POTENSIAL LISTRIK Potensial listrik

SIFAT KELISTRIKAN MUATAN GAYA LISTRIK ENERGI POTENSIAL LISTRIK MEDAN LISTRIK POTENSIAL LISTRIK LEBIH MUDAH MEMECAHKAN MASALAH Karena merupakan besaran SKALAR Potensial listrik

+ ADA Q TIMBUL E Q′ MENGALAMI GAYA F Q Q′ PINDAH SEJAUH ds , dr a Q′ MENGALAMI GAYA F + Q Q′ PINDAH SEJAUH ds , KERJA YANG DILAKUKAN MEDAN LISTRIK dW = F ds cos q = F dr = Q′ E dr E YANG DITIMBULKAN Q : Potensial listrik

+ BILA Q' PINDAH DARI a KE b W a→b = DEFINISI : KERJA YANG DILAKUKAN GAYA LISTRIK UNTUK MEMINDAHKAN Q' DARI a KE b : W a→b = EPa - EPb ENERGI POTENSIAL MUATAN Q' YANG BERJARAK r DARI Q : + Q Q′ r joule Potensial listrik

+ DEFINISI : POTENSIAL DI SUATU TITIK Q′ : muatan tes ( coulomb ) volt EP : energi potensial muatan tes Q′ (joule) Q′ : muatan tes ( coulomb ) V : potensial di titik di mana Q′ diletakkan volt POTENSIAL DI TITIK YANG BERJARAK r DARI MUATAN Q : + Q Q′ r UNTUK n MUATAN TITIK : EP seringkali juga dinyatakan dalam satuan eV ( elektron Volt ) dengan : 1 eV = 1,6 10 -19 joule Potensial listrik

YANG DAPAT DIUKUR HANYA BEDA POTENSIAL KERJA MEDAN LISTRIK UNTUK MEMINDAHKAN MUATAN Q' DARI a KE b : W a→b = EPa - EPb KERJA UNTUK MEMINDAHKAN MUATAN 1 COULOMB DARI a KE b : JADI: Beda potensial Vab = Va – Vb : menyatakan banyaknya kerja yang dilakukan medan listrik untuk memindahkan muatan 1 C dari titik a ke titik b APLIKASI Aki mobil 12 V: berarti terminal + potensialnya 12 V lebih tinggi dari terminal negatif. Jika aki dihubungkan dengan rangkaian luar dan muatan 1 C pindah dari terminal + melalui rangkaian ke terminal -, maka terjadi pengurangan EP sebesar : Q ( DV ) = (1 C) (12 V ) = 12 joule Energi sebesar ini muncul sebagai energi dalam rangkaian Potensial listrik

W a→b = EPa - EPb Va - Vb Va – Vb = E ( rb – ra ) Va – Vb = E . d KERJA YANG DILAKUKAN MEDAN LISTRIK UNTUK MEMINDAHKAN MUATAN Q ′ SEJAUH dr : dW = Q′ E dr BILA MUATAN Q′ PINDAH DARI a KE b, MAKA : W a→b = EPa - EPb BILA MUATAN YANG DIPINDAHKAN BESARNYA 1 C, MAKA : Va - Vb BILA E DI SUATU DAERAH ADALAH KONSTAN, MAKA : Va – Vb = E ( rb – ra ) atau Va – Vb = E . d Dengan demikian : 1 N/C = 1 V/m Potensial listrik

CONTOH SOAL Dua pelat sejajar dimuati sampai tegangan 50 V. Jika jarak antara dua pelat tersebut adalah 0,05 m, hitunglah medan listrik di antara kedua pelat ! a b + - Vab = 50 V + - + - + - + - + - + - d = 0,05 Potensial listrik

