Energi Dan Potensial

MEDAN ELEKTROMAGNETIKA 1

ENERGI DAN POTENSIAL

ENERGI YANG DIPERLUKAN MENGGERAKKAN MUATAN TITIKDALAM MEDAN LISTRIK

• Intensitas medan listrik didefinisikan sebagai gaya yang bertumpu pada muatan uji satuan pada titik yang ingin kita dapatkan harga medan vektornya.

• Jika muatan uji tersebut digerakkan melawan medan listrik, maka harus ada gaya yang sama besar yang arahnya berlawanan dengan gaya medan.

• Sehingga diperlukan energi atau kerja.

Misalkan pemindahan muatan Q sejarak dL dalam medan listrik E.

Gaya pada Q yang ditimbulkan oleh medan listrik E adalah

F = QE

Komponen gaya ini dalam arah dL

F = F.aL = QE.aL

Gaya lain Fa yang harus diterapkan yang sama besar gaya yg ditimbulkan

medan tapi berlawan arah adalah

Fa = - QE.aL

Energi yang harus disediakan sama dengan perkalian gaya dengan jaraknya

dW = Fa.dL

dW = -QE. aLdL

dW = -QE.dL

Kerja yang diperlukan untuk memindahkan muatan ke tempat yang jaraknyatak berhingga harus ditentukan dengan mengintegrasikan,

Dalam sistem koordinat dL adalah:

dL = dx ax + dy ay + dz az (kartesian)

dL = dρ aρ + ρ dφ aφ + dz az (silinder/tabung)

dL = dr ar + r dθ aθ + rsinθ dφ aφ (bola)

Misalkan medan tak serbasama E = yax + xay + 2az.

Kerja yang diperlukan untuk membawa muatan 2 C dari B(1,0,1) ke

A(0.8 ,0.6 , 1) sepanjang busur lingkaran yang pendek dari lingkaran

x2 + y2 = 1 z = 1

Dengan memakai integral kartesian, lintasan dL = dxax + dyay + dza ,

integralnya adalah,

Jika dipilih lintasan garis lurus dari B ke A, maka harus terlebih dahulu ditentukan persamaan garis lurusnya.

Ada tiga persamaan bidang yang dapat dilalui oleh garis:

DEFINISI BEDA POTENSIAL DAN POTENSIAL

Beda potensial (V) didefinisikan sebagai kerja (sumber luar) untukmemindahkan satu satuan muatan positip dari suatu titik ke titik lain dalammedan listrik.

Beda potensial diukur dalam joule per coulomb, yang didefinisikan juga

sebagai Volt, yang lebih biasa dipakai disingkat sebagai V.

Jadi beda potensial antara titik A dan B adalah:

Potensial titik A terhadap titik B didefinisikan sebagai usaha (kerja) yangdilakukan dalam memindahkan suatu satuan muatan positip Q dari B ke A.