ENERGI DAN POTENSIALGaya pada muatan Q karena medan listrik E
Kerja eksternal yg dilakukan sumber dr luar
TOTAL KERJA :
SOAL :
PENYELESAIAN :
Bagaimana denganmenggunakan persamaanparametrik untuk menyatakankurve lintasannya?
DEFERENSIAL PANJANG VEKTOR :
SOAL :
Tentukan kerja untuk membawa muatan positif Q apabila :
a) Melintasi lingkaran dengan jari-jari ρ1
b) Melintasi lintasan dalam arah radial dari a ke b seperti pada gambar berikut!
KERJA MELALUI JALUR LINGKARAN :
KERJA MELALUI JALUR RADIAL :
Karena b > a maka ln(b/a) positif dan W negatif yg menyatakan indikasibahwa sumber eksternal yang memindahkan muatan menerima energi.
CONTOH :
Kerja untuk membawa muatan Q dari ρ = b menuju ρ = a di sekitar muatan garis adalah :
BEDA POTENSIALρL
a
b
Q
BEDA POTENSIAL ANTARA TITIK A DAN B PADA JARAK RADIAL rA dan rB DARI MUATAN TITIK Q :
BILA rB > rA MAKA VAB POSITIF YANG MENGINDIKASIKAN BAHWA KERJA DILAKUKAN DARI LUAR
POTENSIAL• BEDA POTENSIAL (TEGANGAN) SELALU
ANTARA DUA TITIK• POTENSIAL SELALU DARI SEBUAH TITIK• POTENSIAL ANTARA TITIK A DAN B
DIMANA TERDAPAT TAHANAN R BISA DIKATAKAN TEGANGAN PADA R DAN BUKAN POTENSIAL PADA R
• BENAR BILA DIKATAKAN POTENSIAL PADA SALAH SATU KAKI TAHANAN R
• BERBICARA TENTANG POTENSIAL SEBUAH TITIK BERARTI HARUS BERBICARA TENTANG REFERENSI ATAU ACUAN NOL DARI TITIK ITU.
• ACUAN NON UNIVERSAL UMUMNYA DIGUNAKAN “GROUND” YANG BERARTI POTENSIAL PERMUKAAN BUMI.
• BILA DIKATAKAN POTENSIAL TITIK A ADALAH 10 kV, BERARTI POTENSIAL TITIK A TERHADAP GROUND ATAU TERHADAP PERMUKAAN BUMI.
• BISA DIKATAKAN BEDA POTENSIAL ANTARA TITIK A DAN SEMBARANG TITIK DI PERMUKAAN BUMI ADALAH 10 kV.
• BEDA POTENSIAL TIDAK TERGANTUNG PADA ACUAN YANG DIGUNAKAN, TETAPI POTENSIAL TERGANTUNG PADA ACUAN YANG DIGUNAKAN.
• POTENSIAL TITIK A SEBESAR 100 V TERHADAP ACUAN NOL DI TITIK G, TETAPI POTENSIAL TITIK A BISA SEBESAR -100 V TERHADAP TITIK ACUAN NOL LAIN MISIALNYA TITIK H.
G (0 V)H (200 V)
dg acuan titik G
A (100 V) dg acuan titik G
A (-100 v) dg acuan titik H
VAG = VA – VG =100 V
VAH = VA – VH = - 100 V
VHG = VH – VG = 200 V
VAB = -150 V (Tetap)
B (250 V) dg acuan titik G
B (50 v) dg acuan titik H
MEDAN POTENSIALPada kasus ini, bedapotensial VAB tidaktergantung padalintasan yang dipilih
Bila B berada jauh di takhingga, maka VB = 0 dandigunakan sebagaiacuan nol
MEDAN POTENSIAL
Arti fisis adalah besarkerja yg harusdilakukan untukmembawa muatan 1 C dari takberhingga ketitik r meter darikedudukan muatan Q
Acuan nol berada ditakberhingga
Pernyataan medanpotensial tanpamemilih acuan nol (C1dpt dianggap sbgsembarang acuan nol)
Medan potensial muatan titik di r yang berjarak Іr – r1І dari muatan Q1 pada r1
Q1
r1 r
r - r1 V(r)
MEDAN POTENSIAL MUATAN TITIK
Rumusan potensial denganacuan nol ditakberhingga
Beda potensial
Untuk medan statikmedankonservatif
Tidak berlaku untuk medanyang berubah terhadap waktu
HUKUM KIRCHHOFF TEGANGAN
0E
zyx
zyx
EEExxx
aaa
Medan Vektor :
E(x,y,z) = Ex ax + Ey ay + Ez az
Dikatakan konservatif apabila dipenuhi :
PERSYARATAN MEDAN KONSERVATIF
Hukum Kirchhoff Tegangan
Tidak ada kerja yang diperlukan untuk membawamuatan satuan dari A melalui R2 dan R3 dan kembali keA melalui R1
Bila arah ∆L berlawanan dengan E
Bila arah ∆L tegak lurus E
GRADIEN POTENSIALGaris medan listrik Bidang SepotensialTegak
Lurus
Medan Dipole (Dwikutub)• Dwikutub listrik adalah dua muatan listrik
yang besarnya sama, tetapi tandanyaberlawanan, yang berjarak kecil biladibandingkan dengan jarak ke titik P dimana E dan V ditinjau
• Untuk mempelajari perilaku bahandielektrik dalam medn listrik
• Sebagai pembenaran pemakaian metodebayangan
MELALUI KERAPATAN MUATAN RUANG ρv
Harus menjadikan ρs menjadi ρv = ρs/t denganmengambil volume antara ρ = a – t/2 dan ρ = a + t/2dan dengan menerapkan rumus energi :
HASILNYA SAMA