Kerja GAYA LISTRIK ( sistemnya sendiri ) untuk memindahkan Muatan dari titik A ke titik B : Kalau perpindahan muatan tersebut benar – benar terjadi karena gaya listrik ( bukan karena kerja dari luar ) maka W AB : POSITIF. WAB NEGATIF menandakan bahwa muatan itu pindah karena kerja dari luar S E B A L I K N Y A Kerja oleh GAYA LUAR untuk memindahkanmuatan dari titik A ke titik B : W AB : POSITIF berarti pindahnya muatan dari A ke B benar - benar terjadi karena kerja dari luar ( bukan sistem listriknya sendiri ) Potensial listrik

W~  a = (EP)a – (EP)~ = Q ′ Va CONTOH SOAL Berapa kerja yang diperlukan oleh gaya luar untuk membawa muatan Q′ = 3 C dari jarak yang sangat jauh ke titik yang berjarak 0,5 m dari muatan Q = 20 C ? W~  a = (EP)a – (EP)~ = Q ′ Va Potensial listrik

energi potensial muatan Q ′ = 3 C bila diletakkan di C dan D ! CONTOH SOAL tugas + - C 6 m 4 10 cm D 8 cm Tentukan potensial di C dan D ! energi potensial muatan Q ′ = 3 C bila diletakkan di C dan D ! c. kerja minimum ( dari luar ) untuk membawa Q′ = 3 C dari C ke D ! Potensial listrik

a. C 10 cm 10 cm 8 cm D VC = VC,1 + VC,2 = (54 – 36)104 = 18.104 volt + - 10 cm 6 mC - 4 mC VD = VD,1 + VD,2 = (67,5 – 180)104 = - 112,5.104 volt Potensial listrik

= - 3,92 joule a. VC = 18.104 volt VD = - 112,5.104 volt + - C 6 m 4 10 cm D 8 cm a. VC = 18.104 volt VD = - 112,5.104 volt b. Di C : EP dari Q’ = Q’. VC = 3.10-6 (18.104) = 0,54 joule Di D : EP dari Q’ = Q’. VD = 3.10-6 (-112,5.104) = -3,38 joule c. Kerja oleh gaya dari luar untuk memindahkan muatan dari C ke D = - 3,92 joule Hasil negatif ini benar, karena VC > VD ; jadi muatan positif dengan sendirinya pindah dari C ke D, artinya tidak perlu gaya dari luar Potensial listrik

CONTOH SOAL Sebuah elektron (e = -1,6 x 10-19C, m = 9,1 x 10-31 kg) dipercepat melalui beda potensial 5000 volt. Berapa kecepatannya ketika melewati lubang, bila jarak antara kedua pelat adalah 10 cm ? VBA = VB – VA = 5000 V A B - + e Lubang EPB – EPA = ( -1,6 10 -19 )(5000) = - 8.10 -16 joule Kekekalan Energi : EPA + EKA = EPB + EKB EPB - EPA = EKA - EKB - 8.10 -16 = 0 - ½ m ( VB)2 = - ½ (9,1.10 -31) (VB)2 4,2.107 m/s Potensial listrik

Sebuah tetes minyak mempunyai Q = 8 x 10-15 C dan m = 12 x 10-11 kg CONTOH SOAL tugas Sebuah tetes minyak mempunyai Q = 8 x 10-15 C dan m = 12 x 10-11 kg Bila jarak antara pelat adalah 1 cm, berapakah beda potensial VAB agar a. tetes tersebut dalam keadaan diam ? b. tetes tersebut bergerak ke atas dengan percepatan 0,5 m/s2 ? + A Q,,m - B Potensial listrik

beda potensial 5000 volt. Berapa kecepatannya ketika melewati lubang, TES - 2 Sebuah elektron (e = -1,6 x 10-19C, m = 9,1 x 10-31 kg) dipercepat melalui beda potensial 5000 volt. Berapa kecepatannya ketika melewati lubang, bila jarak antara kedua pelat adalah 10 cm ? 5000 V A B - + e Lubang Potensial listrik