Pengertian dan Rumus Energi Potensial Listrik beserta Contoh Soalnya

Ilustrasi pengertian dan rumus energi potensial listrik. Sumber: Pixabay/Couleur

Pengertian dan rumus energi potensial listrik, dapat ditemui dalam pembelajaran Fisika tentang energi potensial, yang dimiliki oleh suatu objek sebagai akibat posisi atau kedudukan benda tersebut.

Energi potensial listrik adalah energi yang disebabkan oleh partikel-partikel bermuatan listrik bergerak di dalam medan listrik, berubah menjadi gaya, sehingga mampu untuk memindahkan muatan listrik.

Pengertian dan Rumus Energi Potensial Listrik

Ilustrasi pengertian dan rumus energi potensial listrik. Sumber: Pixabay/Pexels

Pengertian energi potensial listrik adalah besarnya energi untuk memindahkan muatan dari satu titik ke titik tertentu. Besarnya energi potensial listrik tiap satuan muatan biasa disebut dengan potensial listrik.

Dikutip dalam buku Medan Elektromagnetik oleh Dr. Indri Dayana, M.Si (2008: 29) energi potensial listrik dapat terjadi jika sebuah partikel bermuatan bergerak dalam suatu medan listrik. Saat itulah medan listrik akan mengarahkan gaya, lalu melakukan kerja terhadap partikel tersebut. Inilah yang disebut dengan energi potensial. Rumus energi potensia listrik adalah :

• Ep= k {(Q.q)/r}

Keterangan:

• Ep: Energi potensial (Joule).

• k: Konstanta Coulomb (9 x 10^9 N.m2/C2).

• Q: Muatan sumber ayai muatan listrik yang menimbulkan medan listrik (Coulomb).

• q: muatan uji atau muatan listrik yang mengalami perpindahan dalam medan listrik (Coulumb).

• r: Jarak muatan dari q ke Q (m).

Selain itu terdapat rumus usaha (W) dalam energi potensial listrik yaitu sebagai berikut:

• W = -k Q.q(1/r1 - 1/r2)= k Q.q(1/r2 - 1/r1)

• W = k Q.q(1/r2 - 1/r1) = Δ EP = EP2 – EP1

Contoh Soal Energi Potensial Listrik

Ilustasi contoh soal energi potensial listrik. Sumber: Pixabay/Markusspiske

Setelah mengetahui pengertian dan rumus energi potensial listrik. ketahui juga contoh soal berikut ini beserta pembahasannya.

Contoh 1

Muatan A yang besarnya 10 μC terpisah sejauh 20 cm dengan muatan B yang besarnya 15 μC. Tentukan besarnya energi potensial yang dihasilkan jika muatan B bergerak menuju muatan A!

Diketahui:

• Q = 10 μC = 10^5 C

• q = 15 μC = 15 × 10^6 C

• r = 20 cm = 0,2 m

Ditanya:

• Ep =…?

Jawab:

• Ep= k {(Q.q)/r}

• EP= 9 x 10^9 Nm2/C2 {(10^5 C x 15 × 10^6 C)/ 0,2 m}

• Ep= 9 x 10^9 Nm2/C2 (75 x 10^11 )

• Ep= 6,75 J

Jadi energi potensial listrik yang dihasilkan jika muatan B bergerak menuju muatan A yaitu 6,75 J.

Contoh 2

Diketahui dua buah muatan A dan B memiliki jarak sebesar 2 meter. Muatan A memiliki q sebesar 10 μC, sementara muatan B memiliki q sebesar 4 μC. Berapa perubahan energi potensial muatan B ketika bergerak ke muatan A?

Diketahui:

• Q = 10 μC = 10 x 10^6 C,

• q = 4 μC = 4 × 10^6 C

• k = 9 x 10^9 Nm2/C2

• r= 2 m

Ditanya:

• Ep =…?

Jawab:

• Ep= k {(Q.q)/r}

• EP= 9 x 10^9 Nm2/C2 {(10 x 10^6 C x 4 × 10^6 C)/ 2 m}

• Ep= 9 x 10^9 Nm2/C2 (2 x 10^11 )

• Ep= 0,18 J

Jadi energi potensial listrik yang dihasilkan jika muatan B bergerak menuju muatan A yaitu 0,18 J.

Contoh 3

Muatan titik 5 μC digeser posisinya dari 4 m menuju 2 m yang diukur terhadap muatan titik lainnya -25 mC. Tentukan usaha yang diperlukan untuk pemindahan posisi ini!

Diketahui:

• Q= 5 μC = 5 x 10^6 C

• q= 25 mC= 25 x 10^3 C

• r1= 4 m

• r2= 2 m

Ditanyakan:

• W?

Jawab:

• W= -k Q.q(1/r1 - 1/r2)

• W= -9 x 10^9 Nm2/C2 x 5 x 10^6 C x 25 x 10^3 C (1/2 – ¼)

• W= 281,25 J

Jadi usaha yang diperlukan untuk berpindah posisi yaitu 281,25 J.

Baca juga: 7 Contoh Energi Potensial dalam Kehidupan Sehari-hari

Dengan mengetahui pengertian dan rumus energi potensial listrik beserta contoh soal di atas, semoga ulasan ini dapat menjadi sumber referensi belajar pembaca. (MRZ)