Energi Potensial dan Potensial Listrik

Energi potensial listrik adalah energi yang dimiliki muatan akibat posisinya dalam medan listrik. Usaha untuk memindahkan muatan dari titik a ke titik b diberikan oleh:

Jika muatan uji dipindahkan dari tak berhingga ke jarak r, maka energi potensial listriknya adalah:

Potensial Listrik

Potensial listrik didefinisikan sebagai energi potensial per satuan muatan uji. Secara matematis:

Satuannya adalah Volt (V), yang setara dengan Joule per Coulomb.

Hubungan antara usaha, muatan uji, dan beda potensial adalah:

Potensial Listrik pada Berbagai Kasus

Dalam bola (r < R):

Permukaan bola (r = R):

Luar bola (r > R):

Jika terdapat medium dielektrik:

Kekekalan Energi Mekanik dalam Medan Listrik

Muatan yang bergerak dalam medan listrik mengalami perubahan energi potensial dan energi kinetik. Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa jumlah energi potensial dan energi kinetik selalu konstan:

EM = energi total

k = konstanta

r = jarak antara muatan

m = massa benda

v = kecepatan benda