Modul 2 Potensial Dan Energi Listrik

7/26/2019 Modul 2 Potensial Dan Energi Listrik

1/50

Modul 2 Potensial dan Tenaga listrik 1

Modul 2

Potensial dan Energi Listrik

Dr. Ahmad Kusumaatmaja


2/50


Potensial Listrik (V) dan

Tenaga Potensial Listrik (U)

Potensial merupakan besaran skalar, sehingga

potensial yang ditimbulkan oleh banyak muatan

titik, besarnya merupakan jumlahan potensial tiap-

tiap muatan titk.

Potensial listrik padasembarang titik dalam ruang

yang diakibatkan oleh muatan

titik sebesar Q dinyatakan

oleh :


3/50

3

Potensial Listrik muatan titik

Potensial sebuah muatantitik

Potensial 3 buah

muatan titik merupa

kan

jumlahan aljabar



4/50

Modul 2 Potensial dan Tenaga listrik

Tenaga potensial listrik

Tenaga potensial dide!inisikan sebagai besarnyausaha yang timbul karena posisi atau letak muatan.

"ika ada suatu muatan positi! Q berada pada tempat

tertentu, maka muatan positi! lain yang diba#a

mendekat muatan tersebut harus mela#an gaya

tolakan, dan ini menyebabkan muatan yang kedua

mempunyai tenaga potensial.


5/50

$esarnya tenaga apotensial muatan uji qdidekat

muatan sumber Qdinyatakan oleh

Potensial merupakan besarnya tenaga

potensial persatuan muatan .V = U/q

Modul 2 Potensial dan Tenaga listrik %


6/50Modul 2 Potensial dan Tenaga listrik &


7/50

Potensial muatan titik juga dapat di'ari dengan

menghitung besarnya usaha yang diperlukan untuk

memba#a(memindahkan muatan uji dari jarak takhingga pada jarak tertentu r. Potensial bernilai nol

saat muatan uji berada jauh tak hingga

Wab = q (VaVb)

Modul 2 Potensial dan Tenaga listrik )


8/50

Modul 2 Potensial dan Tenaga listrik *

Potensil listrik disekitar medium kontinyu


9/50

+

Potensial listrik dari garis muatan

Potensial dari garis muatan dapat di!ari dengan

superposisi potensial muatan titik sepan"ang

garis. #ila

merupakan "umla$ muatan

persatuan pan"ang% maka

$ila ka#atnya panjang

Modul 2 Potensial dan Tenaga listrik +


10/50


Potensil listrik disekitar bila logam bermuatan

&ut


11/50

medan listrik /didalam dan diluar

bola bermuatan

potensial 0/

didalam dan diluarbola bermuatan



12/50

Potensial untuk !in!in bermuatan (Potential

'oring o' $arge)

/m ( besar muatan per

satuan pan"angModul 2 Potensial dan Tenaga listrik 12


13/50


Potensial listrik untuk !akram bermuatan


14/50


Potensial beberapa konfgurasi


15/50

Modul 2 Potensial dan Tenaga listrik 1%

Garis-garis ekuipotensial

aris

ekuipotensialadalah garis

yang menghu-

bungkan titik-titikyang mempunyai

potensial sama


16/50

Modul 2 Potensial dan Tenaga listrik 1&


17/50

Modul 2 Potensial dan Tenaga listrik 1)

ontoh soal :

1. mpat muatan titik 2 diujung-ujung

bujursangkar sisi 'm. Tentukan potensialdi pusat persegi jika :

a. emua muatan positi!

b. Tiga muatan positi! dan satu negati!'. 4ua muatan positi! dan dua muatan

negati!


18/50

Modul 2 Potensial dan Tenaga listrik 1*

2. $ola dengan jari-jari & 'm dengan titik

tengahnya di pusat. Muatan-muatan sama

3 diletakkan pada inter5al &osepanjang e6uator bola.

a. $erapa potensial listrik di pusat 7b. $erapa potensial listrik di kutub utara7

3 Muatan positi! sebesar 2 di pusat bola


19/50

Modul 2 Potensial dan Tenaga listrik 1+

3. Muatan positi! sebesar 2 di pusat bola.

a. $erapa potensial listrik 0 di titik m dari

pusat7

b. $erapa kerja yang harus dilakukan oleh

alat luar untuk memba#a muatan 3 dari

ke r = 4 m? (asumsi muatan 2 C

tetap di tempat)c. $erapa kerja yang harus dilakukan oleh

alat luar untuk memba#a muatan 2 dari

ke r = 1 m dekat muatan pertama?(asums muatan 3 dibiarkan tetap di r 8

m /


20/50

$eda Potensial

ebenarnya yang dapat diukur se'ara!isik adalah besarnya beda tenaga

potensial.

$erarti hanya selisih pada potensial ataubeda potensial antara 2 titik yang dapat

diukur.



