Listrik Statis : Pengertian, Rumus, dan Contoh Soalnya
ittekcno.blogspot.com – pada artikel ini kita akan bersama – sama membahas dan mempelari tentang materi listrik statis. Apa itu listrik statis, bagaimana peranan listrik statis dalam kehidupan? Simak penjelasan berikut.
Pengertian Listrik Statis
Listrik statis adalah ketidakseimbangan muatan listrik dalam atau pada permukaan benda. Jenis listrik ini bukanlah listrik yang digunakan untuk menyalakan lampu atau menghidupkan tv tetapi merupakan jenis listrik yang tercipta pada saat muatan listrik terbentuk pada suatu benda.
Lebih dari 2500 tahun yang lalu seorang ilmuwan dari yunani bernama Thales menyelidiki tentang listrik. Dia mengamati peristiwa tertariknya bulu-bulu ayam pada batu amber yang telah digosok dengan kain wol. Dia menciptakan kata electricity yang berarti listrik untuk menamai batu amber tersebut.
Muatan listrik ada dua macam, yaitu muatan listrik positif dan negative. Muatan listrik posotif disebut proton dan disimbolkan dengan tanda positif (+). Muatan listrik negative disebut electron dan disimbolkan dengan tanda negative (-).
Sebutan muatan listrik adalah coulomb ©. Muatan listrik yang sejenis akan tolak-menolak sedangkan muatan tidak sejenis akan tarik-menarik. Besar muatan proton sama dengan electron yaitu 1,6 x 10-19 C, yang membedakan hanyalah jenis muatan keduanya.
Benda-benda yang dapat menghantarkan listrik disebut konduktor. Benda-benda yang tidak dapat menghantarkan listrik disebut isolator. Beberapa bahan konduktor dan isolator dapat dilihat dalam table berikut.
Selain bersifat konduktor dan isolator, ada benda-benda yang bersifat diantara kedua kategori tersebut contohnya silicon, germanium, dan arsen yang dapat bersifat konduktor maupun isolator tergantung pada suhunya. Benda-benda tersebut disebut semikonduktor.
Rumus Listrik Statis
Dua buah muatan listrik yang saling berdekatan akan mengalami interaksi, interaksi antar muatan listrik dapat berupa gaya tarik-menarik atau gaya tolak-menolak, muatan sejenis akan tolak-menolak, sedangkan muatan yang tidak sejenis akan tarik-menarik.
Besarnya gaya tarik atau gaya tolak antarmuatan telah diselidiki oleh Charles Augustin de Coulomb, seorang ilmuwan Prancis.
Hasil percobaan tersebut menyatakan bahwa peristiwa tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua muatan disebabkan oleh gaya. Gaya ini selanjutnya disebut sebagai gaya Coulomb. Persamaan gaya coulomb dituliskan sebagai berikut:
berdasarkan persamaan tersebut, besar gaya coulomb berbanding lurus dengan besarnya nilai kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan.
Istilah lain untuk gaya tarik atau gaya tolak antarmuatan ini disebut gaya elektrostatis. Peristiwa-peristiwa yang terjadi akibat gaya elektrostatis disebut sebagai listrik statis.
Contoh Gejala Listrik Statis
Pada umumnya benda bersifat netral. Benda netral memiliki jumlah proton sama dengan jumlah electron. Suatu benda netral dapat menjadi bermuatan listrik positif atau negative dengan cara melepas atau menangkap electron.
Hal ini dapa terjadi karena electron dapat begerak bebas di dalam atom. Benda yang kehilangan electron akan bermuatan positif karena jumlah electron berkurang, sedangkan jumlah proton tetap. Benda yang menangkap electron akan bermuatan negative karena kelebihan electron.
Baca Juga :
Pemberian muatan pada benda dapat dilakukan dengan berbagai cara, salah satunya dengan cara menggosok suatu benda dengan benda lain. Berikut beberapa contoh dari gejala listrik statis:
- Penggaris plastic digosokkan ke permukaan kain won atau kain biasa. Setelah beberapa detik, ternyata penggaris tersebut bisa menarik kertas yang telah dipotong kecil-kecil.
- Ketika kita mengambil baju yang baru saja disetrika kita akan mendengar bunyi percikan listrik kecil dan itu merupakan gejala listrik statis.
- Ketika kita mendekatkan tangan ke layar TV yang baru saja dimatikan, kita akan merasakan sensasi percikan-percikan listrik kecil.
- Balon yang sudah ditiup kita gosok-gosokkan di rambut dan dalam beberapa detik balon tersebut akan menarik rambut hingga berdiri dan menempel ke balon.
