Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik

Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
A. Potensial Listrik
Sebuah elektron tidak mungkin dapat bergerak dengan sendirinya dari plat A ke plat B.
Secara alami elektron akan bergerak mendekati muatan + dan menjauhi muatan -, jadi untuk
menggerakkan dengan arah sebaliknya diperlukan suatu usaha. Pada gambar berikut
dilukiskan elektron bergerak dari pelat A ke pelat B.
Elektron yang bergerak dari A ke B
Usaha yang diperlukan untuk memindahkan muatan dari B ke A per satuan muatan disebut
potensil listrik. Potensial listrik dapat dilukiskan dalam persamaan sebagai berikut.
Dimana:
V = Potensial listrik ( Volt )
Q = Muatan listrik (C)
W = Usaha (J)
Potensial listrik sebesar 1 Volt antara dua titik jika diperlukan usaha 1 Joule untuk
memindahkan muatan 1 Coulumb antara dua titik tersebut. Usaha yang diperlukan untuk
memindahkan muatan dari dari satu titik ke titik yang lain per satuan muatan disebut potensil
listrik.
Energi potensial listrik dan potensial listrik secara konsep pemahamannya sama
dengan
pemahaman
tentang
usaha
dan
perubahan
energi.
Untuk
memindahkan/menggerakkan sebuah benda diperlukan usaha. Usaha yang dilakukan sama
dengan perubahan energi kinetik atau perubahan energi potensial benda tersebut. Begitu juga
halnya untuk memindahkan muatan listrik dalam medan listrik diperlukan usaha, usaha yang
dilakukan sama besarnya dengan perubahan energi potensial. Besarnya energi yang
diperlukan untuk memindahkan muatan bergantung pada besar muatan yang dipindahkan dan
jarak perpindahannya. Untuk menjelaskan pengertian energi potensial listrik dan potensial
listrik, perhatikan gambar berikut.
Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
Medan listrik yang ditimbulkan muatan listrik (q)
Gambar tersebut menggambarkan medan listrik yang ditimbulkan muatan listrik q, untuk
memindahkan muatan sebesar q’ dari titik A yang berjarak rA ke titik B yang berjarak rB dari
q. Usaha yang diperlukan adalah :
WAB =
WAB =
WAB =
WAB =
Dalam hal ini energi potensial listrik bertanda negatif, yang berarti makin jauh dari
muatan listrik penimbul medan makin besar energi potensialnya. Besarnya energi potensial
listrik di jauh tak terhingga sama dengan nol. Apabila titik A berada di jauh tak terhingga rA,
maka EPA = 0 dan persamaan diatas menjadi :
Dalam hal ini rB dapat sembarang jarak, maka :
dengan :
EP = energi potensial di suatu titik P dalam medan listrik (Joule)
k = Konstanta = 9 × 109 N m2C-2
q = muatan listrik penimbul medan
q’ = muatan listrik penguji
r = jarak titik P ke muatan q
Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa energi potensial listrik di suatu titik (P) dalam
medan listrik didefinisikan sebagai usaha yang diperlukan untuk memindahkan muatan listrik
(q’) dari jauh tak terhingga ke titik itu.
Persamaan Matematik Energi Potensial Listrik dan Potensial Listrik
Energi potensial per satuan muatan positif disebut potensial listrik,yang diberi lambang V.
Potensial listrik termasuk sebagai besaran skalar. Jadi potensial listrik pada suatu titik dalam
medan listrik yang berjarak r dari q dinyatakan :
atau
dengan :
q = muatan listrik penimbul medan (Coulomb)
r = jarak titik P dari q
k = konstanta = 9.109 Nm2C-2
VP = potensial listrik di titik P (Joule/Coulomb = volt)
EP = energi potensial listrik (Joule)