5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
1/37
Physics Study Program
Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Institut Teknologi Bandung
FI 1201Fisika Dasar IIA
Kuliah-05Energi Potensial Listrik dan Potensial
Listrik
PHYSI S
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
2/37
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Cakupan materi
Usaha dan energi Energi potensial listrik
Potensial listrik
Garis-garis eki_potensial listrik
Potensial dan Superposisi
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
3/37
Physics Study Program
Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Institut Teknologi Bandung
Usaha & Energi
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
4/37
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Usaha
Anda melakukan usaha ketika mendorong bendake atas
Semakin tinggi bukit semakin banyak usaha yang
anda lakukan: lintasan lebih panjang
Semakin curam/terjal bukit semakin banyak
usaha yang anda lakukan : gaya lebih besar
The workW done on an object by an agent
exerting a constant force is the product of thecomponent of the force in the direction of the
displacement and the magnitude of the
displacement
dFW | |
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
5/37
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Usaha oleh gaya gravitasi
dFW| |
mg
d
||F
F
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
6/37
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Energi adalah kemampuan untuk
melakukan usaha
Gravitational Potential Energy Kinetic Energy
Energy can be converted into other forms ofenergy
When we do work on any object we transferenergy to it
When an object does work it looses energy
Energy cannot be created or destroyed
mghUG 22
1mvK
GU
GIN UKW
GOUT UKW
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
7/37
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Seseorang mengangkat sebat kotak yang beratdengan massa mke ketinggian vertikal h.Kemudian berpindah sejauh d, membawa kotaktersebut. Berapa usaha yang dilakukan?
A) mghd B) mgh + mgd
C) mgh
D) mgd
X) Dont know
Quiz
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
8/37
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Konversi Energi Potensial Gravitasi ke
Energi Kinetik
v
m
mg
m
mghUG 2
2
1mvK
ghv
ghv
mghmv
2
2
2
1
2
2
Kerja yg dilakukan
pada bendah
Using Work & Energy
makes the problem
much easier!
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
9/37
Physics Study Program
Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Institut Teknologi Bandung
Energi Potensial Listrik
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
10/37
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Analogi Medan listrik & Gravitasi
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
11/37
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Energi Potensial Listrik
EEF Q
+Q
+Q
d
FdW
QEd
QEdUe
v
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
12/37
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Energi Potensial Listrik
Kerja yang dilakukan (oleh medan listrik)pada partikel bermuatan adalah QEd
Partikel memperoleh tambahan Energi
kinetik (QEd) Oleh karena itu partikel harus telah
kehilangan energi potensial sebesar
U=-QEd
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
13/37
Physics Study Program
Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Institut Teknologi Bandung
Potensial Listrik
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
14/37
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Potensial Listrik
Perubahan energi potensial adalah negatifkerja yang dilakukan oleh medan.
sdEqWUB
A
0 E
A
B
sdEq
UVVV
B
AAB
0
1V = 1J/C
1eV=1.610-19J
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
15/37
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Satuan Potensial (Tegangan) Listrik
Satuan SI untuk potensial listrik
0QUV
EdV
Satuannya adalah J/C
Dikenal sebagai Volts (V)
Telah ditunjukkan
dVE / Karenanya E juga memiliki satuan V/m
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
16/37
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Beda Potensial dalam Medan Homogen
E
+Q +Q
+Q
A B
C
0|| dFWBC
|||| QEddFWAB
BCABAC WWW
| |QEd
||QEdUAC
d||
||EdVAC
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
17/37
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Potensial Listrik dari muatan tunggal
+
r
B
A
drEV .
