Home > Documents > Potensial Listrik TM-4

Potensial Listrik TM-4

Date post: 29-Dec-2015
Category:
Author: tigresisblack
View: 69 times
Download: 7 times
Share this document with a friend
Description:
potensial listrik fisika II
Embed Size (px)
of 29 /29
03/04/2013 1 Potensial Potensial Listrik Listrik
Transcript
  • 03/04/2013 1

    PotensialPotensial ListrikListrik

  • 03/04/2013 2

    Analogiantaramedangravitasidanmedangravitasilistrik

    Kesamaanteoremaenergikinetikpotensial terhadapusahaA

    B

    qd

    A

    B

    mdE

    JGgJG

    i i f fKE PE KE PE+ = +

    Jika sebuah muatan diarahkan dari A, ia akan mengalami percepatan dalam arah medan listrik, yaitu penguatan energi kinetik, demikian juga sebaliknya.

    Contoh soal

  • 03/04/2013 3

    Definisi:

    Flukslistrikdidefinisikansebagaijumlah/banyaknyagarisgarismedanlistrikyangmenembustegaklurussuatubidang.

    PernyataanhukumGauss,Flukslistrikyangmenembussuatupermukaantertutupsamadenganjumlahmuatanlistrikyangdilingkupiolehpermukaantertutupitudibagidenganpermitivitasudara

    Potensiallistrikadalahperubahanenergipotensialpersatuanmuatanyangterjadiketikasebuahmuatanujidipindahkandarisuatutitikyangtakberhinggajauhnyaketitikyangditanyakan.

    Energipotensiallistrikadalahusahayangdibutuhkansebuahmuatanlistrikuntukdipindahkandarisebuahtitik.

    Kuatmedanlistrikdanpotensiallistriksalingberhubungan.

  • 03/04/2013 4

    Potensial Listrik

    Medan listrik dekat tongkat bermuatan dapatdijelaskan dengan : Vektormedan listrik E Skalar potensial listrik V

    Selisih potensial titik Adan B:mengukur kerja yangdilakukan untuk memindahkan muatan uji q0 dari Ake Bdengan kecepatan konstan

    W+ VA VB Wnol VA =VB

    0qwVV ABAB =

  • 03/04/2013 5

    Titik Adi jauh tak terhingga VA =nol Wtidak tergantung pada jalan yangditempuhskalar,titik awal dan titik akhir

    Permukaan ekipotensial tempat kedudukan titiktitik yangsemuanya mempunyai potensial listrikyangsama

  • 03/04/2013 6

    Equipotential surface

  • 03/04/2013 7

    BedaPotensialdan PotensialListrik

    Gayaelektrostatikbersifatkonservatif

    Secaramekanik,usahaadalah

    A B

    EJG

    d

    cosW Fd =

    cosW Fd qEd= =

    Usaha yang dilakukan untuk memindahkan sebuah muatan listrik dari A ke B adalah

  • 03/04/2013 8

    EnergiPotensialmedanlistrikstatik

    Usahapadagayakonservatifsamadengannegatif dariperubahanenergipotensial, PE

    PE W qEd = =

    Persamaan ini hanya berlaku untuk medan listrik serba sama /homogen, dan dari persamaan ini kita akan mengenal konsep potensial listrik.

    Contoh soal

  • 03/04/2013 9

    PotensialListrik

    Bedapotensiallistrikantaraduatitik

    Potensiallistrikmerupakanbesaranskalardandisebutjugategangan.

    B APEV V Vq

    = =

  • 03/04/2013 10

    PotensialListrikPadasebuahTitikdiSekitarMuatanListrik

    eqV kr

    =Titik ukur potensial listrik

    Muatan, q

    r

    Jarak titik terhadap muatan, q

    Bagaimana pengaruh jarak titik ukur terhadap besarnya potensial listrik ?

  • 03/04/2013 11

    Amatiperubahanbesarpotensiallistrikdisekitarmuatanlistrikpositifdanarahkuatmedanlistrik!

    Apakah yang dapat disimpulkan dari pengamatan anda ini ?

  • 03/04/2013 12

    Amatiperubahanbesarpotensiallistrikdisekitarmuatanlistriknegatifdanarahkuatmedanlistrik!

    Apakah yang dapat disimpulkan dari pengamatan anda ini ?

  • 03/04/2013 13

    Amatisimulasiperubahanbesarpotensiallistrikdisekitarmuatanlistrikpositif!

    Apakah yang dapat disimpulkan dari pengamatan anda ini ?

