4 energi & potensial
Post on 17-Feb-2016
251 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
MEDAN ELEKTROMAGNETIK
Drs Ir Moch Dhofir MT
ENERGI DAN POTENSIALGaya pada muatan Q karena medan listrik E
Kerja eksternal yg dilakukan sumber dr luar
TOTAL KERJA :
B
A
C
Q dL
E
AWALAKHIR
KERJA
SOAL :
PENYELESAIAN :
SOAL :
PENYELESAIAN :
Bagaimana dengan menggunakan persamaan parametrik untuk menyatakan kurve lintasannya?
HASILNYA SAMA, JADI E MEDAN KONSERVATIF
DEFERENSIAL PANJANG VEKTOR :
SOAL :
Tentukan kerja untuk membawa muatan positif Q apabila :
a) Melintasi lingkaran dengan jari-jari ρ1
b) Melintasi lintasan dalam arah radial dari a ke b seperti pada gambar berikut!
PENYELESAIAN :
Medan dari muatan garis ρL adalah :
KERJA MELALUI JALUR LINGKARAN :
KERJA MELALUI JALUR RADIAL :
Karena b > a maka ln(b/a) positif dan W negatif yg menyatakan indikasi bahwa sumber eksternal yang memindahkan muatan menerima energi.
Beda Potensial
KERJA DARI LUAR
BEDA POTENSIAL ADALAH KERJA PER SATU SATUAN MUATAN
VAB = VA - VB
CONTOH :
Kerja untuk membawa muatan Q dari ρ = b menuju ρ = a di sekitar muatan garis adalah :
BEDA POTENSIALρL
a
b
Q
BEDA POTENSIAL ANTARA TITIK A DAN B PADA JARAK RADIAL rA dan rB DARI MUATAN TITIK Q :
BILA rB > rA MAKA VAB POSITIF YANG MENGINDIKASIKAN BAHWA KERJA DILAKUKAN DARI LUAR
POTENSIAL• BEDA POTENSIAL (TEGANGAN) SELALU
ANTARA DUA TITIK• POTENSIAL SELALU DARI SEBUAH TITIK• POTENSIAL ANTARA TITIK A DAN B
DIMANA TERDAPAT TAHANAN R BISA DIKATAKAN TEGANGAN PADA R DAN BUKAN POTENSIAL PADA R
• BENAR BILA DIKATAKAN POTENSIAL PADA SALAH SATU KAKI TAHANAN R
• BERBICARA TENTANG POTENSIAL SEBUAH TITIK BERARTI HARUS BERBICARA TENTANG REFERENSI ATAU ACUAN NOL DARI TITIK ITU.
• ACUAN NON UNIVERSAL UMUMNYA DIGUNAKAN “GROUND” YANG BERARTI POTENSIAL PERMUKAAN BUMI.
• BILA DIKATAKAN POTENSIAL TITIK A ADALAH 10 kV, BERARTI POTENSIAL TITIK A TERHADAP GROUND ATAU TERHADAP PERMUKAAN BUMI.
• BISA DIKATAKAN BEDA POTENSIAL ANTARA TITIK A DAN SEMBARANG TITIK DI PERMUKAAN BUMI ADALAH 10 kV.
• BEDA POTENSIAL TIDAK TERGANTUNG PADA ACUAN YANG DIGUNAKAN, TETAPI POTENSIAL TERGANTUNG PADA ACUAN YANG DIGUNAKAN.
• POTENSIAL TITIK A SEBESAR 100 V TERHADAP ACUAN NOL DI TITIK G, TETAPI POTENSIAL TITIK A BISA SEBESAR -100 V TERHADAP TITIK ACUAN NOL LAIN MISIALNYA TITIK H.
G (0 V)H (200 V)
dg acuan titik G
A (100 V) dg acuan titik G
A (300 V) dg acuan titik H
VAG = VA – VG =100 V
VAH = VA – VH = 100 V
VHG = VH – VG = 200 V
VAB = -150 V (Tetap)
B (250 V) dg acuan titik G
B (450 V) dg acuan titik H
MEDAN POTENSIALPada kasus ini, beda potensial VAB tidak tergantung pada lintasan yang dipilih
Bila B berada jauh di tak hingga, maka VB = 0 dan digunakan sebagai acuan nol
MEDAN POTENSIAL
Arti fisis adalah besar kerja yg harus dilakukan untuk membawa muatan 1 C dari takberhingga ke titik r meter dari kedudukan muatan Q
Acuan nol berada di takberhingga
Pernyataan medan potensial tanpa memilih acuan nol (C1 dpt dianggap sbg sembarang acuan nol)
Medan potensial muatan titik di r yang berjarak Іr – r1І dari muatan Q1 pada r1
Q1
r1 r
r - r1 V(r)
MEDAN POTENSIAL MUATAN TITIK
MEDAN POTENSIAL n MUATAN TITIK
Q1=ρv(r1)∆v1
dQ=ρv(r1)dv
PERNYATAAN UMUM MEDAN POTENSIAL
GARIS
BIDANG
VOLUME
CONTOH :
Rumusan potensial dengan acuan nol ditakberhingga
Beda potensial
Untuk medan statik medankonservatif
Tidak berlaku untuk medan yang berubah terhadap waktu
HUKUM KIRCHHOFF TEGANGAN
0E
zyx
zyx
EEExxx
aaa
Medan Vektor :
E(x,y,z) = Ex ax + Ey ay + Ez az
Dikatakan konservatif apabila dipenuhi :
PERSYARATAN MEDAN KONSERVATIF
addLCONTOH :
ρ1
CC : ρ = ρ1
asinF
Hukum Kirchhoff Tegangan
Tidak ada kerja yang diperlukan untuk membawa muatan satuan dari A melalui R2 dan R3 dan kembali ke A melalui R1
Gradien Potensial
Pertambahan V maksimum terjadi apabila cosθ = -1 atau arah ∆L berlawanan dengan E
Bila arah ∆L berlawanan dengan E
Bila arah ∆L tegak lurus E
GRADIEN POTENSIALGaris medan listrik Bidang SepotensialTegak
Lurus
aN
Garis Sepotensial
Medan Dipole (Dwikutub)• Dwikutub listrik adalah dua muatan listrik
yang besarnya sama, tetapi tandanya berlawanan, yang berjarak kecil bila dibandingkan dengan jarak ke titik P dimana E dan V ditinjau
• Untuk mempelajari perilaku bahan dielektrik dalam medn listrik
• Sebagai pembenaran pemakaian metode bayangan
Medan Dipole (Dwikutub)
Kerapatan Energi dalam Medan Elektrostatik
Penempatan Q1 dalam ruang kosong tidak memerlukan kerja.
UNTUK SUSUNAN KABEL KOAKSIAL DENGAN PANJANG L
MELALUI KERAPATAN MUATAN RUANG ρv
Harus menjadikan ρs menjadi ρv = ρs/t dengan mengambil volume antara ρ = a – t/2 dan ρ = a + t/2 dan dengan menerapkan rumus energi :
HASILNYA SAMA
JOULE
JOULE/m3
KERAPATAN ENERGI
top related