Potensial Listrik oleh Muatan Titik dan Beberapa Muatan - Pada topik sebelumnya, kalian telah belajar tentang energi potensial listrik. Pada topik ini kalian akan belajar tentang potensial listrik oleh muatan titik dan beberapa muatan. Bagaimana cara menentukkan potensial listrik oleh muatan titik dan beberapa muatan. Nah jangan bingung, berikut ini analoginya.

Potensial Listrik oleh Muatan Titik dan Beberapa Muatan

Pernahkah kalian menaiki eskalator saat berada di pusat perbelanjaan? Mengapa kalian lebih memilih eskalator daripada berjalan menaiki tangga? Energi yang kalian butuhkan saat menaiki tangga jauh lebih besar daripada eskalator, sehingga kalian akan mudah lelah. Itulah mengapa sebagian orang akan memilih eskalator daripada tangga. Ternyata, hal tersebut juga terjadi pada muatan, yaitu potensial listrik. Untuk lebih jelasnya simak ulasan berikut.

1. Potensial listrik oleh muatan titik

Beda potensial listrik (potensial listrik) didefinisikan sebagai perubahan energi potensial per satuan muatan saat muatan uji dipindahkan dari satu posisi ke posisi lain. Secara matematis, beda potensial listrik untuk muatan uji q, dirumuskan sebagai berikut.

$V_{a b} = k Q (\frac{1}{r_{b}} - \frac{1}{r_{a}})$

Keterangan:
Vab = potensial listrik (V) pada titik-titik yang berjarak ra dan rb dari muatan sumber Q(V).

Beda potensial muatan listrik yang berada di sekitar muatan lain, dinyatakan sebagai potensial mutlak atau biasa disebut potensial listrik. Secara umum, potensial mutlak didefinisikan sebagai potensial listrik dari muatan di suatu titik yang berjarak rdari muatan sumber Q. Secara matematis, dirumuskan sebagai berikut.

$V = k \frac{Q}{r}$

Jika r bertambah besar, maka V akan bertambah kecil. Saat r mendekati tak berhingga, V mendekati nol. Jadi, potensial mutlak merupakan perubahan energi potensial per satuan muatan yang terjadi ketika sebuah muatan uji dipindahkan dari suatu titik tak terhingga ke titik tertentu.

2. Potensial listrik oleh beberapa muatan

Gaya Coulomb dan kuat medan listrik merupakan besaran vektor. Jika ada beberapa sumber muatan, gaya Coulomb dan kuat medan listriknya dihitung dengan menjumlahkan secara vektor semua vektor gaya Coulomb dan kuat medan listrik yang dihasilkan oleh masing-masing muatan. Bagaimana dengan potensial listrik?

Berbeda dengan gaya listrik dan kuat medan listrik, potensial listrik merupakan besaran skalar, yaitu besaran yang hanya memiliki nilai. Oleh karena itu, potensial listrik yang ditimbulkan oleh beberapa muatan sumber cukup dihitung dengan penjumlahan aljabar biasa. Untuk n muatan sumber, potensial listriknya dapat dituliskan sebagai berikut.

$V = k \frac{q_{1}}{r_{1}} + k \frac{q_{2}}{r_{2}} + k \frac{q_{3}}{r_{3}} + . . .$

$V = k \sum_{i = 1}^{i = n} \frac{q_{i}}{r_{i}} = k (\frac{q_{1}}{r_{1}} + \frac{q_{2}}{r_{2}} + \frac{q_{3}}{r_{3}} + . . .)$

Perlu Anda perhatikan bahwa tanda muatan (positif atau negatif) dimasukkan seperti tanda aljabar biasa.

Untuk meningkatkan pemahaman kalian tentang potensial listrik oleh muatan titik dan beberapa muatan, cermati contoh soal berikut ini.

Contoh Soal

Sebuah bola konduktor bermuatan –3 μC. Hitung beda potensial antara kedudukan awal yang jauhnya 0,2 m dari muatan dan kedudukan akhir sejauh 0,8 m.
Penyelesaian
Diketahui:
Q = –3 μC = -3 x 10-6 C
ra = 0,2 m
rb = 0,8 m.
Ditanyakan: perubahan energi listrik (ΔEP)?
Jawab:
Untuk menyelesaikan persoalan tersebut kita gunakan persamaan berikut.

$V_{a b} = k Q (\frac{1}{r_{b}} - \frac{1}{r_{a}})$

Persamaan ini digunakan jika diketahui jarak awal dan jarak akhir.

