Pernahkah kamu tersengat listrik? Sengatan yang kamu rasakan dikarenakan adanya arus listrik yang mengalir ke tubuhmu. Dalam ilmu fisika ada dua macam jenis listrik yaitu listrik statis dan listrik dinamis. Sedangkan pada bahasan kali ini kita akan membahas tentang listrik statis.
Apa itu listrik statis?. Coba praktikan kegiatan berikut, sisirlah rambutmu kemudian dekatkan sisir yang kamu pakai tersebut ke tanganmu. Apa yang terjadi? Iya bulu halus rambut tanganmu akan berdiri. Nah contoh tersebut adalah salah satu contoh gejala kelistrikan. Contoh gejala kelistrikan dengan sisir tersebut adalah contoh listrik yang diam, atau listrik yang tidak mengalir sehingga dinamakan listrik statis. Atu contoh lain adalah ketika menyentu Generator Van de Graff, rambut kita akan berdiri tegak.
- Model atom
Suatu benda yang bermuatan listrik memiliki partikel terkecil atau atom yang tersusun atas proton neutron dan elektron, inti atom terdiri dari neutron dan proton, inti atom dikelilingi oleh eleh elektron – elektron. Proton adalah muatan listrik positif, neutron adalah muatan listrik netral dan elektron adalah muatan listrik negative.
Sebuah atom dikatakan netral apabila jumlah proton dan elektron sama, Adapun suatu atom dikatakan bermuatan negative apabila kelebihan elektron dan dikatakan atom bermuatan postif apabila kelebihan muatan proton.
- Interaksi muatan listrik
Dua benda yang memiliki muatan listrik berlawanan yaitu positif dan negative akan saling tarik menarik, sedangkan apabila bermuatan sama akan tolak-menolak.
Besar muatan suatu benda tergantung dari banyak atau sedikitnya benda kelebihan atau kekurangan elektron. Satuan untuk menyatakan banyak muatan suatu benda adalah Coulomb. Coulomb adalah nama seorang ilmuwan fisika yang berjasa dalam bidang kelistrikan, nama lengkapnya adalah Charles de Coulomb. Dalam percobaannya dengan sebuah alat yang dinamakan neraca puntir. Berikut adalah penampakan dari neraca puntir.
Charles de Coulomb menyimpulkan bahwa besarnya gaya tarik menarik atau tolak menolak dua buah muatan listrik berbanding lurus dengan besar kedua muatan tersebut dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya. Kesimpulan Coulomb di presentasikan dalam rumus di bawah ini :
Keterangan :
F = Gaya Coulomb (Newton)
Q1 dan Q2 =Muatan listrik (Coulomb)
K =Konstanta pembanding 9 x 109 Nm2/C2
r =Jarak antara kedua (Meter)
Contoh Soal :
- Dua muatan listrik masing-masing sebesar 2 x 10-9 C, dan 4 x 10-9 Jarak antara kedua muatan tersebut adalah 3 x 10-9m. Tentukanlah gaya Coulomb yang terjadi antar kedua muatan tersebut!
Penyelesaian :
Diketahui :
Q1 =2 x 10-9 C
Q2 =4 x 10-9 C
K = 9 x 109 Nm2/C2
R = 3 x 10-9m
Ditanya : gaya Coulomb antar kedua muatan (F)
Jawab :
- Induksi Muatan Listrik
Induksi adalah salah satu cara membuat membuat suatu benda memiliki muatan listrik, yaitu dengan menginduksikan benda bermuatan listrik dengan benda netral. Contoh Jika sebuah logam bermuatan didekatkan dengan logam benda yang tidak bermuatan , elektron-elektron pada logam netral tertarik oleh logam yang bermuatan positif. Dan beberapa elektron akan berpindah. Oleh karena logam netral tersebut kehilangan elektron maka sekarang logam tersebut bermuatan positif.
Cara induksi digunakan ilmuan untuk membuat alat pendeteksi muatan listrik. Alat tersebut dinamakan elektroskop. Elektroskop memiliki bagian-bagian seperti Kepala elektroskop, Karet, dan Daun elektroskop. Elektroskop terbuat dari logam yang tujuannya agar dapat menghantarkan muatan-muatan listrik ke ujung daun.
Terdapat sebuah alat yang digunakan untuk menghasilkan muatan listrik disebut mesin listrik. Mesin penghasil listrik ini dapat menghasilkan beda potensial lebih dari 10 megawatt dikenal dengan nama generator Van de Graff. Prinsip kerja mesin ini dalam menghasilkan muatan listri yaitu dengan cara digosok. Ketika generator Van de Graff ini diputar, batang politin pada bagian bawah akan bergesekkan dengan ban karet. Muatan negative dari politin akan berpindah ke ban karet sehingga memiliki banyak muatan negative dan selanjutnya muatan tersebut akan member muatan batang politin bagian atas, kemudian muatan tersebut disalurkan ke kubah logam yang berbentuk lingkaran. Sehingga saat kita menyentuh kubah logam tersebut rambut kita dapat berdiri tegak.
Nah itulah materi mengenai listrik statis, semoga bermanfaat dan terus belajar.