Bab IPendahuluan1.1 Latar BelakangSetiap hari kita sering memanfaatkan adanya potensial listrik dalam sebuah perangkat kelistrikan contohnya radio, televisi dan bahkan komputer atau laptop. Kita juga sering menggunakan alat yang terdiri dari komponen bernama kapasitor. Namun kita sering tidak mau tahu tentang apa dan bagaimana alat yang kita gunakan bekerja, sehingga bila ada kerusakan atau kesalahan dalam menggunakan kita sering tidak sadar dan berakibat fatal bagi perangkat tersebut. Selain itu pula ledakan petir merupakan contoh nyata dari adanya keberadaan listrik. Energi yang dilepaskan petir tersebut sangat besar, bahkan tegangan listrik yang berasal dari petir dapat jutaan kendaraan dan tentunya bila dimanfaatkan dapat membantu kehidupan manusia. Kehidupan manusia sering berhubungan dengan listrik. Listrik yang kita gunakan sehari hari adalah listrik yang mengalir secara statis atau dinamis. Untuk mendapatkan gaya listrik tersebut, maka kita memerlukan sebuah energi untuk menghasilkan gaya listrik. Energi tersebutlah yang dinamakan energi potensial. Energi potensial tersebut berhubungan dengan potensial listrik dan beda potensial. Selain itu kita sering susah membedakan antara potensial listrik dengan medan listrik,tegangan listrik, hambatan listrik maupun kuat arus listrik. 1.2 Rumusan Masalah1. Apa itu potensial listrik secara umum ?2. Bagaimana prinsip kerja potensial listrik oleh muatan listrik ?3. Bagaimana prinsip potensial listrik oleh muatan yang terdistribusi secara kontinyu ?

1.3 Tujuan Makalah1. Pembaca dapat memahami apa itu potensial listrik.2. Pembaca dapat memahami prinsip kerja potensial listrik.

Bab IIPembahasan2.1 Energi Potensial Listrik

Energy potensial listrik adalah energy yang diperlukan untuk memindahkan sebuah muatan. Suatu sistem yang bagian-bagiannya berinteraksi melalui gaya listrik, apabila konfigurasinya berubah yang ditandai dengan berubahnya energi potensial sistem dari energi potensial listrik awal (initial) UE,i ke energi potensial listrik akhir UE,f , maka hubungan antara kerja yang dilakukan oleh gaya listrik WE dan perubahan energi potensialnya adalah

UE = UE,f UE,i = WE (2.1.1)Sebagaimana kerja yang dilakukan oleh gaya konservatif lain, kerja oleh gaya listrik seperti dalam Persamaan (2.1.1 ) juga tidak bergantung dari lintasan (path independent). Usaha oleh gaya listrik sendiri, sebagaimana menghitung usaha secara umum, tak lain adalah

dengan posisi awal dan akhir dinyatkan dengan ri dan rf .

2.2 Pengertian Potensial Listrik Potensial listrik merupakan besaran scalar yang berkaitan dengan kerja dan energy potensial pada medan listrik. Potensial listrik juaga dapat diartikan sebagai kerja luar ynag yang dilakukan untuk memindahkan suatu muatan dari satu titik ke titik lain dalam medan listrik serta merupakan kuantitas sklar. aIb

IIgambar 2.2 Potensial ListrikPotensial listrik didefinisikan sebagai energi potensial per satuan muatan listrik. Dengan menggunakan definisi energi potensial sebelumnya, maka definisi potensial listrik menjadi Energi potensial listrik UE per satuan muatan listrik q dinyatakan sebagai potensial listrik V

yang memiliki satuan J/C (joule per coulomb) atau V (volt). Dengan demikian, dapat dituliskan bahwa

Oleh karena itu beda potensial listrik didefinisikan sebagai berikut

2.3 Potensial listrik dan medan listrik

Medan adalah ruang di sekitar benda dimana disetiap titik didalam ruang tersebut akan terpengaruh oleh gaya yang ditimbulkan oleh benda sehingga akan menghasilkan listrik maka disebut medan listrik Beda potensial antara dua titik rf dan rt dalam rnedan listrik E adalah

Jika rnedan listrik E adalah serba sarna dan besar perpindahan dl sama dengan d,rnaka persamaan (2.3.1) rnenjadi;

Atau

Mengingat potensial listrik adalah energi potensial tiap satu satuan muatan uji, maka pemilihan titik rujukan adalah bebas. Dengan demikian, umumnya, diambil bahwa Vi = 0. Akan tetapi ini bukan merupakan suatu keharusan.

2.4 Potensial listrik oleh satu titik muatan

Potensial listrik yang disebabkan oleh satu titik muatan dapat dihitung dengan menggunakan rumusan medan listrik oleh satu titik muatan seperti diberikan oleh Persamaan (6.2). Untuk mudahnya ambil bahwa posisi muatan sumber q terletak di pusat koordinat sehingga r = 0 dan d = , lalu gunakanPersamaan (8.11) sehingga dapat diperoleh bahwa

di mana telah diambil acuan bahwa potensial listrik pada posisi tak-hingga adalah nol, V = 0. Bila integral mengambil suatu acuan di mana pada r0V(r0) = V0maka Persamaan (8.12) akan memiliki bentuk yang lebih umum, yaitu

2.5 Potensial listrik oleh banyak muatan titikPotensial listrik V adalah besaran skalar, dengan demikian apabila di dalam ruang terdapat lebih dari satu muatan listrik (q1, q2, .., qN) maka potensial listrik pada suatu titik akibat semua muatan tersebut tak lain adalah penjumlahan skalar dari potensial listrik akibat masing-masing muatan pada titik yang ditinjau

Persamaan (8.15) sering dituliskan lebih sederhana menjadi

2.6 Potensial listrik akibat distribusi kontinu muatanDistribusi kontinu muatan, sebagaimana ia menimbulkan medan listrik, ia juga akan menimbulkan potensial listrik di sekelilingnya. Rumusan yang digunakan pun juga mirip, yaitu

di mana posisi elemen muatan dq adalah di ~r. Umumnya titik tempat potensial listrik akan ditinjau diambil pada pusat koordinat (~r = 0) sehingga Persamaan (8.19) akan menjadi

Tidak terdapat keharusan untuk menggunakan Persamaan (8.20) dalam menghitung potensial listrik akibat distribusi kontinu muatan listrik. Apabila medan listrik akibat distribusi tersebut telah diketahui, Persamaan (8.11) adalah cara yang lebih mudah. Baik Persamaan (8.20) maupun (8.20), perlu disadari bahwa keduanya secara tak langsung telah mengambil acuan bahwa pada jarak tak-hingga, potensial listrik adalah nol.

5