Potensial Listrik

Potensial Listrik

Potensial listrik dapat didefinisikan sebagai usaha yang diperlukan untuk memindahkan muatan positif sebesar 1 satuan dari tempat tak terhingga ke suatu titik tertentu. Potensial listrik dapat pula diartikan sebagai energi potensial listrik per satuan muatan penguji.(Wikipedia)

Gambar tersebut menggambarkan medan listrik yang ditimbulkan muatan listrik q, untuk memindahkan muatan sebesar q’ dari titik A yang berjarak r_A ke titik B yang berjarak r_B dari q. Usaha yang diperlukan adalah :

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 r_B dapat sembarang jarak, maka :

Beda Potensial

 

Potensial listrik di suatu titik misalnya potensial listrik di titik a yakni V_a, tidak dapat diketahui nilainya karena yang bermakna adalah perubahan potensial listrik. Perubahan potensial listrik dapat diketahui nilainya baik melalui perhitungan maupun pengukuran. Potensial listrik berubah ketika muatan q bergerak dari satu titik ke titik lainnya. Misalkan muatan q bergerak dari titik a ke titik b maka perubahan potensial listrik adalah :

V_ab adalah beda potensial listrik antara dua titik dalam medan listrik, misalnya titik a dan b. Beda potensial listrik antara titik a dan b (V_ab) sama dengan usaha yang dilakukan oleh gaya listrik pada muatan listrik ketika bergerak dari titik a ke titik b, per satuan muatan (W_ab/q). Perlu diketahui bahwa usaha yang dilakukan oleh gaya listrik pada muatan q ketika bergerak dari titik a ke titik b (W_ab) sama dengan perubahan energi potensial listrik muatan q (ΔEP). Karenanya pada persamaan di atas ΔEP bisa diganti dengan W_ab.

Contoh Soal:

Untuk memindahkan 40 C muatan listrik dalam sebuah penghantar dari titik A ke titik B, diperlukan energi sebanyak 120 Joule. Berapa beda potensial antara titik A dengan titik B ?

Penyelesaian:
Diketahui : Q = 40 C
W = 120 J
Ditanya : V (AB) = … ?

Jawab : V (AB) = W/Q = 120 J/40C = 3 Volt

Potensial listrik dalam medan listrik homogeny

Beda potensial listrik antara dua titik di dalam medan listrik homogen, misalnya titik a dan titik b, dapat dihitung menggunakan persamaan di bawah :

Keterangan : V_ab = beda potensial listrik antara dua titik, E = medan listrik dan s = jarak antara dua titik.

Potensial listrik yang ditimbulkan oleh muatan tunggal

Potensial listrik pada suatu titik akibat adanya muatan tunggal yang menghasilkan medan listrik, dapat dihitung menggunakan persamaan :

Keterangan : V_ab = beda potensial listrik antara dua titik, k = konstanta Coulomb, Q = muatan tunggal yang menimbulkan medan listrik, r = jarak antara muatan Q dan titik di mana potensial listrik dihitung.

Potensi Sistem oleh Muatan Diskrit

Sistem yang terdiri dari muatan q1 yang terletak dititik A dan q2 dititik B, yang berjarak r dari muatan A. Muatan q2 memiliki energy potensial

Sebaliknya muatan q2 juga memiliki energy potensial  

Bila Sistem terdiri dari 3 muatan q1, q2, dan q3 maka energy potensial yang tersimpan adalah

Potensi Sistem oleh Muatan Kontinu

Potensial listrik dV pada titik P yang ditimbulkan oleh elemen muatan dq adalah

Dengan r adalah jarak dari elemen muatan ke titik P. Potensial listrik di titik P diperoleh dengan mengintegralkan dV dengan memasukkan semua elemen dari distribusi muatan tersebut. Karena setiap elemen memeiliki jarak yang berbeda dari titik P dan k konstan, maka V dapat dinyatakan sebagai

 

Ingat bahwa pernyataan untuk V ini menggunakan acuan khusus: potensial listrik bernilai nol jika titik P berada jauh tak terhingga dari distribusi muatan.

http://fisikazone.com/energi-potensial-listrik-dan-potensial-listrik/energi-potensial-listrik-dan-potensial-listrik/

https://gurumuda.net/potensial-listrik.htm
http://ppg.spada.ristekdikti.go.id/master/mod/book/view.php?id=27509&chapterid=784

http://khadijahtabrani.blogspot.com/2012/07/potensial-listrik-yang-ditimbulkan-oleh.html