Home >Documents >potensial Listrik dan Kapasitansi

potensial Listrik dan Kapasitansi

Date post:14-Apr-2018
Category:
View:213 times
Download:0 times
Share this document with a friend
Transcript:
  • 7/27/2019 potensial Listrik dan Kapasitansi

    1/55

  • 7/27/2019 potensial Listrik dan Kapasitansi

    2/55

    POTENSIALLISTRIK

  • 7/27/2019 potensial Listrik dan Kapasitansi

    3/55

    Potensial Listrik

    Tegangan adalah energi potensial listrik persatuanmuatan dalam joule/coulomb biasa disebut potensiallistrik.

    Medan listrik dekat tongkat bermuatan dapat dijelaskandengan :

    Vektor medan listrik E Skalar potensial listrik V

    Selisih potensial titik A dan B : mengukur kerja yangdilakukan untuk memindahkan muatan uji q0 dari A ke Bdengan kecepatan konstan

    W + VA < VB W - VA > VB

    W nol VA = VB

    0q

    wVV ABAB

  • 7/27/2019 potensial Listrik dan Kapasitansi

    4/55

    Titik A di jauh tak terhingga VA =nol

    W tidak tergantung pada jalan yang ditempuh

    skalar, titik awal dan titik akhir

    Permukaan ekipotensial tempat kedudukan

    titik-titik yang semuanya mempunyai potensial

    listrik yang sama

  • 7/27/2019 potensial Listrik dan Kapasitansi

    5/55

    Work and Voltage: Constant Electric Field

    The case of a constant electric field, as between charged parallel plate

    conductors, is a good example of the relationship between work andvoltage.

    The electric field is by definition the force per unit charge, so that

    multiplying the field times the plate separation gives the work per unit

    charge, which is by definition the change in voltage.

    http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/elefie.htmlhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/work2.htmlhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/elevol.htmlhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/elevol.htmlhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/work2.htmlhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/elefie.html
  • 7/27/2019 potensial Listrik dan Kapasitansi

    6/55

    Work and Voltage: Constant Electric Field

    The case of a constant electric field, as between charged parallel plate

    conductors, is a good example of the relationship between work andvoltage.

    The electric field is by definition the force per unit charge, so that

    multiplying the field times the plate separation gives the work per unit

    charge, which is by definition the change in voltage.

    http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/elefie.htmlhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/work2.htmlhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/elevol.htmlhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/elevol.htmlhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/work2.htmlhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/elefie.html
  • 7/27/2019 potensial Listrik dan Kapasitansi

    7/55

    This association is the reminder of many often-used relationships:

  • 7/27/2019 potensial Listrik dan Kapasitansi

    8/55

    Voltage Difference and Electric Field

    The change in voltage is defined as the work done per unit charge against the

    electric field. In the case ofconstant electric field when the movement is directly

    against the field, this can be written

    If the distance moved, d, is not in the direction of the electric field, the work

    expression involves the scalar product:

    http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/elevol.htmlhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/work2.htmlhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/elefie.htmlhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/elewor.htmlhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/vsca.htmlhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/vsca.htmlhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/vsca.htmlhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/vsca.htmlhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/elewor.htmlhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/elefie.htmlhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/work2.htmlhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/elevol.html
  • 7/27/2019 potensial Listrik dan Kapasitansi

    9/55

    In the more general case where the electric field and angle can be

    changing, the expression must be generalized to a line integral:

    http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/elewor.htmlhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/intare.htmlhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/intare.htmlhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/elewor.html
  • 7/27/2019 potensial Listrik dan Kapasitansi

    10/55

    Van de Graaff

    Generator

    Voltages of hundreds of thousands of volts canbe generated with a demonstration model Van

    de Graaff generator. Though startling,

    discharges from the Van de Graaff do not

    represent a serious shock hazard since the

    currents attainable are so small.

    A pulley drives an insulating belt by a sharply

    pointed metal comb which has been given a

    positive charge by a power supply. Electrons

    are removed from the belt, leaving it positivelycharged. A similar comb at the top allows the

    net positive charge* to spread to the dome.

    http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/elevol.htmlhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/shock.htmlhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/shock.htmlhttp://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/elevol.html
  • 7/27/2019 potensial Listrik dan Kapasitansi

    11/55

    A favorite demonstration with the Vande Graaf is to make someone's hair

    stand on end.

  • 7/27/2019 potensial Listrik dan Kapasitansi

    12/55

    *electrons are of course the mobile

    charge carriers.

    Experimenters Erin Klein Jacobs

    above and Nehlia Grey at right

    demonstrate the reality that like

    charges repel. The strands of their

    hair all have the same net charge

    and therefore repel each other

    strongly.

