Hubungan potensial listrik dan medan listrik pada 2 keping Sejajar dan bola konduktor Berongga

Table of Contents Show

1. Energi Potensial Listrik
2. Potensial Listrik
3. Potensial Listrik oleh Bola Konduktor Bermuatan
Related : Pengertian Energi Potensial Listrik, Rumus, Contoh Soal, Bola Konduktor Bermuatan, Keping Sejajar, Jawaban, Fisika
Video yang berhubungan

Medan Listrik, Potensial Listrik, dan Kapasitor 85 652?=:CDB:5:2?D2B2A6=2DC6;2;2B52A2D5:9:DE?856?82?E529 6?88E?22?EE2ECC E23E29A6=2D6A:?8I2?86:=::=E2C 2C:?8 2C:?85:36B:E2D2?C22D6BC632B6B2D2D6D2A:36B=2G2?2? ;6?:CI2:DE-52?O-C6A6BD:A25226 ,2A2DE2D2? D:2A 6A:?8 5:567:?:C:2? C63282: E2D2? - A6B C2DE2? =E2C -642B2 2D62D:C5:DE=:C2?C63282:36B:ED Gambar 4.12 Medan listrik antara dua keping sejajar dengan rapat muatan dan . - O E2D652?=:CDB:A252A6=2D?5EDB5:D6?DE2?36B52C2B2? ?C6A EE 2ECC 2B2?I2 56?82? 63E2D CE2DE A6BE22? D6BDEDEAC6A6BD:C:=:?56BE?DE6E5292?A6B9:DE?82? +6B92D:2? 26 6B52C2B2?6723 7=EC=:CDB:A252C:=:?56BD6BDEDEA D6BC63ED252=29 C:=:?56BD6BDEDEA 4CL 4CL 4CL =692B6?2 22 C:=:?56BD6BDEDEA 6B52C2B2?6723 5:52A2D2?A6BC222? C:=:?56BD6BDEDEA - C69:?882 - - =69 2B6?2 - B2A2D E2D2? 22 E2D 652? =:CDB: I2?8 5:D:3E=2?=69C2DEA6=2D?5EDB5:?I2D22?56?82?A6BC222? O 6?82?56::2?36C2B?I2E2D652?=:CDB:I2?85:D:3E=2? =695E2A6=2D?5EDB5:?I2D22?56?82?A6BC222? O 6D6B2?82? B2A2DE2D2? A6B:D:F:D2CBE2?892A2P O 3 ?DECE5ED L 4C L P O 13 4 ?DECE5ED L 4C L P O 13 Gambar 4.13 Perhitungan kuat medan listrik E pada pelat konduktor menggunakan permukaan tertutup silinder berdasarkan Hukum Gauss. E 1 A 1 E 2 A 2 E 3 A 3 E Kata Kunci • medan listrik • garis-garis gaya • fluks • fluks listrik • keping sejajar • bola konduktor • permukaan Gauss DIUNDUH DARI: WWW.BUKUPAKET.COM Sumber buku bse.kemdikbud.go.id Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas XII 86 +6B92D:2?26 :2652=2?5EDB3=236B?882 I2?836B;2B: ;2B:5:36B:C6;E=29E2D2?AC:D:72D2EE2D2??682D:7 E2D2?D6BC63ED22?D6BC632B6B2D292?I25:A6BE22?3=2 52AE? 5:52=23=2D:52D6B52A2DE2D2?=:CDB: 6B52C2B2?EE2ECC 52A2D5:D6?DE2?36C2B652?=:CDB:5:52=22EAE?5:=E2B3=2I2?8 36C2B?I2 - 2D2E - O :328:2?52=23=256?82?.36C2B?I2652?=:CDB: 2= D6BC63ED5:C63232?36C2B?I2E2D2?I2?85:=:?8EA:A6BE22?2ECC - 52AE?E?DEA6BE22?2ECC56?82?.36C2B?I2E2D2? =:CDB:I2?85:=:?8EA:A6BE22?2ECCC2256?82?;E=29E2D2? =:CDB:A2523=2D6BC63ED 6?82?56::2?652?=:CDB:5:A6BE22? 2ECC252=29 - - - . . . E2D652?=:CDB:5:=E2B3=252A2D5:A6B=6956?82?6?82?882A3=2 C63282:E2D2?=:CDB:I2?8D6B=6D25:AEC2D3=2 25:C642B26C6=EBE92? 652?=:CDB:5:C6:D2B3=236B?882252=29 M 5:52=23=22B6?2- M 5:A6BE22?3=2 - M 5:=E2BA6BE22?3=2 - . Gambar 4.14 Bola konduktor berongga yang memiliki jari-jari R. r = jarak titik ke pusat bola. Gambar 4.15 Grafik E terhadap r untuk bola konduktor berongga. R a E r = R r E = 0 Tes Kompetensi Subbab B 6031-1290918.-3 -63E296=6DB?5:D6322?56?82?646A2D2?2G2= P CC62B2956?82?E2D652?=:CDB:I2?8 36C2B?I2P .6?DE2?=29 2 2A2?6=6DB?22?36B96?D: 3 ;2B2I2?85:D6AE9?I2 +6B92D:2?8232B36B:ED -63E296=6DB?O P O P O 8 5:=6A2C2?D2?A2646A2D2?2G2=52B:C:C:A6=2D6A:?8 36BE2D2??682D:752?5:A6B46A2D6?E;EA6=2DAC:D:7 :2;2B22?D2B2A6=2D452?652?=:CDB: D6?DE2?=29 2 36C2BA6B46A2D2?6=6DB? 3 G2DEI2?85:A6B=E2?6=6DB?E?DE6?42A2: A6=2DAC:D:7 4 =2;E6=6DB?C22DD:325:A6=2DAC:D:7 E23E29A2BD:6=36BE2D2?D6B=6D2A252C2DE82B:C =EBECC6A6BD:A2528232B36B:ED permukaan Gauss II permukaan Gauss I :2;2B22?D2B2A2BD:6= 45:2?229=6D2D:D: I2?8E2D652?28?6D:?I2?= +25266A2DCE5EDC63E29A6BC68:5:=6D22?6A2D 3E29E2D2?I2?8C22 C6A6BD:8232B36B:ED .6?DE2?E2D652?=:CDB:5:AEC2DA6BC68:;:2 2 66A2DE2D2?:DEAC:D:7 3 D2?52AC:D:752??682D:766A2DE2D2?:DE 36BC6=2?8 C6=:?8 2 q k r E = 2 q k R E = R rR rR 14 cm –24q –4q 20 cm 4 C 4 C 4 C 4 C d F E DIUNDUH DARI: WWW.BUKUPAKET.COM Sumber buku bse.kemdikbud.go.id Medan Listrik, Potensial Listrik, dan Kapasitor 87 :DE?87=EC=:CDB:I2?86?63EC3:52?8A6BC68: C:C:4;:2E2D652?=:CDB:C636C2B I2?82B29?I2 2 C6;2;2B56?82?3:52?8 3 D682=EBEC3:52?8 4 636?DECE5EDLD6B9252A3:52?8 -63E296=6DB?5:=6D22?5:AEC2DC63E296A:?8 =82 36BE2D2? ?682D:7 =6DB? D6BC63ED5: A6B46A2D6?E;E6A:?8=82AC:D:75:562D?I2 C636C2BP C :265E26A:?86:=:: B2A2D E2D2? I2?8 C22 D6?DE2? ?:=2: B2A2D E2D2??I2 6 P O 8- 6 P O P O

