Selasa, 15 Desember 2015

Energi Potensial

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

Energi Potensial Listrik dan Potensial ListrikMedan 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 = \int_{r_{A}}^{r_{B}}Fdr
WAB = \int_{r_{A}}^{r_{B}}kqq'\frac{dr}{r^{2}}
WAB = kqq'\int_{r_{A}}^{r_{B}}\frac{1}{r^{2}}dr
WAB = -kqq'\frac{1}{r} \mid _{r_{A}}^{r_{B}}
W_{AB}=-kqq'\left ( \frac{1}{r_{B}} -\frac{1}{r_{A}}\right )=(E_{P})B-(E_{P})A
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 :
(E_{P})_{B}-0=kqq'\left ( \frac{1}{r_{B}}-\frac{1}{\infty } \right )
(E_{P})_{B}=k\frac{qq'}{r_{B}}
Dalam hal ini rB dapat sembarang jarak, maka :
E_{P}=k\frac{qq'}{r_{B}}
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 :
V_{P}=\frac{E_{P}}{q'}=k\frac{q}{r}      atau      E_{P}=qV
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)
di
Label:

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Posting Komentar (Atom)