POTENSIAL LISTRIK
Konsep potensial yang telah
diketengahkan pada bab ini berhubungan dengan gaya-gaya yang bersifat
konservatif. Dalam sebuah sistem energi total yang dimilikinya adalah konstan.
Konsep energi potensial merupakan alternative untuk menyelesaikan kasus-kasus
yang melibatkan gaya-gaya yang bersifat konservatif.
Konsep potensial tersebut lebih
mudah diterapkan karena energi potensial adalah jenis besaran skalar. Gaya
Coulomb atau gaya elektrostatik adalah termasuk gaya konservatif dan dengan
demikian kita dapatmengasumsikan bahwa distribusi suatu muatan tentu akan
memiliki energi potensial. Seperti halnya dengan gaya elektrostatik yang
merupakan interaksi dari dua muatan, energi potensial juga dihasilkan dari
interaksi dua muatan. Pada bab ini kita akan mempelajari mengenai konsep
potensial listrik dan bagaimana penerapannya dalam kasus-kasus elektrostaik.
Kerja yang harus dilakukan oleh gaya luar F terhadap medan listrik
E untuk Memindahkan muatan q dari titik a ke titik b sejauh de adalah
Jumlah
kenaikanenergipotensiallistriknya adalah
Jika dimisalkan titik a
terletak dititik yang takterhingga jauhnya maka Va=0 dan energi Potensial dititik b adalah;
Disini tanda minus menunjukkan
bahwa gaya luar F besarnya sama dengan gaya listrik yang melawannya, dan muatan
percobaan q diarnbil sangat kecil.
HUKUM GAUS
Integrasi terhadap ungkapan dy
tadi melalui permukaan tertutup S, dengan mengingat pula y = Q1 memberikan
y = Q, di mana Q = muatan total di
dalam S itu. Ini adalah hukum gauss
yang menyatakan bahwa fluks total yang keluar dari suatu permukaan tertutup
adalah sama dengan jumlah muatan di dalam permukaan itu. Akan kita lihat banyak
sekali informasi berguna yang dapat kita peroleh dari penerapan hukum gauss ini
tanpa kita perlu melakukan integrasi tersebut dengan sesungguhnya.
HUBUNGAN ANTARA KERAPATAN FLUKS DAN KUAT MEDAN LISTRIK
Pandang suatu muatan Q yang untuk
judahnya kita anggap positif di titik asala gambar 3.4. jika kita buat
permukaan bola dengan jari-jari r yang berpusat padanya, maka karena simetri, D
oleh Q itu mempunyai besar yang sama sedangkan arahnya selalu normal di setiap
titik permukaan bola itu. Hukum gauss kemudian mengatakan :
Dari mana D = Q/4pr2. Sebab itu
Tapi dari bagian ini kuat medan listrik yang disebabkan
Q adalah
sehingga D = E0E.
Umumnya, bagi setiap medan listrik dalamsuatu
medium isotropis dengan permitivitas E D = EE. Jadi , medan-medan D dan E
mempunyai bentuk yang tepat sama, karena keduanya hanya berbeda dalam suatu
faktor yang merupakan konstanta medium itu. Medan E bergantung pada
permitivitas E sedangkan D tidak. Dalam soal-soal yang
menyangkut lebih darisatu medium dielektrik ada keuntungan untuk lebih dulu
memperoleh D, dan baru kemudian mengkonversikannya ke E dalam masing-masing
dielektrik.
02.50
Unknown
