Date post: | 14-Apr-2018 |
Category: | Documents |
View: | 214 times |
Download: | 0 times |
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.html7/27/2019 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.html7/27/2019 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.html7/27/2019 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.html7/27/2019 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.html7/27/2019 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
of 55