Pengertian Listrik Statis
Listrik statis adalah kumpulan muatan listrik dalam jumlah tertentu yang tetap (statis),
ketidakseimbangan muatan listrik di dalam atau permukaan benda. Muatan
listrik akan tetap ada sampai benda kehilangan dengan cara sebuah arus
listrik melepaskan muatan listrik.Disimpulkan dari
hal ini bahwa listrik statis berhubungan dengan gejala kelistrikan yang
diam alias tidak mengalir. Listrik statis tidak bisa mengalir dari satu
tempat ke tempat lain atau hanya bisa ada sekejap pada suatu tempat,
berbeda dengan Listrik Dinamis.
Konsep Dasar Listrik Statis
Kejadian
seperti kenapa potongan kertas kecil bisa berinteraksi dengan penggaris
yang telah digosok-gosok bisa dijelaskan dengan konsep dasar listrik
statis (muatan listrik) ini. Karena berbicara mengenai listrik tentu
tidak akan lepas dari muatan listrik, listrik statis (electrostatic) membahas muatan listrik yang ada dalam keadaan statis (diam).
Benda yang mempunyai muatan yang sejenis akan saling tolak-menolak
ketika didekatkan satu sama lain, sebaliknya benda yang mempunyai muatan
yang berbeda akan saling tarik-menarik. Interaksi yang terjadi antar
muatan listrik bisa dijelaskan dengan Gaya Coulomb,
Induksi Listrik
Kamu telah mengetahui bahwa sebuah benda dapat bermuatan listrik
dengan cara digosok. Selain digosok, sebuah benda dapat bermuatan dengan
cara induksi. Bagaimana terjadinya induksi listrik?
Gambar di atas memperlihatkan sebuah batang P yang tidak bermuatan
(netral). Terlihat bahwa jumlah elektron dan jumlah protonnya sama.
Ketika sebuah batang Q yang bermuatan negatif didekatkan pada ujung B,
muatan-muatan pada batang P akan bereaksi. Semua muatan negatif akan
menolak muatan negatif yang berasal dari batang Q, sedangkan semua
muatan positif akan tertarik oleh batang Q. Hal ini sesuai dengan
sifat elektron yang akan saling menolak jika muatannya sama dan akan
saling menarik jika muatannya berbeda.
Muatan negatif batang P akan berkumpul di ujung A dan muatan positif
akan berkumpul di ujung B. Jika ujung A batang P didekatkan pada
elektroskop, apa yang terjadi? Keping yang terdapat pada elektroskop
pasti akan membuka karena memperoleh muatan sejenis yaitu muatan negatif
dari ujung A batang P. Peristiwa ini disebut sebagai induksi listrik.
Medan Listrik
Suatu muatan listrik dikatakan mempunyai medan listrik. Medan listrik adalah
daerah di sekitar benda yang bermuatan listrik yang masih mengalami
gaya listrik. Atau bisa disebut medan listrik adalah suatu daerah dimana
gaya listrik masih bekerja. Medan listrik merupakan efek yang timbul oleh muatan listrik dalam suatu benda.
Arah medan listrik dari sebuah benda bermuatan listrik bisa digambarkan dengan garis-garis gaya listrik. Sebuah muatan positif mempunyai garis gaya listrik menjauhi (keluar) dari muatan tersebut. Dan sebuah muatan negatif mempunyai garis gaya listrik mendekati (masuk) muatan negatif.
Penerapan Listrik Statis
Listrik statis juga dapat dihasilkan dengan menggunakan generator
listrik statis. Contoh generator listrik statis adalah generator Van de
Graaff (gambar berikut).
Generator Van de Graaff menghasilkan listrik statis yang besar dengan
metode gesekan. Gesekan antara silinder logam bawah dengan sabuk karet
menimbulkan muatan listrik negatif pada sabuk karet. Gesekan antara
silinder politen atas dengan sabuk karet menimbulkan muatan positif pada
sabuk karet. Jadi, gerak sabuk karet ke atas selalu membawa muatan
listrik negatif dan gerak ke bawah selalu membawa muatan listrik
positif. Muatan listrik negatif menempati permukaan luar bola yaitu
kubah. Di dalam bola tidak ada muatan listrik. Karena sabuk karet
terus bergerak, maka muatan listrik negatif pada kubah terus bertambah.