$V_{a b} = k Q (\frac{1}{r_{b}} - \frac{1}{r_{a}})$

$V_{a b} = (9 \times 10^{9}) (- 3 \times 10^{- 6}) (\frac{1}{0, 8} - \frac{1}{0, 2})$

$V_{a b} = 101, 25 \times 10^{3}$ V

$V_{a b} = 1, 01 \times 10^{5}$ V

Jadi, beda potensial antara kedua titik adalah 1,01 × 105 V.

Potensial Listrik oleh Muatan Titik dan Beberapa Muatan

1. Potensial listrik oleh muatan titik

$V_{a b} = k Q (\frac{1}{r_{b}} - \frac{1}{r_{a}})$

$V = k \frac{Q}{r}$

2. Potensial listrik oleh beberapa muatan

$V = k \frac{q_{1}}{r_{1}} + k \frac{q_{2}}{r_{2}} + k \frac{q_{3}}{r_{3}} + . . .$

$V = k \frac{q_{1}}{r_{1}} + k \frac{q_{2}}{r_{2}} + k \frac{q_{3}}{r_{3}} + . . .$

$V = k \sum_{i = 1}^{i = n} \frac{q_{i}}{r_{i}} = k (\frac{q_{1}}{r_{1}} + \frac{q_{2}}{r_{2}} + \frac{q_{3}}{r_{3}} + . . .)$

$V = k \sum_{i = 1}^{i = n} \frac{q_{i}}{r_{i}} = k (\frac{q_{1}}{r_{1}} + \frac{q_{2}}{r_{2}} + \frac{q_{3}}{r_{3}} + . . .)$

Contoh Soal

$V_{a b} = k Q (\frac{1}{r_{b}} - \frac{1}{r_{a}})$

$V_{a b} = k Q (\frac{1}{r_{b}} - \frac{1}{r_{a}})$

$V_{a b} = (9 \times 10^{9}) (- 3 \times 10^{- 6}) (\frac{1}{0, 8} - \frac{1}{0, 2})$

$V_{a b} = (9 \times 10^{9}) (- 3 \times 10^{- 6}) (\frac{1}{0, 8} - \frac{1}{0, 2})$

$V_{a b} = 101, 25 \times 10^{3}$ V

$V_{a b} = 1, 01 \times 10^{5}$ V

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel

Potensial Listrik oleh Muatan Titik dan Beberapa Muatan

1. Potensial listrik oleh muatan titik

Vab=kQ(1rb−1ra) Vab=kQ(1rb−1ra)

V=kQr V=kQr

2. Potensial listrik oleh beberapa muatan

V=kq1r1+kq2r2+kq3r3+...

V=kq1r1+kq2r2+kq3r3+...

V=k∑i=1i=nqiri=k(q1r1+q2r2+q3r3+...)

V=k∑i=1i=nqiri=k(q1r1+q2r2+q3r3+...)

Contoh Soal

Vab=kQ(1rb−1ra) Vab=kQ(1rb−1ra)

Vab=kQ(1rb−1ra) Vab=kQ(1rb−1ra)

Vab=(9×109)(−3×10−6)(10,8−10,2)

Vab=(9×109)(−3×10−6)(10,8−10,2)

Vab=101,25×103 Vab=101,25×103 V

Vab=1,01×105 Vab=1,01×105 V

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel

$V_{a b} = k Q (\frac{1}{r_{b}} - \frac{1}{r_{a}})$

$V = k \frac{Q}{r}$

$V = k \frac{q_{1}}{r_{1}} + k \frac{q_{2}}{r_{2}} + k \frac{q_{3}}{r_{3}} + . . .$

$V = k \frac{q_{1}}{r_{1}} + k \frac{q_{2}}{r_{2}} + k \frac{q_{3}}{r_{3}} + . . .$

$V = k \sum_{i = 1}^{i = n} \frac{q_{i}}{r_{i}} = k (\frac{q_{1}}{r_{1}} + \frac{q_{2}}{r_{2}} + \frac{q_{3}}{r_{3}} + . . .)$

$V = k \sum_{i = 1}^{i = n} \frac{q_{i}}{r_{i}} = k (\frac{q_{1}}{r_{1}} + \frac{q_{2}}{r_{2}} + \frac{q_{3}}{r_{3}} + . . .)$

$V_{a b} = k Q (\frac{1}{r_{b}} - \frac{1}{r_{a}})$

$V_{a b} = k Q (\frac{1}{r_{b}} - \frac{1}{r_{a}})$

$V_{a b} = (9 \times 10^{9}) (- 3 \times 10^{- 6}) (\frac{1}{0, 8} - \frac{1}{0, 2})$

$V_{a b} = (9 \times 10^{9}) (- 3 \times 10^{- 6}) (\frac{1}{0, 8} - \frac{1}{0, 2})$

$V_{a b} = 101, 25 \times 10^{3}$ V

$V_{a b} = 1, 01 \times 10^{5}$ V