Pengertian dan Rumus Beda Potensial Listrik, Alat Ukur serta Contoh Soal Beda Potensial Listrik

Berikut ini merupakan pembahasan tentang beda potensial listrik, mulai dari pengertian beda potensial listrik, rumus beda potensial listrik, alat ukur beda potensial listrik, satuan beda potensial listrik, contoh soal beda potensial listrik dan satuan tegangan listrik.

Pengertian Potensial Listrik

Angkatlah sebuah beban yang terletak pada lantai setinggi h. Ketika kamu mengangkat beban tersebut, kamu mengeluarkan gaya untuk melawan gaya tarik gravitasi terhadap benda tersebut.

Besarnya gaya yang kamu berikan dikalikan perpindahan benda dari keadaan semula dalam hal ini ketinggian h dinamakan usaha. Usaha juga dapat dihitung dengan menghitung beda potensial ketika benda berada di atas lantai dan ketika benda berada pada ketinggian h.

Hal serupa terjadi ketika sebuah muatan uji +q yang berada dalam sebuah medan listrik dari sebuah muatan –Q digerakkan menjauhi muatan –Q. Karena antara kedua muatan ini saling menarik, diperlukan sebuah usaha untuk memindahkan muatan uji q tersebut.

Besarnya usaha dibagi besarnya muatan uji dinamakan beda potensial listrik. Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut.

Keterangan:
W = usaha (Joule)
v1 – v2 = beda potensial antara kedudukan 1 dan kedudukan 2 (volt atau Joule/Coulomb)
q = muatan listrik (Coulomb)

Contoh Soal Beda Potensial Listrik

Muatan listrik sebesar 40 C dipindahkan dari benda 1 menuju ke benda 2. Jika diketahui usaha untuk memindahkan benda tersebut adalah 120 J, hitunglah beda potensial listrik antara benda 1 dan benda 2!

Jawab:
q = 40 C
W = 120 J
Dv = .... ?
Dv = v1 – v2 = W/q
     = 120 J/40C
     = 3 J/C
Jadi, besarnya beda potensial adalah 3 volt.

Alat Ukur Beda Potensial Listrik

Mengapa arus listrik dapat mengalir? Perhatikan ketika kamu menjatuhkan benda dari ketinggian. Benda akan jatuh karena tertarik oleh bumi.

Benda yang terletak pada suatu ketinggian memiliki energi potensial. Berarti ada beda potensial antara benda yang terletak pada suatu ketinggian dengan titik acuan (bumi).

Bagaimana dengan arus listrik? Arus listrik pun dapat mengalir karena adanya beda potensial. Baterai dapat mengalirkan arus listrik karena baterai mempunyai beda potensial antara kedua kutubnya yaitu kutub positif dan kutub negatif.

Kutub positif mempunyai potensial lebih besar daripada kutub negatif. Dengan demikian, arus listrik pada baterai akan mengalir dari kutub positif ke kutub negatif.

Perbedaan potensial antara dua titik dalam suatu rangkaian dinamakan tegangan. Biasanya, baterai mempunyai tegangan yang tertulis pada bagian luarnya misalnya 1,5 V, artinya baterai tersebut mempunyai beda potensial antara kutub positif dan kutub negatif sebesar 1,5 V.

Seperti halnya arus listrik yang dapat diukur menggunakan amperemeter, tegangan (beda potensial) dapat juga diukur. Alat untuk mengukur beda potensial disebut voltmeter.

Ada perbedaan cara mengukur beda potensial dengan cara mengukur arus. Arus listrik diukur dengan merangkai amperemeter secara seri dalam suatu rangkaian, sedangkan mengukur beda potensial listrik dilakukan dengan merangkai voltmeter secara sejajar (paralel) dalam suatu rangkaian.

Untuk memahami cara mengukur beda potensial menggunakan voltmeter, mari kita lakukan kegiatan berikut!

Gambar: Voltmeter (Alat pengukur tegangan Listrik) dipasang paralel dalam rangkaian listrik

1. Rangkai peralatan seperti gambar di atas.

2. Tutuplah saklar pada rangkaian.

3. Perhatikan lampu pada rangkaian, apakah menyala?

4. Jika lampu menyala, hal ini menandakan bahwa arus listrik telah mengalir dalam rangkaian

5. Perhatikan voltmeter, apakah jarum penunjuk bergerak? Catatlah angka yang ditunjukkan oleh voltmeter tersebut.

Ketika saklar ditutup, lampu akan menyala. Pada keadaan ini, kamu dapat mengukur beda potensial dengan membaca angka yang ditunjukkan oleh jarum pada voltmeter.

Dapat disimpulkan bahwa beda potensial dapat diukur jika rangkaian dalam keadaan tertutup dan ada arus listrik yang mengalir dari sebuah sumber arus listrik misalnya baterai.

Tapi perlu diingat, voltmeter harus dirangkai secara paralel. Angka yang ditunjukkan oleh voltmeter merupakan beda potensial antara dua buah kutub.