LISTRIK STATIS

 LISTRIK STATIS

A. Pengertian Listrik Statis

     Listrik statis adalah keadaan di mana muatan listrik terakumulasi pada suatu objek tanpa mengalir melalui suatu rangkaian. Listrik statis terjadi ketika adanya ketidakseimbangan muatan positif dan negatif pada objek, yang dapat terjadi akibat gesekan antara dua objek atau perpindahan elektron antara mereka.

    Secara umum, listrik statis adalah kumpulan dari muatan listrik dalam jumlah yang tetap atau keseimbangan muatan listrik di suatu benda. Seperti halnya saat menggosokkan penggaris plastik ke rambut, penggaris ini akan bermuatan negatif, sementara rambut akan bermuatan positif.

    Listirk statis memiliki muatan listrik yang tidak merata dalam pendistribusian di dipermukaan objek. Listrik statis dapat bermuatan positif dan negatif yang saling menarik, kemudian menciptakan medan listik di sekitarnya.

Perlu diketahui, ketika muatan elektron berpindah, maka kedua benda akan mengalami kelebihan elektron sehingga bermuatan negatif, atau kebalikannya menjadi kekurangan elektron sehingga bermuatan positif. Perbedaan sifat muatan inilah (negatif dan positif) kedua benda menjadi saling tarik-menarik.

B. Penyebab Listrik Statis

1. Penggosokan

Ada beberapa bahan lain yang jika digesekkan dapat menghasilkan listrik statis, yaitu :

2. Konduksi

Penyebab selanjutnya yaitu karena benda yang bermuatan listrik didekatkan (biasanya tanpa menyentuh) dengan benda yang tidak bermuatan listrik atau disebut dengan konduksi. Melalui konduksi, benda yang mempunyai muatan listrik pun menjadi bermuatan listrik.

3. Induksi

Listrik statis juga dapat disebabkan oleh proses induksi yaitu proses memisahkan muatan listrik di dalam suatu konduktor atau penghantar. Dimana benda yang bermuatan listrik didekatkan ke benda lain yang berada dalam kondisi netral. Kamu bisa membuktikannya dengan menyelidiki suatu benda menggunakan elekstroskop.

4. Muatan Listrik

Pada mulanya Demokritus (filsuf asal Yunani) mengemukakan gagasan bahwa suatu benda tersusun oleh partikel sangat kecil yang tidak dapat dibagi-bagi lagi yang disebut oleh atom. 

Dalam perkembangan zaman, para ilmuwan menemukan bahwa ternyata dalam atom masih ada partikel-partikel lain yang dimulai dari :

1. JJ Thomson (1856-1940) menemukan muatan positif (proton) dan muatan negatif (elektron) dan menganggap atom berbentuk seperti bola kismis.

2. E. Rutherford menemukan bahwa sebagian besar massa atom terdapat di pusatnya yang disebut inti atom, serta elektron bergerak mengelilingi inti tersebut..

3. Niels Bohr (1885-1962) menemukan spektrum atom hidrogen

4. James Chadwick (1891-1974) berhasil menemukan partikel lain di dalam inti atom yang memiliki massa hampir sama dengan massa proton tapi tidak bermuatan yang kemudian disebut dengan neutron.

Muatan listrik adalah muatan yang dimiliki oleh partikel penyusun atom. Jika kamu belum tau, atom terdiri dari proton (muatan positif), elektron (muatan negatif), dan neutron (tidak bermuatan/netral). Nah, benda-benda yang mempunyai muatan listrik sejenis seperti positif dengan positif atau negatif dengan negatif, maka akan saling tolak-menolak ketika didekatkan. Sedangkan, benda-benda yang muatan listriknya berbeda maka akan saling tarik-menarik ketika didekatkan.

Catatan:

● Muatan positif → jumlah proton > jumlah elektron

● Muatan negatif → jumlah elektron > jumlah proton

● Netral (tidak bermuatan) → jumlah proton = jumlah elektron

C. Rumus Listrik Statis

Rumus Listrik Statis

Dalam listrik statis, ada beberapa rumus yang digunakan dan perlu kamu pahami, di antaranya yaitu:

1. Hukum Coulomb

Jika sebelumnya kamu belajar tentang hukum Ohm, nah pada listrik statis kamu akan mempelajari terkait hukum Coulomb. Hukum ini berbunyi “Gaya listrik antara dua benda bermuatan sebanding dengan muatan masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dua benda tersebut.”

Dari gambar di atas, kita bisa melihat bahwa kedua muatan yang sejenis maupun tidak sejenis masing-masing akan menimbulkan gaya listrik antara keduanya. Nah, besar gaya listrik yang terjadi antara dua benda bermuatan ini disebut dengan gaya Coulomb yang dirumuskan melalui persamaan:

Poin-poin hukum Coulomb:

● Berlaku pada partikel-partikel bermuatan listrik.

● Semakin besar muatan listrik keduanya, semakin besar gaya listriknya.

● Semakin kecil jarak kedua benda, semakin besar gaya listriknya.

2. Medan Listrik

Selain gaya Coulomb, dalam listrik statis juga ada yang namanya medan listrik atau ruang di sekitar benda bermuatan listrik yang dipengaruhi oleh gaya listrik. Medan listrik ini digambarkan dengan garis-garis gaya listrik dan arahnya dari kutub positif ke kutub negatif. Semakin besar medan listrik, maka akan semakin rapat garis-garis gaya listriknya.

Jika diperhatikan, arah medan listrik muatan positif bergerak keluar dari muatan sumber. Sedangkan, arah medan listrik muatan negatifnya bergerak masuk ke dalam. Untuk menghitung medan listrik, kamu bisa menggunakan rumus berikut:

i

3. Beda Potensial

Pada materi listrik dinamis kemarin kamu sudah mempelajari tentang beda potensial, nah kali ini pada listrik statis pun kamu juga akan bertemu lagi dengan beda potensial. Tidak ada perbedaan makna, namun rumus yang digunakan sedikit berbeda, yaitu:

4. Energi Listrik

Seperti dengan beda potensial, dalam listrik statis juga terdapat energi listrik. Energi ini dibutuhkan untuk memindahkan muatan listrik dari satu titik ke titik lainnya seperti pada listrik dinamis. Berikut rumus yang bisa digunakan:

5. Kapasitor

Kapasitor yang merupakan salah satu peralatan listrik untuk menyimpan energi dalam waktu singkat serta dibebaskan dengan cepat. Besarnya kapasitas kapasitor ini bisa kamu hitung dengan menggunakan rumus:

D. Manfaat Listrik Statis

Manfaat listrik statis bagi kehidupan kita sehari-hari, di antaranya yaitu:

1. Cat semprot

Gesekan pipa semprot dari cat dan udara dapat menyebabkan listrik statis. Butiran cair dari aerosol akan menjadi muatan dan dapat tertarik ke badan benda jika benda yang akan dicat diberi muatan juga.

2. Printer laser

Bagian drum photoreceptorp dari printer laser jika diberi muatan positif dan berputar, maka bagian laser yang bersinar akan melintasi permukaan yang tidak bermuatan dan menggambar pada kertas yang bermuatan negatif.

3. Penangkal petir

Cara penangkal petir melindungi gedung dari bahaya tersambar petir yaitu: (a) lompatan elektron dari awan mengalir melalui penangkal petir dan masuk ke tanah; dan (b) molekul udara bermuatan listrik positif yang berkumpul di sekitar ujung runcing penangkal petir akan mengalir ke luar, sehingga meminimalisir terjadinya sambaran petir.