Lihat dokumen lengkap (30 Halaman - 1.58MB)

Diposkan oleh Unknown di 2:30 AM

Pengertian Energi Potensial Listrik, Rumus, Contoh Soal, Bola Konduktor Bermuatan, Keping Sejajar, Jawaban, Fisika.

1. Energi Potensial Listrik

Pada Gambar 1. memperlihatkan sebuah muatan listrik +q' di dalam medan listrik homogen yang ditimbulkan oleh muatan listrik +q, dipindahkan dari titik a ke b dengan lintasan Δs.

Gambar 1. Muatan q' dipindahkan di dalam medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan q.

Untuk memindahkan muatan dari titik a ke b diperlukan usaha (W ). Usaha yang diperlukan oleh muatan untuk berpindah sepanjang Δs adalah ΔW . Apabila posisi a adalah ra dan posisi b adalah rb, besar usaha yang dilakukan dapat dirumuskan sebagai berikut:

Fa adalah (gaya elektrostatis pada titik a)

Fb adalah (gaya elektrostatis pada titik b)

Untuk Δs yang kecil ( Δs mendekati nol) lintasan perpindahan muatan +q' dapat dianggap lurus, dan gaya elektrostatis rata-rata selama muatan +q' dipindahkan dapat dinyatakan:

Untuk memindahkan muatan q' dari a ke b tanpa kecepatan, diperlukan gaya F yang besarnya sama dengan Fc, tetapi arahnya berlawanan.

Jadi,

Apabila arah gaya F terhadap arah perpindahan muatan +q' bersudut α , maka usaha perpindahan muatan +q' dari a ke b adalah:

ΔW = F . Δs .cos α

ΔW = -Fc. Δs .cos α ............................................ (1)

Usaha pemindahan muatan +q' dari a ke b sama dengan beda energi potensial listrik di titik a dan b.

ΔEp = ΔW

ΔEp = -Fc cos α .................................................... (2)

persamaan di atas, besar usaha untuk memindahkan suatu muatan dari titik a ke titik b dapat ditentukan dengan persamaan berikut ini.

Berdasarkan persamaan (3) diketahui bahwa usaha tidak bergantung pada panjang lintasan yang ditempuh, tetapi hanya bergantung pada kedudukan awal dan akhir saja. Medan gaya yang demikian dinamakan medan gaya konservatif.