21/50


Medanlistrik yang di dapat dari tegangan

9erja yang dilakukan oleh medan listrik untuk

memindahkan muatan positi! 6 dari b ke a :

Wba= q (Vb Va) = q Vba

9erja juga bisa ditinjau dari gaya dikalikan jarakWba= *d = q +d

9edua pers. diatas sama,

q Vba = q + d atau Vba = + d

onto$ , 4ua pelat sejajar dimuati sampai tegangan


22/50


onto$ ,4ua pelat sejajar dimuati sampai tegangan

atau mempunyai beda potensial % 0. $ila jarak

antara kedua pelat tersebut adalah ,% m, hitung

medan listrik diantara kedua pelat 7

d

0ba Vba = + d atau

d

VE

ba

V/m1000

m0,05

V50E


23/50


Kapasitor

9apasitor : piranti penyimpan muatan

$isa dibuat dari lempeng konduktor sejajar yang

dihubungkan dengan baterai pada masing-

masing lempeng

9apasitansi : besarnya muatan yang dapat

disimpan


24/50


K it


25/50


Kapasitor

$aterai akan mengangkut muatan dari satu

lempeng ke lempeng lainnya, sementara

tegangan yang dihasilkan karena timbulnyamuatan tersebut sama dengan tegangan baterai


26/50



27/50


9apasitansi yang dimiliki oleh lempeng sejajar


28/50


9apasitansi yang dimiliki oleh lempeng sejajar

dide!isinikan dalam besarnya muatan yang

mampu disimpan, dinyatakan dengan :

Q 8 besarnya muatan yang disimpan pada

masing-masing lempeng 0 8 tegangan yang diberikan pada masing-

masing

lem an

-en!ari kapasitansi kapasitor lempeng


29/50


-en!ari kapasitansi kapasitor lempeng

se"a"ar se!ara geometri

k 8 permiti5itas relati! bahan dielektrik antar

lempeng

k 8 1 untuk ruang hampa, k ;1 untuk semua

medium, untuk udara k 1

8 permiti5itas ruang


30/50



31/50


ontoh soal 1.

a. "ika sebuah kapasitor keping paralel

memiliki jarak pemisah ,1% mmberapakah luas kapasitor tersebut agar

kapasitansinya 1 < 7

b. "ika keping berbentuk bujursangkar,

berapa panjang sisinya 7

it ili d


32/50


apasitor ilinder

9apasitor silinder terdiri dari lapisan konduktor

yang tersusun seperti kabel koaksial.9abel koaksial dalam T0, kapasitansinya

dihitung persatuan panjang, dan penting dalam

penentuan karakteristik transmisi kabel.

a

b

080a - 0b8 Q ln b(a/ ( 2=

8 Q(0 8 2= ( ln b(a/

=

Lempeng Paralel dengan 0ielektrik


33/50


p g g

"ika bahan dielektrik

disisipkan diantara

lempeng, polarisasimedium akan menim-

bulkan medan listrik

yang berla#anan

arah dengan medanlistrik dari lempeng

bermuatan.

Ti j t ik di l kt ik


34/50

Tinjauan atomik dielektrik

Molekul polar,

tanpa medan :orientas

molekul random

>da medan :

orientas molekulter-arah

Model yang

menggambarkan eksternal dan

induksiModul 2 Potensial dan Tenaga listrik 3

9apasitansi sebelum dan sesudah diberi


35/50


p

bahan dielektrik

$ahan dielektrik sebelum dan sesudah


36/50


$ahan dielektrik sebelum dan sesudah

mengalami polarisasi oleh medan listrik


37/50



38/50


+nergi yang tersimpan dalam kapasitor


39/50


+nergi yang tersimpan dalam kapasitor

U = 1 Q2

/ = 1 Q V = 1 V2

ontoh soal :

1. Kapasitor 3F dimuati pada 100 V.Berapa banyak eneri yan tersimpanda!am kapasitor tersebut.

2. Kapasitor 10< dimuati pada Q 8 $erapa energi yang tersimpan dalam

kapasitor tersebut 7

9apasitor dimuati dengan menghu-


40/50

bung kan ke baterai hingga muatannya

Q. $aterai kemudian diambil dan

disisipkan dielektrik diantara lempeng.?itung @odan @



41/50


kapasitor tersusun paralel


42/50


p p

Q = 3

V 4 2

V

Q = (34 2) V

9ombinasi kapasitor


43/50


kapasitor tersusun seri

kapasitor tersusun paralel


44/50



45/50

=ogam disisipkan diantara lempeng kapasitor

ekui5alen



46/50


47/50

Modul 2 Potensial dan Tenaga listrik )


48/50

Modul 2 Potensial dan Tenaga listrik *

a.$erapa kapasitor


49/50

Modul 2 Potensial dan Tenaga listrik +

ekui5alen 7

b.$erapa potensial

pada masing-masingkapasitor

'.$erapa muatan

masing-masing

kapasitor

d.Tenaga total yang

tersimpan 7


50/50


Modul 2 Potensial Dan Energi Listrik

Documents