Potensial Listrik
Diperkenalkan| English | Makna |
|---|---|
| volt/vəʊlt/ | Volt |
| electric potential/ɪˈlektrɪk pəˈtenʃl/ | Potensial Listrik |
| equipotential/ˌiːkwɪpəˈtenʃl/ | Permukaan Ekipotensial |
| gradient/ˈɡreɪdɪənt/ | Gradien |
"Ketinggian" lanskap listrik
- Bayangkan medan sebagai lanskap berbukit dan muatan sebagai bola.
- Potensial memberi tahu Anda "ketinggian" di setiap titik — energi per satuan muatan.
- Muatan $+$ menggelinding turun bukit (ke potensial rendah); muatan $-$ menggelinding naik bukit.
- Karena merupakan energi per muatan, ia adalah skalar — tidak perlu mengatur anak panah.
Volt: energi per muatan
- Potensial listrik $V$ adalah energi potensial per satuan muatan: $V = \dfrac{U}{q}$.
- Satuan-nya adalah volt (1 V $= 1$ J/C).
- Untuk muatan titik: $V = \dfrac{kQ}{r}$ — positif dekat $+$, negatif dekat $-$.
- Energi dari muatan yang ditempatkan di sana hanyalah $U = qV$.
Potensial listrik $V$ adalah:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$V = U/q$ — energi potensial per satuan muatan, dalam volt.
Skalar ditambah dengan cara mudah
- Potensial adalah skalar, sehingga banyak muatan cukup menambahkan nilai $V$ mereka.
- $V = \sum \dfrac{kQ_i}{r_i}$ — tanpa komponen, tanpa sudut.
- Inilah mengapa potensial sering kali lebih mudah dihitung daripada medan.
- Temukan $V$ di mana saja terlebih dahulu, lalu dapatkan medan darinya.
Potensial dari beberapa muatan dijumlahkan sebagai skalar sederhana — tidak perlu vektor.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$V$ adalah skalar: $V = \sum kQ_i/r_i$, cukup tambahkan angkanya.
Dua muatan memberikan $+50\ \text{V}$ dan $-20\ \text{V}$ di suatu titik. Temukan total $V$ (dalam V).
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Skalar ditambahkan: $50 + (-20) = 30\ \text{V}$.
Ekuipotensial memetakan medan
- Ekuipotensial adalah garis (atau permukaan) dengan $V$ konstan.
- Tidak ada usaha yang dilakukan saat memindahkan muatan sepanjang ekuipotensial.
- Ekuipotensial selalu tegak lurus terhadap garis medan.
- Untuk muatan titik, bentuknya lingkaran; untuk medan seragam, berupa garis sejajar.
Medan dan ekuipotensial
Lihat bagaimana garis-garis medan dari suatu muatan memotong ekuipotensial lingkarannya secara tegak lurus.
Permukaan ekuipotensial selalu ____ terhadap garis-garis medan listrik.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Garis-garis medan memotong ekuipotensial secara tegak lurus.
Medan adalah kemiringan potensial
- Medan mengarah ke arah turun, dari $V$ tinggi ke $V$ rendah.
- Besarnya adalah tingkat kemiringan: $E = -\dfrac{dV}{dx}$ (gradien).
- Ekuipotensial yang rapat menandakan kemiringan curam — artinya medan kuat.
- Jadi $E$ (vektor) dan $V$ (skalar) membawa informasi yang sama.
Di mana ekuipotensial terkonsentrasi rapat, medannya adalah:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Kemiringan potensial yang curam ($E = -dV/dx$) berarti medan yang kuat.
Pilih semua pernyataan benar tentang $V$ dan $E$.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$V$ skalar, $E$ vektor, $E = -dV/dx$. Tetapi $V=0$ TIDAK memaksa $E=0$.
Dua muatan menghasilkan $V = +30\ \text{V}$ dan $V = -12\ \text{V}$ pada suatu titik. Berapakah total potensialnya?
- Potensial adalah skalar, jadi tinggal dijumlahkan: $V = 30 + (-12)$.
- $V = +18\ \text{V}$ — tidak perlu vektor.
$V$ adalah skalar; $E$ adalah vektor. Keduanya tidak sama: pada titik tengah antara dua muatan berlawanan yang sama besar, $V = 0$ tetapi $E$ bukan nol. Jangan pernah berasumsi "$V=0$ berarti $E=0$".
Potensial listrik adalah energi per muatan, $V = U/q$ (volt), sebuah skalar yang dapat ditambahkan: $V = \sum kQ_i/r_i$. Ekuipotensial adalah permukaan $V$ konstan, tegak lurus terhadap medan, dan medan adalah kemiringan $E = -dV/dx$.