POTENSIAL LISTRIK

Beda potensial V_b — V_a didefinisikan sebagai negatif dan kerja per satuan muatan yang dilakukan oleh medan listrik ketika muatan uji bergerak dari titik a ke b. Untuk perpindahan tak hingga ditulis menjadi

Karena hanya beda potensial listrik sajalah yang dipandang penting, kita dapat menganggap potensial nol di semua titik yang kita inginkan. Potensial pada suatu titik adalah energi potensial muatan dibagi dengan muatan :

Satuan potensial dan beda potensial adalah volt (V) :

1 V + 1 J/C

Dalam hubungan satuan ini, satuan untuk medan listrik dapat dinyatakan

I N/C = 1 V/m

Satuan energi yang sesuai pada fisika atom dan nuklir adalah electron volt (eV), di mana energi  Potensial partikel muatan e di suatu titik potensialnya 1 volt. Elektron volt dihubungkan dengan joule oleh

1 eV = 1,6 x 10^-19 J

Potensial pada jarak r dari muatan q di pusat diberikan oleh di mana V₀ adalah potensial pada jarak takhingga dari muatan. Ketika potensial dipilih menjadi nol pada jarak takhingga, potensial akibat muatan titik adalah Untuk system muatan titik, potensial diberikan oleh di mana jumlah diambil untuk semua muatan dan r_io adalah jarak dari muatan ke i ke titik P di mana potensial dicari.

Energi potensial elektrostatik system muatan titik adalah kerja yang dibutuhkan untuk membawa muatan-muatan dari jarak takhingga ke posisi terakhir. Untuk distribusi muatan kontinu, potensial didapatkan dengan integrasi pada distribusi muatan. Pernyataan ini digunakan hanya jika distribusi muatan kontinu dalam volume berhingga sehingga potensial dapat dipilih nol pada jarak takhingga. Medan listrik mengarah ke arah pengurangan terbesar dari potensial. Komponen     dalam arah perpindahan     dihubungkan terhadap potensial akibat

Vektor yang menunjuk dalam arah perubahan fungsi potensial terbesar dan mempunyai jumlah sama dengan turunan fungsi terhadap jarak dalam arah tersebut gradien fungsi. Medan listrik   adalah negatif gradien potensia V. Dalam notasi vektor, gradien ditulis ∆V. Sehingga Untuk distribusi muatan simetri bola, potensial hanya berubah terhadap r , dan medan listrik dihubungkan dengan potensial akibat Dalam koordinat rectangular, medan listrik dihubungkan dengan potensial akibat Pada konduktor bentuk sembarang, densitas muatan permukaan σ paling besar pada ujung di mana jari-jari lengkungannya terkecil.

Jumlah muatan yang diletakkan pada konduktor dibatasi oleh kenyataan bahwa molekul udara menjadi terionisasi dalam medan listrik tinggi, dan udara menjadi konduktor — fenomena yang disebut kerusakan dielektrik, yang terjadi di udara pada kuat medan listrik E_maks = 3 x 10⁶ V/m = 3 MV/m. Kuat medan listrik di mana kerusakan dielektrik terjadi pada suatu material disebut kuat dielektrik material tersebut. Hasil pelepasan melalui udara penghantar disebut pelepasan busur.