Muatan listrik positif pada sabuk karet bawah mengalir ke tanah,
sehingga muatan ini dinetralkan oleh muatan listrik dari tanah.
Contoh penerapan listrik statis antara lain sebagai berikut.
a. Pengendap elektrostatis pada cerobong asap, fungsinya membersihkan
gas buang yang keluar melalui cerobong asap agar tidak mengandung
partikel-partikel pencemar.
b. Pengecatan mobil, penggunaan penyemprot cat elektrostatis.
c. Mesin fotokopi (selain menerapkan konsep optik).
d. Petir
Petir merupakan fenomena listrik statis yang sering terjadi pada waktu
hujan badai. Awan badai terbentuk oleh uap air, debu, garam dari lautan,
dan bahan-bahan lainnya. Di dalamnya arus udara mengalir dengan kencang
sehingga menyebabkan partikel-partikel di dalam awan tersebut tersebut
saling bertabrakan. Pada peristiwa tabrakan itu terjadi pelepasan
elektron antara partikel yang satu dengan partikel yang lain. Partikel
yang kehilangan elektron akan bermuatan positif sedangkan partikel yang
menerima elektron akan bermuatan negatif. Para ilmuwan belum mengetahui
secara pasti mengapa partikel yang relatif lebih berat cenderung
bermuatan negatif dan partikel yang lebih ringan cenderung bermuatan
positif. Hal inilah yang menyebabkan pada bagian bawah awan berkumpul
partikel bermuatan negatif dan pada bagian atas awan berkumpul partikel
bermuatan positif.
Selama hujan badai terjadi, bumi yang bermuatan positif akan menarik
awan yang bermuatan negatif ke bawah. Pada proses ini muatan akan
mencari proses penyaluran yang paling pendek, yaitu tempat-tempat yang
paling dekat dengan awan, seperti gedung-gedung tinggi, pohon,
dan antena pemancar. Ketika terjadi petir, suhunya dapat mencapai ribuan
derajat Celsius dan mengandung energi ribuan mega volt. Kekuatan petir
dapat menghancurkan gedung, membunuh hewan dan manusia, serta
dapat memusnahkan pohon menjadi serpihan-serpihan. Untuk melindungi
gedung-gedung pencakar langit dari petir, Benjamin Franklin, ilmuwan
abad ke-17, memprakarsai pembuatan penangkal petir. Saat ini para
ilmuwan banyak melakukan eksperimen untuk memanfaatkan energi listrik
dalam petir yang sangat besar.
Hukum Coulumb Berbicara dengan listrik statis maka tidak akan lepas dengan hukum coulomb berikut adalah pembahasannya.
Menurut
coulomb dua muatan yang berdekatan akan bekerja gaya Tarik menarik atau
gaya tolak menolak. Gaya Tarik menarik jika terjadi muatan berlainan
jenis begitu sebaliknya jika sejenis akan saling tolak menolak.
Gaya
ini di sebut dengan gaya coulomb yang besarnya bisa sebanding dengan
kedua muatan dan disbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya dapat di
tuliskan dengan rumus:
Fungsi Listrik Statis
Berikut ini adalah fungsi listrik statis antara lain:
Penangkap debu dan asap
Penyegar udara ruangan
Mesin foto kopi
Pengecatan mobil
Mendidik tentang
listik dengan generator Van de Graff
Bahaya Listrik Statis
Berikut ini adalah bahhaya listrik statis antara lain:
Bisa menyebabkan kebakaran
Tersambar petir
Kotoran di alat elektronik
Baju kusut dan menempel
Rambut berantakan
Contoh Soal Listrik Statis
Pembahasan:
Komentar
Posting Komentar