ELECTRICITY AND MAGNETISM: Energi Potensial Listrik

Definisi

Energi potensial adalah suatu energi yang terdapat pada benda diam, dan berpotensi menghasilkan energi karena kedudukan benda tersebut.

Energi potensial listrik merupakan sebuah usaha yang diperoleh dari gaya listrik atau energi yang dibutuhkan untuk memindahkan sebuah muatan dari satu titik ke satu titik yang lain. Energi potensial listrik termasuk dalam besaran skalar sehingga jika dalam suatu ruang terdapat beberapa sumber medan, maka energi potensialnya merupakan penjumlahan dari energi potensial masing-masing sumber.

Rumus

Keterangan:

Ep = energi potensial listrik (Joule)

k = konstanta (9x10⁹Nm₂)

q = muatan sumber (C)

q' = muatan uji (C)

r = jarak (m)

Contoh Soal

Soal 1

Titik A berjarak 1 m dari muatan +8μC, 2 m terhadap muatan −6μC, dan 3 m terhadap muatan −10μC. Tentukan energi potensial pada muatan −2μC yang diletakkan di titik A.

Pembahasan

Diketahui:
Q1 = +8μC = +8×10−6C
Q2 = −6μC = −6×10−6C
Q3 = −10μC = −10×10−6C
r1 = 1 m
r2 = 2 m
r3 = 3 m

Ditanya: EpA = ?

Jawab:

E p A = E p 1 + E p 2 + E p 3 = k q (Q 1 r 1 + Q 2 r 2 + Q 3 r 3) = (9 \times 109) \cdot (- 2 \times 10 - 6) \cdot (8 \times 10 - 6 1 + - 6 \times 10 - 6 2 + - 10 \times 10 - 6 3) = (- 18 \times 103) \cdot (8 \times 10 - 6 - 3 \times 10 - 6 - 10 3 \times 10 - 6) = - 30 \times 10 - 3 J = - 0, 03 J

James Prescott Joule

James Prescott Joule adalah seorang ilmuwan Inggris yang namanya diabadikan menjadi satuan energi Joule ini lahir di Salford, Lancashire, Inggris pada 24 Desember 1818. James Prescott Joule merumuskan Hukum Kekekalan , yaitu “Energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan.” Ia adalah anak seorang pengusaha bir yang kaya raya, namun sedikitpun ia tidak pernah merasakan pendidikan di sekolah hingga usia 17 tahun. Hal ini disebabkan karena sejak kecil ia selalu sakit-sakitan akibat luka di tulang belakangnya. Sehingga, ia terpaksa hanya tinggal di rumah sepanjang hari. Ia adalah seorang yang hobi fisika. Dengan percobaan ia berhasil membuktkan bahwa panas (kalori) tak lain adalah suatu bentuk energi. Dengan demikian ia berhasil mematahkan teori kalorik, teori yang menyatakan panas sebagai zat alir. Joule (simbol J) adalah satuan SI untuk energi dengan basis unit kg.m2/s2. Nama joule diambil dari penemunya James Prescott Joule. Joule disimbolkan dengan huruf J. Istilah ini pertama kali diperkenalkan oleh Dr. Mayer of Heilbronn.

Definisi satu joule lainnya yaitu pekerjaan yang dibutuhkan untuk memindahkan muatan listrik sebesar satu coulomb melalui perbedaan potensial satu volt, atau satu coulomb volt (simbol: C.V). 1 joule juga dapat didefinisikan sebagai pekerjaan untuk menghasilkan daya satu watt terus-menerus selama satu detik, atau satu watt sekon (simbol: W.s). Berkat penemuan-penemuannya Joule menerima Medali Emas Copley, menjadi anggota Royal Society –sebuah Lembaga Ilmu Pengetahuan Inggris yang pernah dipimpin Newton selama 25 tahun. Selain itu, Joule juga menjadi Presiden Asosiasi Kemajuan Ilmu Pengetahuan di Inggris. Namun, meskipun begitu kehidupan Joule sangat sederhana. Tidak seperti ayahnya yang kaya raya, Joule hidup miskin dan menghabiskan masa tuanya dalam penyesalan dan kekecewaan karena banyak penemuan ilmiah digunakan untuk berperang.