Persamaan Maxwell: Isi dan Rumusannya

Dalam ilmu Fisika, terdapat sebuah rumusan atau formula yang disebut dengan Persamaan Maxwell. Persamaan ini digunakan sebagai dasar perhitungan dan penelitian lebih lanjut dalam bidang elektromagnetik. Berikut ini adalah pengertian dan rumusan persamaan Maxwell.

Pengertian Persamaan Maxwell

Persamaan Maxwell adalah himpunan empat persamaan diferensial parsial yang mendeskripsikan sifat-sifat medan listrik dan medan magnet serta hubungannya dengan sumber-sumbernya, muatan listrik, dan arus listrik, menurut teori elektrodinamika klasik.

Empat persamaan yang dimaksud adalah rumusan yang diperoleh dari empat ketentuan/hukum yang terpisah yakni hukum Gauss, hukum Magnetisme Gauss, hukum Faraday, dan hukum Ampere-Maxwell. Berikut adalah definisi singkat dari keempat hukum tersebut.

1. Hukum Gauss adalah ketentuan yang menjelaskan tentang perilaku medan listrik sebagai akibat dari adanya muatan listrik, misalnya kecenderungan medan listrik bergerak dari muatan positif ke muatan negatif.
2. Hukum Magnetisme Gauss adalah ketentuan yang menjelaskan total pancaran medan magnet yang menembus suatu volume tertentu.
3. Hukum Faraday adalah hukum yang dicetuskan oleh Michael Faraday, menjelaskan proses induksi bagaimana sebuah medan magnet dapat menghasilkan medan listrik.
4. Hukum Ampere, yang menjelaskan bahwa medan magnet dapat dihasilkan dari dua cara : melalui adanya arus listrik (konsep awal hukum Ampere), dan dengan mengubah medan listrik (tambahan konsep oleh Maxwell)

Rumusan Persamaan Maxwell

Ada dua perumusan umum persamaan Maxwell. Perumusan pertama memisahkan muatan terikat dan arus terikat (yang muncul dalam konteks dielektrik dan/atau bahan magnet) dari muatan bebas dan arus bebas.

Pemisahan ini berguna untuk perhitungan yang melibatkan bahan dielektrik dan magnet. Perumusan pertama dijelaskan pada tabel 1 berikut.

Perumusan kedua memperlakukan semua muatan secara setara, menggabungkan baik muatan bebas dan terikat ke dalam muatan total (dan hal yang sama juga berlaku untuk arus).

Ini adalah pendekatan yang lebih mendasar atau mikroskopis, dan terutama berguna bila tidak ada bahan dielektrik atau magnet. Perumusan kedua dijelaskan pada tabel 2 berikut.

Tabel 3 berikut ini menyatakan definisi tiap lambang dan satuan SI-nya.