Dokumen tersebut membahas tentang energi potensial dan potensial listrik, termasuk rumus dan contoh penerapannya seperti generator Van de Graff dan electrostatic precipitator."
3. ENERGI POTENSIAL
Energi
Potensial
suatu
muatan di suatu titik adalah
usaha untuk memindahkan suatu
muatan uji dari tempat yang
jauh tak terhingga ke suatu
tempat
di
sekitar
muatan
sumber.
Makin dekat jarak antara
dua muatan, maka makin besar
5. POTENSIAL LISTRIK
Potensial listrik adalah
besarnya usaha yang diperlukan
untuk memindahkan satu satuan
muatan listrik dari tak terhingga ke
titik tersebut.
V = Potensial listrik (Volt)
Ep = Energi potensial (Joule)
6. Jika energi potensial pada
muatan uji q0 yang berada
pada jarak r dari muatan q
adalah
Maka potensial listrik di
titik itu adalah
7. Untuk membedakan antara potensial
listrik oleh muatan negatif dan potensial
listrik oleh muatan positif, maka potensial
listrik diberi tanda sesuai jenis muatan
sumbernya itu. Satuan SI untuk potensial
listrik adalah Joule (J) atau Coloumb (C)
atau Volt (V)
8. POTENSIAL LISTRIK OLEH MUATAN MAJEMUK
J i k a
s e b u a h
d i p e n g a r u h i
s a t u
t i t i k
l e b i h
d a r i
s u mb e r ,
mu a t a n
b e r l a k u
p r i n s i p
s u p e r p o s i s i .
V
∑V
t o t a l
= V
1
+ V
2
+ V
3
+ … +V
n
=
n
m u a t a n -m u a t a n
J i k a
s u mb e r
i t u
q ,q ,q ,……………q
9. Potensial listrik oleh bola konduktor
bermuatan homogen
J i k a
s e b u a h
b o l a
(d a l a m n y a
k o n d u k t o r
b e r o n g g a )
d i b e r i
mu a t a n
h o mo g e n ,
k o n d u k t o r
b e r s i f a t
e q u i p o t e n s i a l .
Po t e n s i a l
s e mb a r a n g
b o l a
y a n g
i t u
l i s t r i k
t i t i k
k o n d u k t o r
d i
d i
d a l a m
b e r mu a t a n
b e r j a r i -j a r i
R
q
d a p a t
10. Un t u k
t i t i k
k o n d u k t o r
y a n g
d a r i
p u s a t
y a n g
b e r j a r a k
b o l a
b o l a
b o l a
p o t e n s i a l
a d a l a h :
d i
l u a r
b e r j a r a k
r
k o n d u k t o r
R d a r i
p u s a t
k o n d u k t o r ,
l i s t r i k n y a
>
r
R
12. GENERATOR VAN DE GRAFF
¤
Generator
listrik
adalah
sebuah
alat
yang
memproduksi energi listrik dari sumber energi
mekanikal
¤
Pada tahun 1929 Robert J. Van de Graff (1901-1967)
menggunakan prinsip tersebut untuk merancang
dan membuat sebuah generator elektrostatik.
¤
Jenis
generator
ini
penelitian fisika nuklir.
banyak
digunakan
pada
18.
Terdapat dua jenis electrode, yaitu discharge
electrode yang bermuatan negatif (-) dan
collector plate electrode bermuatan positif
(+).
Discharge electrode diletakkan diantara
collector plate pada jarak tertentu (jarak
antara discharge electrode dengan collector
plate).
Discharge electrode diberi listrik arus searah
(DC) dengan muatan minus pada level tegangan
antara 55 – 75 kV DC (sumber listrik awalnya
adalah 380 volt AC, kemudian dinaikkan oleh
transformer menjadi sekitar 55 – 75 kV dan
diubah menjadi listrik DC oleh rectifier,
diambil hanya potensial negatifnya saja).
Collector plate ditanahkan (di-grounding)
Secara sederhananya, kerja generator Van De Graff yaitu apabila ujung runcing H dihubungkan dengan tegangan tinggi searah 2 x 104 V atau 20kV, mengandung muatan positif yang besar. Ujung runcing H bersentuhan dengan sabuk yang digerakkan oleh motor penggerak atau engkol tangan yang terhubung melalui roller F. gesekan antar sabuk dan ujung runcing H bermuatan positif menyebabkan elektron-elektron (muatan negative) dari sabuk ditarik ke ujung runcing H. ini menyebabkan sabuk kiri yang tadinya netral akan mengandung sejumlah besar muatan positif. Sabuk ini bergerak membawa muatan positif menuju ke kubah setengah bola yang ditopang oleh sepasang tiang berisolasi. Saat melewati ujung runcing G sabuk meninduksikan muatan pada konduktor ini yang karena ujungnya runcing, menimbulkan intensitas medan yang tingginya cukup untuk menionisasi udara antara ujung runcing dan sabuk. Maka udara yang terionisasi ini menjadi “jembatan” penghantaran bagi muatan positif pada sabuk guna dapat mengalir ke konduktor A. Sehingga fungsi dari ujung runcing G yang terdapat dalam kubah ialah mengumpulkan muatan positif dari sabuk, dan memindahkannya ke permukaan luar kubah. Sebagai hasilnya pada kubah terkumpul muatan positif yang sangat besar. Ketika meninggalkan katrol E, sabuk itu menjadi bermuatan negative dan sisi kanannya mengangkut muatan negative ini ke luar dari terminal atas. Pengambilan muatan negatif ekuivalen dengan penambahan muatan positif, sehingga kedua sisi sabuk berperan menaikan muatan netto positif terminal A. Muatan negatif terambil dari sabuk pada ujung runcing H, lalu mengalir ke tanah.
Pengumpulan muatan pada kubah tidak dapat berlanjut tanpa batas, karena akhirnya pelepasan muatan akan terjadi di udara. Untuk memahami hal ini, perhatikan bahwa lebih banyak muatan terkumpul pada permukaan luar kubah, besar medan listrik pada kubah juga meningkat. Akhirnya, kekuatan medan lsitrik menjadi cukup untuk mengionisasi sebagian molekul udara di dekat permukaan kubah. Ini membuat sebagian udara bersifat konduksi (dapat menghantarkan muatan listrik). Muatan-muatan pada kubah sekarang memilki jalan untuk bocor menuju udara di sekitarnya. Pelepasan muatan ke udara ini dapat menimbulkan ”ledakan petir”.\
1. Melewatkan gas buang (flue gas) melalui suatu medan listrik yang terbentuk antara discharge electrode dengan collector plate, flue gas yang mengandung butiran debu pada awalnya bermuatan netral dan pada saat melewati medan listrik, partikel debu tersebut akan terionisasi sehingga partikel debu tersebut menjadi bermuatan negatif (-).2. Partikel debu yang bermuatan negatif (-) selanjutnya menempel pada pelat-pelat pengumpul (collector plate). Debu yang dikumpulkan di collector plate dipindahkan kembali secara periodik dari collector plate melalui suatu getaran (rapping). Debu ini kemudian jatuh ke bak penampung (ash hopper), dan dipindahkan (transport) ke flyash silo dengan cara dihembuskan (vacuum).