu lihat pada tabel berikut.