Potensial Listrik Fisika Kelas 12 Siswanto Sukaryadi 2009
Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 1
67
Dengan F = E . q
o
dan E = k
2
Q r
Sehingga persamaan 4.14 dapat ditulis sebagai berikut. W
12
=
³
-
k Q q
r
o 2
W
12
= k . Q . q
o
§ ·
¨ ¸
© ¹
R R
2 1
1 1
. . . 4.14
Keterangan:
W
12
: usaha untuk memindahkan muatan dari R
1
ke R
2
J R
1
: kedudukan awal R
2
: kedudukan akhir
Perlu diketahui, bahwa medan listrik termasuk medan konservatif. Oleh karena itu, besarnya usaha yang dilakukan untuk memindahkan
muatan dalam medan listrik tidak bergantung pada lintasannya, tetapi hanya bergantung pada kedudukan awal dan kedudukan akhir.
Jika kedudukan R
1
sangat jauh |f maka persamaan 4.14 menjadi:
W
12
= k . Q . q
o
§ ·
¨ ¸
© ¹
R
2
1 . . . 4.15
Besaran inilah yang disebut sebagai energi potensial listrik. Energi potensial listrik adalah energi yang diperlukan untuk memindahkan muatan
dalam medan listrik dari suatu titik yang jaraknya tak terhingga ke suatu titik tertentu. Energi potensial listrik dirumuskan sebagai:
E
p
=
k Q q
R
o 2
. . . 4.16 Potensial listrik di suatu titik didefinisikan sebagai energi potensial
per satuan muatan positif di titik tersebut. Potensial listrik di suatu titik dinyatakan sebagai:
V =
p
E q
=
k Q R
. . . 4.17 Satuan untuk potensial listrik adalah volt V atau
joulecoulomb JC. Potensial listrik pada suatu titik oleh
beberapa muatan dinyatakan sebagai jumlah potensial listrik oleh masing-masing muatan di
titik tersebut. Perhatikan gambar 4.14
V = 6k
n n
Q r
. . . 4.18
Q
1
Q
2
Q
3
r
1
r
2
r
3
Gambar 4.14 Potensial listrik oleh beberapa muatan
p
Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 1
68
Contoh Soal
Persegi panjang ABCD dengan AB = 6 cm dan BC = 8 cm, terdapat muatan pada titik-titik A, B, dan C masing-masing +4
PC, -5 PC, dan +3 PC. Tentukanlah potensial listrik di titik D
Penyelesaian:
Diketahui: q
A
= +4 PC
q
B
= -5 PC
q
C
= +3 PC
Ditanyakan: V
D
= . . . ? Jawab:
Dengan persamaan 4.18 dapat dihitung potensial di D: V
D
= 6k .
Q r
V
D
= k .
§ ·
¨ ¸
© ¹
q q
q r
r r
C A
B AD
BD CD
+ +
V
D
= 9 . 10
9
§ ·
¨ ¸
© ¹
-6 -6
-6 -2
-2 -2
4 10 -5 10
3 10 +
+ 8 10
10 10 6 10
V
D
= 9 . 10
9
4 . 10
-5
– 5 . 10
-5
+ 5 . 10
-5
V
D
= 9 . 10
9
. 5 . 10
-5
V
D
= 45 . 10
4
Volt V
D
= 4,5 . 10
5
Volt
A B
D C
6 cm
10 cm 8 cm
Gambar 4.15 Simbol kapasitor
Kapasitansi