  • 03/04/2013 14

    Ada gaya Fyangmengimbangi gayamedan listrik sehinggakecepatan muatankonstan

    Kerja yangdilakukanoleh gaya F

    dEqW

    VV

    EdqdFW

    0

    ABAB

    0AB

    ====

    Potensial dan Medan Listrik

  • 03/04/2013 15

    Medan listrik tidakuniform

    Medan listrikmengerahkan gaya q0E,gaya Fmengimbanginya

    == BA

    0

    B

    AAB dl.Eqdl.FW

    == BA0

    ABAB dl.Eq

    WVV

    =B

    dl.Ev Titik Aberada di jauh tak terhingga

  • 03/04/2013 16

    ==

    ==

    AB0

    r

    r2

    0AB

    r

    r

    B

    AAB

    r1

    r1

    4q

    rdr

    4qVV

    drEE.dlVV

    B

    A

    B

    A

    rq

    41V

    0=

    Potensial oleh muatan titik

  • 03/04/2013 17

    Potensial oleh sekelompok muatan titik

    Muatan titik : Menghitung potensial Vnyangdisebabkan olehsetiap muatan lalumenjumlahkannya

    Muatan kontinyu :

    ==n n

    n

    0nn r

    q4

    1VV

    == rdq41dVV 0

  • 03/04/2013 18

    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 disebut

    voltase atau tegangan. Jika diperhatikan dari persamaan beda potensial yang merupakan

    integral dari medan listrik E terhadap perubahan jarak dl, makadimensi 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)

  • 03/04/2013 19

    Dua muatan titik positif samabesarnya + 5 nC pada sumbu-x. Satu di pusat dan yang lain pada x = 8 cm seperti ditunjukkan padagambar. Tentukan potensial dia. 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

  • 03/04/2013 20

    Solusi Soal

    VVm

    CCNmrkq

    rkq

    rkqV

    i i

    i

    225004,0

    )105)(/109(29229

    20

    2

    10

    1

    0

    =

    =+==(a).

    VVVVm

    CCNmm

    CCNmV

    rkq

    rkq

    rkqV

    i i

    i

    120045074910,0

    )105)(/109(06,0

    )105)(/109( 9229922920

    2

    10

    1

    0

    =+=

    +=

    +==

    (b).

  • 03/04/2013 21

  • 03/04/2013 22

  • 03/04/2013 23

  • 03/04/2013 24

    Potensial pada Sumbu Cincin Bermuatan

    +=+=+==

    2222

    22

    axkQdq

    axkV

    axdqk

    rdqkV

  • 03/04/2013 25138/20/2007

    Kapasitor plat sejajar :

    Ad

    C = 0

    A-Q

    d

    Kapasitor

    dapat menyimpan muatan berupa dua konduktor yang dipisahkan suatuisolator atau bahan dielektrik.

    Q = CV

    A+Q

    Vd

    E =

  • 03/04/2013 26

    (C = 0 = 8.85 1012 C 2 N m2

    14

    Contoh :Kapasitor pelat sejajar memiliki luas pelat 2 m2, dipisahkan oleh udara sejauh 5 mm. Bedapotensial sebesar 10,000 V diberikan pada kapasitor tersebut. Tentukan :- Kapasitansinya- Muatan pada masing-masing pelat

    Diketahui :

    V=10,000 VA = 2 m2d = 5 mm

    C=?Q=?

    8/20/2007

    Solusi :Untuk kapasitor pelat sejajar, kapasitansinya dapat

    )diperoleh sebagai berikut :

    Ad

    2.00 m25.00 103 m

    = 3.54 109 F = 3.54 nFDiminta :

    Muatan pada masing-masing pelat :

    Q = C V = (3.54 109 F ) (10000V ) = 3.54 105 C

  • 03/04/2013 27158/20/2007

    Energi yang Disimpan dalam KapasitorMisalkan sebuah batere dihubungkan kesebuah kapasitor.Batere melakukan kerja untuk menggerakkanmuatan dari satu pelat ke pelat yang lain.Kerja yang dilakukan untuk memindahkansejumlah muatan sebesar q melaluitegangan V adalah W = V q.Dengan menggunakan kalkulus energi

    V

    V

    potensial muatan dapat dinyatakan sebagai :

    1 Q 2 12 2C 2

    q

    Q

  • 03/04/2013 28

    C = = = = C0

    16

    +Q +QQ Q

    Kapasitor dengan DielektrikDielektrik adalah material insulator (karet, glass, kertas, mika, dll.)Misalkan, sebuah bahan dielektrik disisipkan diantara kedua pelat kapasitor.

    V0 VMaka beda potensial antara kedua keping akan turun (k = V0/V)Karena jumlah muatan pada setiap keping tetap (Q=Q0) kapasitansi naik

    Q0 Q0 Q0V V0 V0

    Konstanta dielektrik : k = C/C0

    Konstanta dielektrik merupakan sifat materi

    8/20/2007

    Ad

    C = 0

  • 03/04/2013 29

    = +

    178/20/2007

    C1V=Vab

    a

    b

    +Q2Q2

    +Q1 C2Q1

    Rangkaian Kapasitor

    Paralel V1 = V2 = VQ1 + Q2 = Q Ceq = C1 + C2

    +Q1

    Q1+Q2

    Q2

    C1

    C2V=Vab

    a

    c

    b

    1

    Q1 = Q2 = Q 1 1 1Ceq C1 C2

    Seri

    V = V +V2

    ContohDua buah kapasitor masing-masingdengan muatan 3 mF dan 6 mFdihubungkan pararel melalui batere 18 V.Tentukan kapasitansi ekuivalen dan jumlahmuatan yang tersimpan

    Contoh

    Dua buah kapasitor masing-masingdengan muatan 3 F dan 6 Fdihubungkan seri melalui batere 18 V.Tentukan kapasitansi ekuivalen danjumlah muatan yang tersimpan


Recommended