Jika muatan +q' semula pada jarak tak terhingga (∼), besar energi potensialnya adalah nol. Dengan demikian, apabila muatan +q' dipindahkan dari tempat yang jauh tak terhingga ke suatu titik b, besar usahanya adalah sebagai berikut:

Jadi, untuk sembarang titik, besar energi potensialnya dirumuskan:

dengan:

Ep = energi potensial listrik (J)

r = jarak antara +q dan -q (m)

q,q' = muatan listrik (C)

k = konstanta pembanding (9 × 109 Nm2/C2)

Contoh Soal 1 :

Sebuah muatan listrik dipindahkan dalam medan listrik homogen dengan gaya sebesar

sejauh 20 cm. Jika arah gaya bersudut 30o terhadap perpindahan muatan listrik, berapa beda potensial listrik tempat kedudukan awal dan akhir muatan listrik tersebut?

Penyelesaian:

Diketahui:

F =

Δs = 20 cm = 2 × 10-1 m

α = 30o

Ditanya: ΔEp = ... ?

Pembahasan :

Contoh Soal 2 :

Titik P, Q, dan R terletak pada satu garis dengan PQ = 2 m dan QR = 3 m. Pada masing-masing titik terdapat muatan 2 μC, 3 μC, dan -5 μC. Tentukan besarnya energi potensial muatan di Q!

Penyelesaian:

Diketahui:

PQ = 2 m

QR = 3 m

qP = 2 μC = 2 × 10-6 C

qQ = 3 μC = 3 × 10-6 C

qR = -5 μC = -5 × 10-6 C

Ditanya: EpQ = ...?

Pembahasan :

Ep di Q = Ep1 + Ep2 (karena besaran skalar)

EpQ = (27 × 10-3) + (45 × 10-3) = 72 × 10-3 J = 7,2 × 10-2 J

2. Potensial Listrik

Potensial listrik yaitu energi potensial tiap satu satuan muatan positif.

Gambar 2. Potensial listrik bergantung pada muatan q1, q2, dan q3..

Potensial listrik termasuk besaran skalar, dan secara matematis dapat dirumuskan:

V = Ep / q .......................................................... (6)

Beda potensial (tegangan) antara dua titik yang berada di dalam medan listrik homogen, yaitu:

Beda potensial kadang-kadang ditulis dengan persamaan ΔV = V1 – V2, untuk selanjutnya hanya ditulis V saja. Sesuai dengan batasan di atas, potensial listrik suatu titik sejauh r dari muatan q besarnya dapat dinyatakan sebagai berikut:

dengan:

V = potensial listrik (volt)

q = muatan listrik (coulomb)

r = jarak (meter)

Jika terdiri atas beberapa muatan sumber, besarnya potensial listrik adalah jumlah aljabar biasa dari masing-masing potensial. Misalnya, kumpulan muatan sumber adalah q1, q2, dan q3, maka potensial listrik pada titik P adalah:

dengan r1 adalah jarak antara q1 ke P, r2 adalah jarak q2 ke P, dan r3 adalah jarak q3 ke P. Potensial listrik merupakan besaran skalar, sehingga dalam memasukkan tanda positif atau negatif pada muatan harus dengan benar.

Contoh Soal 3 :

Bola kecil bermuatan +2 μC , -2 μC , 3 μC , dan -6 μC diletakkan di titik-titik sudut sebuah persegi yang mempunyai panjang diagonal 0,2 m. Hitung potensial listrik di titik pusat persegi!

Penyelesaian:

Diketahui:

q1 = +2 μC = 2 × 10-6 C

q2 = -2 μC = -2 × 10-6 C
q3= 3 μC = 3 × 10-6 C
q4 = -6 μC = -6 × 10-6 C

Panjang diagonal = 2 × 10-1 m, sehingga jarak tiap-tiap muatan dari titik pusat

r1 = r2 = r3 = r4 = ½ (2×10-1)

r = 10-1 m

Ditanya: VP = ... ?

Pembahasan :

3. Potensial Listrik oleh Bola Konduktor Bermuatan

Potensial listrik di sekitar atau di dalam bola konduktor bermuatan dapat ditentukan dengan cara menganggap muatan bola berada di pusat bola.

Gambar 3. Potensial listrik pada bola konduktor bermuatan.

Selanjutnya, potensial listrik di titik-titik pada suatu bola bermuatan, seperti diperlihatkan pada gambar di samping dapat ditentukan melalui persamaan (8), yaitu:

Dari persamaan-persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa potensial listrik di dalam bola sama dengan di permukaan bola, sehingga:

4. Potensial Listrik pada Keping Sejajar

Dua keping sejajar seluas A terpisah dengan jarak d masing-masing diberi muatan +q dan -q.

Gambar 4. Potensial listrik pada keping sejajar.

Rapat muatan listrik σ didefinisikan sebagai muatan listrik per satuan luas.

σ = q / A

Potensial listrik:

- di antara dua keping

V = E.r .............................................................. (12)

- di luar keping

V = E.d .............................................................. (13)

Anda sekarang sudah mengetahui Gelombang. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.