Contoh soal Listrik Statis dan Pembahasannya
Contoh soal 1 :
jawab :
penyelesaian :
Jadi, gaya coulomb antara kedua muatan sebesar 2 N
Catatan di soal nomor 1 :
- Di soal, g1 = -5, dan g2 = 4, namun setelah dimasuka kerumus, yang g1 berubah menjadi g1=5. Jadi perlu diingat kalau tanda negative dan positif itu bukan nilainya tapi jenis listriknya yaitu listrik bermuatan positif atau negative.
- Simbol yang berwarna merah dibaca “mu”, nilainya seperjuta.
- Perkalian bilangan berpangkat itu pangkatnya dijumlahkan, kalau pembagian pangkatnya dikkurangkan.
- Persamaan berwarna orange diubah dari persamaan yang berwarna biru.
Contoh soal 2 :
a. Hitunglah besar gaya coulomb yang dialami kedua muatan tersebut.
b. Apakah kedua muatan tarik-menarik atau tolak menolak ? Jelaskan!
Jawab :
Jadi, gaya coloumb antar kedua muatan sebesar 72 N
b. Karena kedua muatan merupakan muatan yang sejenis maka gaya yang dihasilkan adalah gaya tolak-menolak.
Manfaat Listrik Statis Dalam Kehidupan
Apa saja manfaat listrik statis dalam kehidupan kita? Dalam keseharian, kita sering memanfaatkan listrik statis untuk beberapa contoh manfaat listrik statis di dalam kehidupan sehari-hari.
Mesin fotokopi
Bagian utama dari mesin fotokopi adalah pelat konduktor yang tidak bisa menghantarkan listrik serta berada di ruang gelap. Jika terkena cahaya, pelat tersebut baru dapat menghantarkan listrik. Awalnya, pelat konduktor diinduksi terlebih dahulu dengan menggerakkan beberapa kawat bermuatan listrik negative yang mengakibatkan muatan positif terbentuk di permukaan pelat.
Saat kertas terkena sinar, pantulan cahaya mengenai pelat foto, muatan listrik pun terbentuk pada kertas yang akan di fotokopi. Selanjutnya tinta yang punya muatan negative disemprotkan di pelat dan di pindahkan ke kertas lain sembari di panaskan agar tinta menempel kuat.
Cat semprot
Di dalam kehidupan sehari-hari, listrik statis sering dimanfaatkan untuk pengecetan mobil. Pada saat cat disemprotkan, butiran halus yang ada pada cat akan bergesekkan dengan udara sehingga memiliki muatan listrik.
Sementara itu, permukaan mobil yang akan dicat akan diberikan muatan yang berlawanan dengan butiran cat. Hal ini dilakukan agar cat langsung tertarik ke permukaan mobil dan menempel dengan sempurna. Metode mengecet dengan cara ini jauh lebih efisien, efektif dan hemat biaya.
Bahaya Listrik Statis
Selain memberikan manfaat, listrik statis juga bisa menimbulkan bahaya. Berikut Ini beberapa contoh dampak negative/ bahaya dari listrik statis.
Petir merupakan salah satu contoh listrik statis dalam kehidupan sehari-hari. Petir bisa terjadi karena adanya perpindahan electron, ketika awan dalam keadaan kelebihan electron maka muncullah percikan-percikan yang disebut petir.
Karena kelebihan electron dan electron-elektron itu harus disalurkan, maka petir pun muncul mengarah ke daerah yang elektronnya lebih sedikit. Itulah mengapa petir suka menyembar pada tempat-tempat yang tinggi.
Karena berbahaya dan sering menyambar tempat-tempat tinggi banyak bangunan-bangunan tinggi yang memasang penangkal petir.
Fungsi dari penangkal petir adalah membuat jalan yang sesingkat-singkatnya agar muatan listrik dapat berpindah ke tanah dengan aman tanpa membuat kerusakan terhadap objek yang dilewatinya.
Ban yang bergesekan dengan jalan juga sangat berbahaya. Ban yang bergesekan dengan jalan menimbulkan muatan negative sedangkan logam yang letaknya dekat dengan ban mungkin saja mengandung muatan positif akibat adanya induksi.
Apabila muatan yang berlawanan tersebut bertemu maka akan menghasilkan percikan api, oleh sebab itu, truk yang mengangkut bahan bakar minyak atau gas yang mudah terbakar umumnya dipasangi potongan logam guna menetralkan muatan positif yang ada di badan truk.
Demikianlah pembahasan singkat mengenai listrik statis. Semoga kalian dapat memahami apa sebenarnya yang dimaksud dengan listrik statis, semoga bermanfaat.
Terima kasih.