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

G. Kapasitor

Kapasitor merupakan salah satu komponen elektronika yang sering digunakan. Kapasitor digunakan dalam rangkaian elektronika yang berfungsi untuk menyimpan energi listrik, filter, dan memblokir arus DC. Kapasitor terdiri atas dua keping konduktor yang dipisahkan oleh isolator yang disebut dielektrik. Masing-masing keping konduktor diberi muatan yang berbeda tetapi memiliki kerapatan yang sama. Setiap kapasitor memiliki kapasitansi yang didefinisikan sebagai besarnya perbandingan muatan yang tersimpan dalam kapasitor dengan beda potensial antara kedua keping. C = Q V . . . 4.19 Keterangan: C : kapasitansi Farad Q : muatan yang tersimpan dalam kapasitor C V : beda potensial antara dua keping V Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 1 69 +Q –Q a b d Gambar 4.16 Kapasitor keping sejajar