Gambar, (a) Kontruksi untuk menentukan arah E di luar permukaan sebuah konduktor. (b) Garis gaya selalu tegaklurus pada permukaan konduktor bermuatan.
2 Energi Potensial Listrik
Konsep energi sangat berguna dalam mekanika. Hukum kekekalan energi memungkinkan kita memecahkan persoalan-persoalan tanpa perlu mengetahui gaya secara rinci. Sebagai contoh gaya gravitasi menarik suatu benda menuju ke permukaan bumi. Baik gaya gravitasi Fg maupun kuat medan gravitasi (percepatan gravitasi=g) berarah vertikal ke bawah.
Jika mengangkat sebuah benda melawan gaya gravitasi bumi, itu berarti kita melakukan usaha pada benda, dan sebagai akibatnya energi potensial gravitasi benda bertambah
Konsep energi juga berguna dalam listrik. Gaya listrik F yang dikerjakan pada suatu muatan Uji positif q’ oleh suatu muatan negatif adalah mengarah ke muatan negatif. Vektor kuat medan listrik E= F/q’, juga mengarah ke muatan negatif.
Untuk menggerakkan muatan uji menjauhi muatan negatif, kita harus melakukan usaha pada muatan uji. Sebagai akibatnya energi potensial listrik muatan uji bertambah (gambar 2).
Gambar 1 Gambar 2
Konsep energi potensial listrik, mirip dengan konsep energi potensial garavitasi. Untuk itu kita akan menurunkan rumus Energi Potensial Listrik sebagai berikut :
Usaha yang dilakukan gaya (Fw), untuk memindahkan muatan penguji +q’, dari titik P ke Titik Q adalah W = -Fw . S = -Fw.Δr = -F.(r2-r1)
W adalah besaran skalar, gaya F diberi tanda (-) negatif karena gaya Coulomb berlawanan arah dengan arah perpindahah Fw=Fq = gaya Coulomb. Jadi usaha yang dilakukan W= pertambahan energi Potensial.
Kesimpulan : Energi Potensial Listrik adalah usaha yang dilakukan gaya Coulomb, untuk memindahkan muatan uji +q’ dari suatu titik ke titik lainnya. Jika titik Q, berada di jauh tak terhingga,sehingga r2= ˜ dan 1/r2=0 maka Energi Potensial Listrik dapat dirumuskan sebagai berikut: Energi Potensial Listrik dari dua muatan Q dan q’ adalah :
Keterangan :
E = Energi Potensial Listrik (Joule)
k = Konstanta = 9.109 N C-2 m2
r = jarak (m)
Q = muatan sumber (Coulomb)
q’= muatan uji (Coulomb)
3 Potensial
Potensial listrik adalah energi potensial per satuan muatan penguji , rumus potensial listrik sebagai berikut : V = Ep /q’ atau seperti pada gambar berikut
Potensial listrik di titik P dirumuskan :
V = k Q/r
V = Potensial Listrik (Volt)
k = Konstanta Listrik = 9.109 NC-2 m2
Q = Muatan sumber (Coulomb)
r = jarak dari muatan sampai titik P (m)
Kapacitors
Kapasitor adalah komponen elektronika yang digunakan untuk menyimpan muatan dan energi listrik. Pada prinsipnya, kapasitor terdiri dari dua konduktor yang berdekatan namun terpisah satu sama lain, yang membawa muatan yang sama besar namun berlawanan jenis. Kedua konduktor tersebut dipisahkan oleh bahan penyekat (isolator) yang disebut bahan (zat) dielektrik. Zat dielektrik yang digunakan sebagai menyekat akan membedakan jenis kapasitor, seperti kertas, mika, plastik, pasta dan lain sebagainya.
Kapasitas suatu kapasitor (kapasitansi) bergantung semata-mata pada susunan geometris konduktor dan bukan pada muatan atau beda potensialnya. Kapasitas suatu kapasitor keping keping sejajar berbanding lurus dengan luas keping dan berbanding terbalik terhadap jarak pemisahnya:
Dengan
C = kapasitas kapasitor (farad)
|
