Teknologi dan Aplikasi Elektromagnetik ~materi4a

Energi dan
Potensial Listrik
Dr. Ramadoni Syahputra

Jurusan Teknik Elektro FT UMY

Energi untuk Menggerakkan Muatan Titik
dalam Medan Listrik
Intensitas medan listrik didefinisikan:
gaya yang bertumpu pada muatan uji
satuan pada titik yang ingin kita
dapatkan harga medan vektornya

Misalnya kita ingin memindahkan muatan Q
sejarak dL dalam medan listrik.

Gaya pada Q yang ditimbulkan oleh medan
listrik ialah:
FE = QE
Komponen gaya ini dalam arah dL yang
harus kita atasi ialah:

FEL = FE . aL = QE . aL
aL = vektor satuan dalam arah dL

Gaya yang harus diterapkan sama
besar dan berlawanan arah dengan
gaya yang ditimbulkan oleh medan,

F pakai = – QE . aL
Energi yang harus disediakan:

dW = – QE . dL

Kerja yang diperlukan untuk
memindahkan muatan ke tempat yang
jaraknya berhingga:
W  Q



a khir

a wa l

E. dL

Persamaan lintasan diferensial dL untuk
ketiga sistem koordinat ialah:
dL = dx ax + dy ay + dz az

(kartesian)

dL = d a +  d a + dz az
dL = dr ar + r d a + r sin  d a

(tabung)
(bola)

BEDA POTENSIAL DAN POTENSIAL
Beda potensial V didefinisikan sebagai
kerja (oleh sumber luar) untuk

memindahkan satu satuan muatan
positif dari suatu titik ke titik lain dalam
medan listrik,

Beda potensial = V = 



a khir

a wa l

E. dL

Beda potensial antara titik A dan B ialah:

  E. dL
A

VAB =

B

VAB positif jika kerja diperlukan untuk
membawa muatan positif dari B ke A

Dalam medan muatan garis tak berhingga,
kerja yang diperlukan untuk membawa
muatan Q dari 2 ke 1 ialah:
Q L  2
W
ln
2 0 1

Jadi beda potensial antara titik pada 1 dan
2 ialah:

L
2
W


ln
V12 
1
Q 2 0

Karena

E E r ar 

4 0 r
Q

2

ar

dan, dL = dr ar
Q 1 1
  

dr 
VAB =   E. dL   
2
4 0  r A rB 
B
rA 4 0 r

kita peroleh,

A

rB

Q

Jika potensial di titik A ialah VA dan di B ialah VB,
maka

VAB = VA – VB