Energi Potensial Listrik

Bagaimana konsep energi potensial listrik? Pada kesempatan ini kita akan membicarakan besaran lainnya dalam listrik statis yaitu energi potensial listrik dan potensial listrik. Keduanya mempunyai kemiripan dengan gaya dan medan listrik. Meskipun secara jenis besaran sangtalah berbeda. Hal itu karena medan dan gaya adalah besaran vektor.

Bayangkan ada sebuah muatan yang ingin dipindahkan dari satu titik ke titik lainnya. Berapa energi yang dibutuhkan untuk melakukan hal tersebut? Itulah energi potensial listrik. Energi potensial listrik sistem muatan titik adalah energi yang diperlukan untuk membawa muatan listrik q dari titik tak berhingga ke posisi akhir. Sebuah muatan listrik q₂ lyang dibawa dari tak hingga ke titik yang berjarak r dari muatan q_1, energi potensial muatan sistem ini adalah Ep

Energi potensial listrik adalah besaran skalar, dalam perhitungan tanda muatan disertakan kedalam rumus. Energi potensial listrik total suatu sistem muatan akan sama dengan jumlah aljabar energi potensial listrik setiap pasangan. Usaha (W) di dalam medan listrik sama dengan perubahan energi potensial listrik.

Kaji-1: Pada titik titik bujur sangkar yang panjang sisinya a ditempatkan muatan listrik berturut-turut +q, -2q, +2q, -q. Tentukan besar energi potensial listrik pada sistem muatan tersebut!

Jawab:
Sketsa permasalahan dapat digambarkan pada gambar di bawah ini.

Energi potensial sistem ada enam yaitu E₁₂, E₁₃, E₁₄, E₂₃, E₂₄, E_34. Energi total adalah jumlah semua energi tersebut:

Potensial Listrik Muatan Titik

Beda potensial listrik didefinisikan sebagai negatif usaha persatuan muatan yang dilakukan oleh medan listrik pada muatan uji positif jika muatan berpindah dari satu titik ke titik yang lain. Potensial listrik V pada suatu titik akibat keberadaan muatan sumber titik pada jarak r terhadap titik tersebut dapat dirumuskan:

Potensial listrik adalah besaran skalar yang mempunyai satuan Volt (V). Dalam perhitungan tanda atau jenis muatan harus dimasukkan kedalam perhitungan sama seperti kasus energi potensial listrik. Potensial listrik yang ditimbulkan oleh beberapa muatan listrik sama dengan jumlah aljabar potensial listrik yang ditimbulkan oleh masing-masing muatan.

Kaji-2: Pada titik sudut B, C, dan D suatu persegi ABCD ditempatkan muatan listrik masing-masing +q. Panjang sisi persegi tersebut adalah a, tentukan potensial listrik pada titik A akibat ketiga muatan tersebut.

Jawab:

Permasalahan ini dapat digambarkan sebagai berikut:

Potensial listrik pada titik A merupkan jumlah potensial dari muatan di B, C, dan D.