Satuan Potensial Listrik [Joule/Coulomb] POTENSIAL LISTRIK V Q Satuan Potensial Listrik [Joule/Coulomb] Energi Potensial Listrik U Kerja yang diperlukan untuk membawa muatan q dari tak hingga (energi nol) ke suatu titik tertentu (berjarak R dari muatan Q) R q 2 1 

R  q

Energi potensial listrik per satuan muatan Merupakan besaran skalar Potensial Listrik V Energi potensial listrik per satuan muatan Merupakan besaran skalar Satuan lain yang lebih populer adalah volt Q R

Contoh Soal 6.1 Dua buah muatan masing-masing sebesar + 5 C (sebelah kiri) dan - 15 C (sebelah kanan) terletak pada satu garis lurus dengan jarak 4 meter. Tentukan letak titik-titik pada garis hubung keduanya dimana potensial listriknya nol. Q1 = 5 C Q2 = -15 C x y

Contoh Soal No. 6.2 Muatan Q1 berada di titik A(0,5) sedangkan muatan Q2 di titik B(12,0), kedua muatan tersebut besarnya masing-masing adalah Q1 = 30 C dan Q2 = - 10 C. Hitung potensial listrik di titik C(2,-2) A(0,5) B(12,0) C(2,-2)

Jawab : A(0,5) B(12,0) C(2,-2)

Contoh Soal No. 6.3 Dua buah elektron berjarak 1 meter satu sama lain. Sebuah elektron ketiga datang dari tak hingga dengan kecepatan awal Vo mendekati kedua elektron tersebut dan ternyata ia melewati titik yang terletak 40 cm dari salah satu elektron dan 60 cm dari elektron yang lain dengan kecepatan setengah dari kecepatan semula. Tentukan kecepatan awal Vo. 0,5Vo 0,6 m 0,4 m Vo

Jawab : 0,5Vo 0,6 m 0,4 m Vo

Soal Latihan 1 Sebuah proton dengan energi kinetik sebesar 4,8 MeV ditembakkan menuju inti atom timah hitam (nomor atom 82). Seberapa dekat proton tersebut dapat mendekati inti atom timah ? Jawab : 24,6 fm Soal Latihan 2 Tiga buah benda bermuatan sebesar Q1 = - 7,5 C, Q2 = 6,5 C, Q3 = 5C masing-masing terletak di titik A(0,0), titik B(12,0) dan titik C(0,5). Muatan Q3 yang bermassa sebesar 1,2x10-5 kg ditembakkan dari titik C dengan kecepatan awal 200 m/s. Tentukan kecepatannya pada saat melewati titik D(9,0). Jawab : 150 m/s

Satuan Kapasitansi [Farad] KAPASITOR C Satuan Kapasitansi [Farad] Kapasitor pelat sejajar : A A o +Q -Q E d V

HUBUNGAN SERI : Muatan sama Tegangan dibagi-bagi C1 V1 +Q1 -Q1 C2 V2 +Q2 -Q2 V +Q -Q Kapasitansi ekivalen (gabungan) Cgab : V +Q -Q Cgab

HUBUNGAN PARALEL: Muatan dibagi-bagi Tegangan sama C1 V1 +Q1 -Q1 C2 V2 +Q2 -Q2 V +Q -Q Kapasitansi ekivalen (gabungan) Cgab: Cgab +Q -Q V +Q -Q V

ENERGI POTENSIAL YANG TERSIMPAN DALAM KAPASITOR q C V

Contoh Soal 7.1 Tiga buah kapasitor C1 = 3 F, C2 = 1 F dan C3 = 2 F dirangkai seperti terlihat pada gambar di bawah ini. Rangkaian ini dihubungkan dengan sumber tegangan 2 volt. Hitunglah : a). Kapasitansi ekivalen rangkaian tersebut. b). Besarnya muatan yang tersimpan pada C3.

Jawab : a)

Jawab : b)

Tentukan muatan pada masing-masing kapasitor pada saat : Contoh Soal 7.2 Tentukan muatan pada masing-masing kapasitor pada saat : a) Saklar S1 ditutup dan S2 dibuka. b) Saklar S1 dan S2 ditutup. C1 = 1F C2 = 2F C3 = 3F C4 = 4F S1 S2 12 V

Jawab : a) S1 ditutup C1 = 1F C2 = 2F C3 = 3F C4 = 4F S1 S2 12 V C13 = 3/4 C24 = 4/3 12 V C1234 = 25/9 12V

C1 = 1F C2 = 2F C3 = 3F C4 = 4F S1 S2 12 V C13 = 3/4 C24 = 4/3 12 V 12V C1234 = 25/9

Jawab : b) S1 dan S2 ditutup C1 = 1F C3 = 3F C12=3 C34=7 C1234 = 21/10 S2 C2 = 2F C4 = 4F S1 12V 12 V 12 V

C1 = 1F C2 = 2F C3 = 3F C4 = 4F S1 S2 12 V 12V C1234 = 21/10 C12=3 C34=7

Contoh Soal 7.3 Mula-mula kapasitor C1 diisi muatan dari tegangan Vo (saklar S1 ditutup). Setelah muatan pada C1 penuh tegangan Vo dilepaskan (S1 dibuka lagi). Kemudian saklar S2 ditutup sehingga sebagian muatan di C1 pindah ke kapasitor C2. Tentukan tegangan akhirnya C1 C2 S1 S2 Vo Jawab :

Contoh Soal 7.4 Dua buah kapasitor masing-masing sebesar 4 F dan 8 F yang dipasang seri mendapat potensial listrik sebesar 6 V dan setelah terisi penuh potensial listriknya dilepaskan. Kemudian pasangan kedua kapasitor ini dihubungkan paralel dengan dua buah kapasitor lain (yang juga dipasang seri) yang masing-masing mempunyai kapasitansi sebesar 1 F dan 2 F. Tentukan besarnya muatan pada keempat kapasitor tersebut. C1 C2 S1 S2 Vo C3 C4

Jawab : C1 C2 S1 S2 Vo C3 C4 C12 C34 S1 S2 Vo

Soal Latihan 1 Hitung besarnya muatan pada kapasitor 15 F dari rangkaian di bawah ini. Jawab : 150 C 15V 7,5F 15F 45F

Soal Latihan 2 Sepasang kapasitor berkapasitansi 15 F dan 20 F yang dipasang paralel mendapat muatan sampai penuh dari suatu sumber tegangan sebesar 2 V. Sepasang kapasitor lain berkapasitansi 22,5 F dan 45 F yang dipasang seri mendapat muatan sampai penuh dari suatu sumber tegangan sebesar 12 V. Bila setelah sumber-sumber tegangannya dilepaskan, kedua pasangan kapasitor ini dihubungkan paralel, hitung energi potensial yang tersimpan di dalam setiap kapasitor. Jawab : U1 = 187,5 J U2 = 250 J U3 = 125 J U4 = 62,5 J