Listrik Statis

Listrik Statis 3
Energi Potensial Listrik & Potensial Listrik
Fisika Dasar 2 Pertemuan 6
Mengapa Potensial Listrik?
• Pada pembahasan lalu, kita sudah mengenal dua
besaran penting dalam listrik statis yakni gaya
elektrostatik atau gaya Coulomb F dan medan listrik E
• Besaran listrik statis ketiga disebut potensial listrik,
potensial listrik memiliki beberapa “keuntungan”
dalam menghitung kuantitas listrik statis karena
merupakan besaran skalar yang lebih mudah dihitung
• Sebelum membahas potensial listrik V, mari kita lihat
konsep energi potensial listrik W
Energi Potensial Listrik
• Misalkan terdapat sebuah muatan positif Q1 dan Q2:
• Sejumlah energi diperlukan
untuk membuat Q2 tetap di P
karena jika tidak Q2 akan
ditolak oleh Q1 karena adanya
gaya coulomb Fc
Fc
P
Q2
r
Fsaya
Q1
• Energi tersebut haruslah dapat
mengimbangi Fc sehingga
Fsaya=Fc
• Sehingga energi atau usaha yang diperlukan agar Q2
dapat diletakkan di P adalah
W  Fsaya  S
• Atau dapat dituliskan sebagai
Q2
r
S
r’
r




W  Fsayadr  Fsayadr  Fc dr
r'

Fsaya

 k
r
r
Q1

Q 1Q 2
r2
r

dr  kQ 1 Q 2
Q 1Q 2
W k
r
• W disebut dengan energi potensial listrik

r
1
dr
2
r
• Energi potensial listrik adalah energi yang diperlukan
untuk menggerakan sebuah muatan Q2 sejauh r dari
Q1
W k
Q 1Q 2
r
Satuan energi potensial listrik adalah Joule
• Jika W negatif maka artinya tidak diperlukan energi
tambahan karena dengan sendirinya Q2 dapat menuju
P (misalnya jika Q2 bermuatan negatif)
• Jika W posistif maka artinya diperlukan energi
tambahan karena jika tidak Q2 akan ditolak oleh Q1
sehingga tida dapat diletakkan di P (misalnya jika Q1
dan Q2 bermuatan sama)
Potensial Listrik (Muatan Titik)
• Didefinisikan sebagai energi listrik yang dialami tiap
satuan muatan atau dengan kata lain energi listrik
persatuan muatan, sehingga:
Q
W
k 1
Q2
r
• Sehingga potensial listrik V dari sebuah muatan titik Q
sejauh r adalah:
V k
Q
r
Satuan potensial listrik adalah Joule/Coulomb atau
dikenal sebaai Volt
Hubungan Energi dengan Potensial Listrik
• Energi potensial listrik W:
W k
Q 1Q 2
r
• Potensial listrik V:
Vk
Q1
r
sehingga diperoleh:
W  Q2V
W  Q V
Prinsip Superposisi Pada Potensial Listrik
• Seperti juga pada F dan E, pada potensial listrik V juga
berlaku prinsip superposisi sehingga:
V  V1  V2  ...
sehingga secara umum:
Vk

Q
r
Potensial Listrik Untuk Muatan Kontinu:
Muatan cakram:
r
Muatan pelat:
V
V
b
V  2 k  b 2  x 2  x 


Muatan garis:
b
a
Qd
V
o  A
a
Vb  2k ln
b
Cincin
Bola Berongga
R
r
b

r
P
x
Di dalam bola:
V
kq
b2  x2
q
V k
R
Di luar bola:
V k
q
r