Energi Potensial Listrik dan Potensial Listrik

Energi Potensial Listrik dan Potensial Listrik

Gaya Coulomb dan medan litrik merupakan besaran vektor, sedangkan energi potensial listrik dan potensial listrik merupakan besaran skalar.

1) Energi Potensial Listrik

Energi potensial listrik akan timnul bila sebuah muatan uji q_o didekatkan pada sebuah muatan q. Besarnya energi potensial yang timbul pada muatan q_o sebanding dengan usaha yang diperlukan untuk melawan gaya Coulomb F_C. Perhatikan Gambar 4.18. Perubahan energi potensial dari keadaan (1) ke keadaan (2) sebagai berikut:

ΔE_P = -F_C cos θ (Δs)= W₁₂ ...............................................(4.1.10)

dengan :

F_C = gaya Coulomb

Δs = perpindahan muatan

Tanda minus pada persamaan di atas berarti beda energi potensial sebanding dengan usaha untuk melawan gaya Coulomb F_c. Jadi, dibutuhkan gaya sebesar F untuk melawan gaya Coulomb, F=-F_C. Pada Gambar 4.18 terlihat bahwa arah gaya F sama dengan arah perpindahan Ds sehingga cos 0= 1, maka ΔE_P = FΔs. Untuk Δs sangat kecil, r₁- r₂ =0. Gaya F pada selang ΔE_P dapat dianggap sebagai gaya rata-rata dari F₁ dan F₂ dengan:

Perubahan potensialnya :

ΔE_P = W₁₂ = FΔs

ΔE_{P =}(r₁-r₂) = kq_oq ............................................................(4.1.11)

dengan :

ΔE_P = perubahan energi potensial listrik antara kedudukan akhir dan kedudukan akhir

W₁₂ = usaha yang dilakukan untuk memindahan muatan q_o.

q_o = muatan, uji, q = muatan sumber.

r₂ = jarak antara muatan uji dan muatan sumber pada kedudukan akhir yaitu titik 2.

r₁ = jarak antara muatan uji dan muatan sumber pada kedudukan awal yaitu titik 1.

Potensial listrik didefinisikan sebagai energi potensial listrik per satuan muatan sehingga beda potensial listrik antara dua titik 1 dan 2 adalah:

V₁₂ = kq ...........................................(4.1.12)

dengan V₁₂ menyatakan beda potensial oleh sebuah muatan q antara jarak r₁ dan r₁.

Untuk menentukan besarnya potensial listrik yang ditimbulkan oleh muatan q di titik (1) dan (2) adalah:

V₁₂ = V₂ – V₁ = kq=

Dengan V₁ menyatan potensial mutlak di titik (1) dan V₂ menyatakan potensial mutlak di titik (2). Secara umum, potensial sebuah titik berjarak r dari muatan q adalah:

V = ......................................................................(4.1.13)

Potensial listrik di suatu titik pada medan listrik adalah besarnya usaha yang diperlukan untuk memindahkan satu satuan muatan listrik dari tak hingga ke titik tersebut.

Potensial listrik adalah besaran skalar. Potensial yang ditimbulkan oleh beberapa muatan sumber cukup dihitung dengan penjumlahan aljabar biasa.

V =

V = .........................(4.1.14)

Dengan n adalah banyak muatan sumber.