  • 7/27/2019 potensial Listrik dan Kapasitansi

    13/55

    dEq

    WVV

    EdqdFW

    0

    ABAB

    0AB

    d

    F

    B

    A

    q0E

    q0

    E

    dl

    Kerja yang dilakukan

    oleh gaya F

    Ada gaya F yang

    mengimbangi gayamedan listrik

    sehingga kecepatan

    muatan konstan

    Potensial dan Medan Listrik

  • 7/27/2019 potensial Listrik dan Kapasitansi

    14/55

    Medan listrikmengerahkan gayaq0 E, gaya Fmengimbanginya

    B

    A

    0

    B

    A

    AB dl.Eqdl.FW

    B

    A0

    ABAB dl.E

    qWVV

    B

    dl.Ev Titik A berada di jauh tak terhingga

  • 7/27/2019 potensial Listrik dan Kapasitansi

    15/55

    AB0

    r

    r

    2

    0

    AB

    r

    r

    B

    A

    AB

    r

    1

    r

    1

    4

    q

    r

    dr

    4

    qVV

    drEE.dlVV

    B

    A

    B

    A

    r

    q

    4

    1V

    0

    Potensial oleh muatan titik

    AB

    F q0Edlq

    q0

    r

  • 7/27/2019 potensial Listrik dan Kapasitansi

    16/55

    Potensial oleh sekelompok muatan titik

    n n

    n

    0n

    nr

    q

    4

    1VV

    Muatan titik : Menghitung potensial Vn

    yang disebabkan oleh

    setiap muatan lalu

    menjumlahkannya

    Muatan kontinyu :

    rdq

    4

    1dVV

    0

  • 7/27/2019 potensial Listrik dan Kapasitansi

    17/55

    Distribusi muatan dq dapat berupa distribusi

    muatan pada panjang, luasan dan volume

    yang berturut-turut dinyatakan sebagai berikut

    Dengan , dan berturutturut rapat muatan persatuan

    panjang, rapat muatan persatuan luas dan rapat muatan

    persatuan volume

    dV

    dq

    dA

    dq

    dldq

  • 7/27/2019 potensial Listrik dan Kapasitansi

    18/55

    Satuan Potensial Listrik

    Karena potensial listrik adalah energi potensial elektrostatik per satuanmuatan, maka satuan SI untuk beda potensial adalah joule per

    coulomb atau volt (V).

    1 V = 1 J/C

    Karena diukur dalam volt maka beda potensial terkadang disebutvoltase atau tegangan.

    Jika diperhatikan dari persamaan beda potensial yang merupakanintegral dari medan listrik E terhadap perubahan jarak dl, maka dimensi

    E dapat juga disebut:

    1 N/C = 1 V/m

    Oleh karenanya maka Beda Potensial (V) = Medan Listrik (E) x Jarak

    (L) Satuan V = (V/m).(m)

  • 7/27/2019 potensial Listrik dan Kapasitansi

    19/55

    Potensial pada Sumbu Cincin Bermuatan

    2222

    22

    ax

    kQdq

    ax

    kV

    ax

    dqk

    r

    dqkV

  • 7/27/2019 potensial Listrik dan Kapasitansi

    20/55

    Dua muatan titik positif samabesarnya + 5 nC pada sumbu-x.

    Satu di pusat dan yang lain pada x

    = 8 cm seperti ditunjukkan pada

    gambar. Tentukan potensial di

    a. Titik P1 pada sumbu x di x=4 cm

    b. Titik P2 pada sumbu y di y = 6

    cm.

    6 cm

    + +

    8 cm

    P1

    P2

    4 cm

    10 cm

    q1=5nC

    q2=5nC

    y, cm

    x, cm

    Soal

  • 7/27/2019 potensial Listrik dan Kapasitansi

    21/55

    Solusi Soal

    VV

    m

    CCNm

    r

    kq

    r

    kq

    r

    kqV

    i i

    i

    2250

    04,0

    )105)(/109(2

    9229

    20

    2

    10

    1

    0

    (a).

    VVVV

    m

    CCNm

    m

    CCNm

    V

    r

    kq

    r

    kq

    r

    kqV

    i i

    i

    1200450749

    10,0

    )105)(/109(

    06,0

    )105)(/109( 9229922920

    2

    10

    1

    0

    (b).

  • 7/27/2019 potensial Listrik dan Kapasitansi

    22/55

    Soal 2

    Hitung kerja minimum yang diperlukan oleh

    gaya eksternal untuk membawa muatan q =3C dari jarak yang sang

Click here to load reader

Embed Size (px)
Recommended