drr
Q
204
1
drrQ
2
0
1
4
AB rr
Q 11
4 0
Jika V=0 pada rA= r
QV
1
4 0
E
B
A
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
18/37
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Potensial Listrik dari muatan tunggal
+
r
jikaV = 0 pada rA=
r
QV
1
4 0
E
B
A
Dapat ditunjukkan bahwa2
0
1
4 r
QE
Ingat bahwa
rEV so
Mirip dengan
rumus potensialuntuk medan listrik
homogen
| |EdVAC Potential energy
Arbitrary shape
Potential difference
Arbitrary shape
http://c/Administrator/My%20Documents/awaris/Kuliah/2004-2005/Fisika%20Dasar2%20ppt/LECTURE_2/EFM08AN1-arbitrary.MOVhttp://c/Administrator/My%20Documents/awaris/Kuliah/2004-2005/Fisika%20Dasar2%20ppt/LECTURE_2/EFM08AN2parbitrary.MOVhttp://c/Administrator/My%20Documents/awaris/Kuliah/2004-2005/Fisika%20Dasar2%20ppt/LECTURE_2/EFM08AN2parbitrary.MOVhttp://c/Administrator/My%20Documents/awaris/Kuliah/2004-2005/Fisika%20Dasar2%20ppt/LECTURE_2/EFM08AN1-arbitrary.MOVhttp://c/Administrator/My%20Documents/awaris/Kuliah/2004-2005/Fisika%20Dasar2%20ppt/LECTURE_2/EFM08AN1-arbitrary.MOVhttp://c/Administrator/My%20Documents/awaris/Kuliah/2004-2005/Fisika%20Dasar2%20ppt/LECTURE_2/EFM08AN1-arbitrary.MOVhttp://c/Administrator/My%20Documents/awaris/Kuliah/2004-2005/Fisika%20Dasar2%20ppt/LECTURE_2/EFM08AN1-arbitrary.MOVhttp://c/Administrator/My%20Documents/awaris/Kuliah/2004-2005/Fisika%20Dasar2%20ppt/LECTURE_2/EFM08AN1-arbitrary.MOVhttp://c/Administrator/My%20Documents/awaris/Kuliah/2004-2005/Fisika%20Dasar2%20ppt/LECTURE_2/EFM08AN1-arbitrary.MOVhttp://c/Administrator/My%20Documents/awaris/Kuliah/2004-2005/Fisika%20Dasar2%20ppt/LECTURE_2/EFM08AN1-arbitrary.MOVhttp://c/Administrator/My%20Documents/awaris/Kuliah/2004-2005/Fisika%20Dasar2%20ppt/LECTURE_2/EFM08AN2parbitrary.MOVhttp://c/Administrator/My%20Documents/awaris/Kuliah/2004-2005/Fisika%20Dasar2%20ppt/LECTURE_2/EFM08AN2parbitrary.MOVhttp://c/Administrator/My%20Documents/awaris/Kuliah/2004-2005/Fisika%20Dasar2%20ppt/LECTURE_2/EFM08AN2parbitrary.MOVhttp://c/Administrator/My%20Documents/awaris/Kuliah/2004-2005/Fisika%20Dasar2%20ppt/LECTURE_2/EFM08AN1-arbitrary.MOV5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
19/37
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Contoh soal
Suatu muatan q1 = 2.0 C diletakkan di titik asal koordinatdan sebuah muatan q2 = -6.0 C diletakkan pada (0,
3.0) m.
a) Hitung total potensial di titi P(4.0, 0)m karena
pengaruh kedua muatan tersebut
b) Jika sebuah muatan q3 = 3.0 C dipindahkan dari tak
hingga ke titik P, tentukan perubahan energi potensial
dari sistem 2 muatan dan q3.
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
20/37
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
a)
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
21/37
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
b)
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
22/37
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
23/37
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Medan-Medan yang berbeda
Medan serba-sama
Muatan titik
Jika lokasi awal (acuan) adalah tak hingga,
maka
dEV
AB
ABrr
kqVV 11
B
Br
kqV
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
24/37
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Potensial dari beberapa muatan
Prinsip superposisi
...4
1
2
2
1
1
0 r
Q
r
Q
V
r
QV
0
4
1
...21 VVV
1
1
0
141
rQV
Total Potensial
adalah jumlahseluruh potensial
individual
Potensial individual
Total potensial adalah
Dimana dapat dituliskan sebagai
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
25/37
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Superposisi Potensial Listrik
Dengan menggunakan titik acuan di takhingga, kita dapat menghirung total
tegangan/potensial dari banyak muatan
Perhatikan bahwa kita menjumlah secaraskalar, bukan vektor.
i i
i
r
qkV
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
26/37
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Energi Potensial Energy dari 3 muatan
r
QV
04
1
Q2
Q1
Q3
12
1
0
22124
1
r
QQVQU
12
21
0
124
1
r
U
3312 VQUU
231312
UUUU
23
32
13
31
12
21
04
1
r
r
r
QQU
Energy
when we
bring in
Q2
Now
bring in
Q3
23
2
13
1
0
3124
1
r
Q
r
QQU
So finally we find
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
27/37
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Muatan yang terdistribusi kontinu
Jika muatan terdistribusi pada suatuobyek, maka
Contoh. Sebuah elektron ditempatkan pada
sumbu koordinat 5 m dari cincin bermuatan
serba sama. Jari-jari cincin adalah 0.03 m dan
memiliki muatan per satuan panjang 3 C/m.
