potensial listrik - Afief Dias Pambudi

POTENSIAL LISTRIK






Energi untuk memindahkan muatan +q
Beda potensial
Potensial disekitar muatan titik
Superposisi Potensial listrik
Potensial oleh muatan kontinu
Beda Potensial V.S. Potensial
1
POTENSIAL LISTRIK
Energi / Usaha untuk membawa
muatan +q dari A ke B dalam medan E
A
F’
B
E
+q
F=qE
w 
B



F '  dl
A



F'   F   q E
B


w   q  E  dl
A
2
Sekarang perhatikan, khususnya untuk muatan q=+1 C.
Berapakah usaha untuk memindahkan muatan tsb dari A ke B ?
F’
B


w   q  E  dl
F=qE
A
q=+1 C
A
B
E
B


w'    E  dl
A
 VBA
3
rB
Potensial oleh muatan titik
VBA   


E  dl
rA
rB

q


VBA     k
r̂

d
r

2
r


rA

q
E  k 2 r̂
r
E
+q
rB
rA

r̂  dr  r̂  r̂ dr  dr
VBA   kq
q
q
VBA  k
k
 VB  VA
rB
rA
q
VA  k
rA
q
VB  k
rB
rB
 1
r  r 2
A

 dr

q
V(r)  k
r
Jika sumber muatan titik
adalah dq maka
dq
dV  k
r
4
Potensial di p akibat hadirnya
muatan-muatan titik
q1
y
v01  k ,
r02
r01
q2
p
vp
r01
r03
vp
r
q1
0
r2

r3
q3
r1
r01
x
z
v02
q2
k
,
r02
v03  k
 v 01  v 02  v 03
q3
,
r03
q1
q2
q3
 k
k
k
r01
r02
r03
 
 r0  r1
q1
q2
q3
v p ( r0 )  k   k   k 
r01
r02
r03
qn
q1
q2
q3
v p ( r0 )  k   k   k   ..  k 
r01
r02
r03
r0n



r02  r0  r2



r03  r0  r3
qi
 k 
r0i
i 1
n
5
Potensial oleh distribusi muatan kontinu
dqi
dVi ( p )  k
roi


r0i

ri
dqi  di
p

r0
 dVi ( p )  k
di
roi



r  roi  roi  ro  ri
V ( p )  V ( ro ) 

k
i 1
di
V ( ro )   k
r
d oi
V( p)  k
di
roi
r
dA
d
dL
V( p)  k
V( p)  k
V( p)  k
r
r
r
6
Vp  k 
P

d
r
p


   E  dr

 Vp  V  Vp  0  Vp
V  0 disebut potensial nol mutlak
Sesungguhnya masih ada potensial acuan
(nol) yg tidak mutlak.
Dalam praktek seharian kita menganggap
TANAH, BODY MOBIL, BODY
PERANGKAT ELEKTRONIK, DLL sebagai
acuan potensial nol
rb

Vba
rb
ra
Dalam ujian sering suatu titik telah
didefinisikan sebagai potensial nol


   E  dr
ra
 Vb  Va
7
BIDANG EQUIPOTENSIAL

El
BILA SETIAP TITIK PADA SUATU
PERMUKAAN MEMPUNYAI POTENSIAL
SAMA MAKA PERMUKAAN ITU
DISEBUT BIDANG EQUIPOTENSIAL
b
a
Vba   


E  dl
a
b
Bidang Equi
Potensial V(1)
jika jarak ab  0 , dapat ditulis
Bidang Equi
Potensial V(2)
dV
 
 E cos   El
dl
dV
 
 E cos   E x
dx


dV  E  dlab  E dl cos 
 
dV
 E cos   El  E ˆ
l
dl
dV ˆ
ˆ
 i
 i Ex
dx
8
BEDA POTENSIAL :
Vba

POTENSIAL :
b


   E  dl  Vb  Va
a

dq
V( r )  k
r
dV ˆ
i  Ex ˆ
i
dx
; dim ana dq d
Potensial di suatau titik oleh distribusi muatan adalah akumulasi
(penjumlahan aljabar) dari setiap potensial yg dikontribusikan oleh oleh
setiap titik pada seluruh distrubusi tersebut
Potensial adalah besaran SKALAR
POTENSIAL NOL :  Di r= potensialnya NOL mutlak
 Kita dapat mendefinisikan suatu lokasi tertentu sebagai
tempat yang berpotensial NOL relativ
9
Soal
z( m )
q1
q2
r2
r1
x( m )
r3
q3
Tiga buah muatan masing-masing q1=2C di
(2,-3,1), q2=4C di (4,2,1), q3=-2C di (-2,2,-3).
Tentukan :
(a) Potensial di titik A(5,5,5)
(b) Potensial di titik B(0,0,0)
(c) Beda potensial antara kedua titik
y( m )
10
Soal
p
Suatu distribusi muatan berbentuk setengah cincin,
rapat muatannya 2 C/m. Hitung potensial di pusat
lingkaran p
R=0,2m
11