II. Potensial listrik

Transkripsi

1 II. Potensil listik Penjelsn/deskipsi gejl listik: * gy * potensil * medn * enegi Enegi Potensil Listik enegi yng dipelukn untuk memindhkn seuh mutn ( melwn gy listik) q E enegi potensil pestun mutn potensil listik U / q Yng is diuku ed potensil / V V = V - V = - W / q Jdi untuk memudhkn efeensi hus d zeo eltif isny gound Dlm nyk hl, 0 dipilih di titik Stun-stun: 7

2 Enegi potensil listik Potensil listik Medn listik : joule : volt = joule / Coulom : N/C tu Volt/mete 1 elekton volt (ev) enegi yng diutuhkn untuk menggekkn elekton mellui ed potensil 1 volt. 1 e e(1 V) = (1,6x10-19 C) (1 joule/c) 1 e 1,6x10-19 joule Contoh sol Elekton pd tung gm TV dipecept dengn ed potensil (V = 5000 volt). Mutn elekton e = - 1,6x10-19 C, mss elekton m = 9,1x10-31 kg. ) Hitung peuhn enegi potensil! ) Hitung keceptn e- segi kit peceptn ini! Jw: ) Peuhn enegi potensil ΔU = q V = (- 1,6x10-19 )(5000) = - 8x10-16 J enegi menjdi endh ) Enegi yng hilng menjdi enegi kinetik Gunkn hukum kekekln enegi ΔE k + ΔE p = 0 ΔE k = - ΔE p ½ m v - 0 = - q V 8

3 v qv = = m 4, x10 7 m/det (efek eltivistik diikn) Huungn Potensil Listik dn Medn Listik Efek mutn dpt dijelskn medn listik potensil listik d huungn nt medn dn potensil listik Contoh pd ksus plt sejj: + d E Δ V Ditinju di potensil: Kej W = - q V Pd st yng sm (di konsep gy): W = F s = F d = q E d Jdi 9

4 V = - E d Atu sec umum: V = E Selikny: E = - dv Leih lengkp: V V E E x y dn E V x = ; y = ; z = z Ksus-Ksus Pehitungn Potensil Listik 1. Mutn titik Q E = 4πε o V - V = - E 30

5 Supy pehitungn leih mudh, pehtikn jejk eikut: Q V - V = - = - = Ed d 4πε o 1 Q Q 4πε o Klu dipilih V = 0 pd = 4πε o ; mutn + = V, mutn - = - V. Dipol >> L θ 1 P cosθ 4πεo dengn P = Q L - Q L + Q 31

6 3. Mutn Kontinu dq 1 4πε o dq Contoh-contoh: 3.1. Cincin emutn Q dengn ji-ji. kn dici potensil listik pd titik P yng teletk pd sumu cincin pd jk x di pust. Q dq = x + P x 1 4πε o dq = 1 1 Q 4πε o x + 3

7 3.. Seup 3.1 untuk ckm tipis dq Q x + P dq x Tinju elemen mutn eentuk cincin dengn ji-ji. dq = lus elemen mu tn d Q = π Q lus ckm π dq = Qd Sehingg potensil di titik P d π Q d Q = x + x + 4 1/ ( ) πε ( ) πε o 0 o 1/ = = 0 Q x x πε o 1 [( + ) / ] 33

8 3.3 Bol Kondukto Bemutn Q pd pemukn (di dlm kosong), ji-ji Tentukn potensil listik pd jk di pust ol il () < () = (c) > Jw: () Medn listik di lu ol dpt dihitung di hukum Guss, didpt: E = 4πε o kn digunkn untuk menghitung potensil Q Bed potensil: V - V = - Ed = - d 4πε o 1 Q Q = 4πε o Klu dipilih V = 0 pd = () pd = 4πε o 34

9 4πε o (ts kedn () untuk =) (c) Pd < E = 0 (telh diuktikn dengn hukum Guss) Sehingg: Seteusny E = konstn 4πε o Visulisi Gfik: (gm fisik) (kuv potensil) V 4πε o Bekdown Voltge 35

10 Pd peltn yng menggunkn tegngn/voltse tinggi, d kemungkinn tejdi ekdown voltge yng dpt eup pecikn/lonctn ung pi. ud: N, O Mengp? Ken elekton es yng ed di ud (is jdi di sin kosmis) di wh penguh medn tinggi, elekton kn egek cept mengionissi N tu O ud menjdi kondukto ekdown voltge Hl ini isny tejdi pd medn listik 3x10 6 V/m Bekdown voltge leih mudh tejdi pd kondukto lncip Mengp? Amil model sedehn kondukto eentuk ol: Potensil listik : 4πε o Medn listik : E = 4πε o Jdi E Sehingg pd medn yng sm, il kecil mk pd tegngn tidk egitu es Bekdown voltge 36

11 Penentun Medn Listik (E) di Potensil (V) Di V = E Mk: E = - dv Atu leih lengkp: V V E E x y dn E V x = ; y = ; z = z Contoh: Hitung medn listik di cincin il potensil (sudh dihitung): 1 1 Q 4πε o x + E Jw: E x V = = x E y = E z = 0 1 πε Qx ( x + ) / 4 3 o 37

12 Enegi Elektosttis Du mutn: Q 1 Q 1 1 4πε o 1 Enegi eletosttik U = q V Q U = 4πε o Tig mutn 1 1 Q QQ U = 1 1 QQ πε + o 1 13 Q Q 3 3 Q 3 38