Tentukan kecepatan elektron ketika melewati
loop?
r
dqkV
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
28/37
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Contoh: Potensial oleh cincin bermuatan
Sebuah elektron diletakkan pada jarak 5 m dari suatu
sumbu cincin bermuatan yang terdistribusi secara
homogen. Cincin memiliki jari-jari 0.03 m dan
muatan persatuan panjang 3 C/m. Tentukan laju
elektron saat melewati loop cincin!
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
29/37
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
2/322
2/322
2/122
22
1
xRkQx
xxRkQ
xRdx
dkQ
dx
dVEx
2/1
2
2/32
2
2
0
2
2
2
220
2
xxRm
kQev
xm
eExmqEv
axvv
e
e
x
e
x
MedanEx
dapat dihitung sebagaiberikut
Sehingga kecepatan elektron di sekitar x = 0 menjadi:
Contoh: Potensial oleh cincin bermuatan
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
30/37
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Medan listrik dari Potential listrik
Laju perubahan tegangan/potensialberhubungan dengan medan listrik
Untuk kasus 3 dimensidx
dVEx
dz
dVkdy
dVjdx
dViVE
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
31/37
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Mencari Medan E dari potensial
What is the electric field at (3m, 2m)
for the following voltage function?
Taking the appropriate derivatives
gives an electric field of
Evaluating that field at (3m, 2m) gives
22 35),( yxyxyxV
jyxiyxyxE )65()52(),(
CNjiE /2716)2,3(
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
32/37
Physics Study Program
Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Institut Teknologi Bandung
Garis-Garis Eki-potensial(Equi-potential Lines)
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
33/37
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Permukaan Eki-potensial
Permukaan yang memiliki nilai potensialsama.
Permukaan ekipotensial memotong garis
medan E secara tegak lurus. Permukaan konduktor bermuatan memiliki
potensial listrik yang sama
Suatu titik dalam konduktor memilikipotensial sama dengan di permukaannya.
E i
http://c/Administrator/My%20Documents/awaris/Kuliah/2004-2005/Fisika%20Dasar2%20ppt/LECTURE_2/EFA09AN1-equipotential-lines.MOVhttp://c/Administrator/My%20Documents/awaris/Kuliah/2004-2005/Fisika%20Dasar2%20ppt/LECTURE_2/EFA09AN1-equipotential-lines.MOV5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
34/37
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
Equi-potential Lines
Like elevation, potential can be displayed as contours
A contour diagram
Like elevation potential requires a zero point,
potential V=0 at r=
Like slope & elevation we
can obtain the Electric Field
from the potential field
r
VE
The Electric Field isthe slope
of the Electric potential
Equi-
potential
Lines
Equi-potential
LinesField
http://c/Administrator/My%20Documents/awaris/Kuliah/2004-2005/Fisika%20Dasar2%20ppt/LECTURE_2/EFA09AN1-equipotential-lines.MOVhttp://c/Administrator/My%20Documents/awaris/Kuliah/2004-2005/Fisika%20Dasar2%20ppt/LECTURE_2/EFA09AN1-equipotential-lines.MOVhttp://c/Administrator/My%20Documents/awaris/Kuliah/2004-2005/Fisika%20Dasar2%20ppt/LECTURE_2/EFA09AN1-equipotential-lines.MOVhttp://c/Administrator/My%20Documents/awaris/Kuliah/2004-2005/Fisika%20Dasar2%20ppt/LECTURE_2/EFM09AN1-e-potential.MOVhttp://c/Administrator/My%20Documents/awaris/Kuliah/2004-2005/Fisika%20Dasar2%20ppt/LECTURE_2/EFM09AN1-e-potential.MOVhttp://c/Administrator/My%20Documents/awaris/Kuliah/2004-2005/Fisika%20Dasar2%20ppt/LECTURE_2/EFM09AN1-e-potential.MOVhttp://c/Administrator/My%20Documents/awaris/Kuliah/2004-2005/Fisika%20Dasar2%20ppt/LECTURE_2/EFM09AN1-e-potential.MOVhttp://c/Administrator/My%20Documents/awaris/Kuliah/2004-2005/Fisika%20Dasar2%20ppt/LECTURE_2/EFM09AN1-e-potential.MOVhttp://c/Administrator/My%20Documents/awaris/Kuliah/2004-2005/Fisika%20Dasar2%20ppt/LECTURE_2/EFA09AN1-equipotential-lines.MOV5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
35/37
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
36/37
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
FYI
Dengan menggunakanMS Excell atau Maple
kita dapat
menvisualisasi medan
listrik dan garis-garis
ekipotensial.22 35),( yxyxyxV
jyxiyxyxE )65()52(),(
5/23/2018 Energi Potensial Listrik Dan Potensial Listrik
37/37
Physics Study Program - FMIPA | Institut Teknologi Bandung
PHYSI S
End of Section...