LISTRIK STATIS PERTEMUAN 9
HARLINDA SYOFYAN, S.Si., M.Pd
KEMAMPUAN AKHIR YANG DIHARAPKAN
PENGERTIAN LISTRIK STATIS
Listrik statis (dalam bahasa inggris disebut electrostatic) adalah ilmu yang mempelajari pengumpulan muatan listrik dan sifat-sifatnya pada suatu
benda.
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.
Listrik statis berkaitan dengan gejala kelistrikan yang diam atau tidak mengalir.
Listrik statis tidak dapat mengalir dari satu tempat ke tempat yang lain, melainkan hanya menyala sekejap di satu tempat.
SEJARAH LISTRIK STATIS
Listrik statis pertama kali ditemukan oleh ahli matematika
berkebangsaan Yunani Kuno, Thales of Miletus (625-547 SM).
Kala itu, beliau mengambil batu berwarna kuning yang disebut dengan batu ambar.
Thales kemudian menggosok-gosokkan batu tersebut dengan kain wol. Tanpa diduga, bulu ayam yang berada di sekitarnya tertarik dan menempel.
Dalam penggosokan tersebut, ternyata Thales telah memberikan muatan listrik ke batu ambar melalui kain wol.
Muatan inilah yang menyebabkan bulu ayam yang berada di sekitar batu ambar tertarik dan menempel pada batu ambar tersebut.
KONSEP DASAR LISTRIK STATIS
Muatan listrik muncul karena adanya perpindahan elektron dari satu benda ke benda lain.
Terdapat 2 muatan listrik yaitu muatan positif dan
muatan negatif, dikatakan bermuatan positif apabila proton lebih banyak daripada jumlah elektron, dan
CONTOH PROSES TERJADINYA LISTRIK STATIS
Peristiwa listrik statis dapat terjadi baik pada isolator maupun konduktor.
Peristiwa listrik statis terjadi setelah adanya materi yang menjadi bermuatan karena proses gesekan (gosokan).
Diistilahkan dengan charging by friction, atau menjadi bermuatan karena gesekan.
Gesekan atau gosokan antara dua materi ini akan membuat electron dari atom materi yang satu berpindah ke atom materi yang lain,
sehingga kedua materi menjadi bermuatan.
Materi yang melepaskan elektronnya, menjadi bermuatan positif, sebaliknya bermuatan negatif.
CONTOH PROSES TERJADINYA LISTRIK STATIS (2)
Setelah materi menjadi bermuatan listrik maka terjadilah peristiwa listrik statis, seperti penggaris plastik bermuatan menarik serpihan kertas.
Penggaris plastik yang awalnya tidak bermuatan atau netral
digosok-gosok dengan kain wol, elektron-elektron yang ada pada kain wol akan berpindah ke penggaris plastik tersebut.
Akibatnya, penggaris plastik disebut sebagai benda yang bermuatan listrik negatif.
Ketika penggaris tersebut didekatkan ke sobekan kertas, sobekan kertas akan tertarik oleh penggaris.
CONTOH PROSES TERJADINYA LISTRIK STATIS (2)
Setelah materi menjadi bermuatan listrik maka terjadilah peristiwa listrik statis, seperti penggaris plastik bermuatan menarik serpihan kertas.
Penggaris plastik yang awalnya tidak bermuatan atau netral
digosok-gosok dengan kain wol, elektron-elektron yang ada pada kain wol akan berpindah ke penggaris plastik tersebut.
Akibatnya, penggaris plastik disebut sebagai benda yang bermuatan listrik negatif.
Ketika penggaris tersebut didekatkan ke sobekan kertas, sobekan kertas akan tertarik oleh penggaris.
CONTOH PROSES TERJADINYA LISTRIK STATIS (3)
Sisir yang telah digosok dengan kain wol dapat menarik sobekan-sobekan kertas. Mengapa hal ini terjadi?
Pada awalnya, kain wol dan sisir keduanya tidak bermuatan.
Tidak bermuatan berarti jumlah elektron dan proton dalam atom plastik dan wol tersebut adalah sama.
Gosokan kain wol pada sisir mengakibatkan elektron-elektron yang terdapat pada kain wol berpindah ke sisir.
Dengan demikian, sisir tersebut akan menerima elektron dari kain wol sehingga jumlah elektronnya lebih banyak daripada protonnya.
Sisir tersebut menjadi bermuatan negatif. Ketika didekatkan dengan
sobekan-sobekan kertas, sobekansobekan kertas ini akan tertarik oleh sisir tersebut.
CONTOH PROSES TERJADINYA LISTRIK STATIS (4)
o Contoh lain adalah ebonit akan bermuatan negatif jika digosok dengan kain wol dan kaca akan bermuatan positif jika digosok dengan kain sutra. J
o Jadi, dapat disimpulkan bahwa sebuah benda yang bermuatan listrik dapat menarik bendabenda di sekitarnya.
MUATAN LISTRIK
Atom terdiri atas inti atom yang tersusun oleh proton dan neutron. Inti atom ini diselimuti oleh kulit atom.
Pada kulit atom, terdapat elektron-elektron. Proton disebut juga muatan positif, sedangkan
neutron merupakan muatan listrik netral.
MUATAN LISTRIK (2)
o Suatu materi mempunyai jumlah proton sama dengan jumlah elektron, materi tersebut dikatakan tidak bermuatan atau netral.
o Jika jumlah proton lebih banyak daripada jumlah elektron, sehingga atom-atomnya kekurangan elektron, maka atom tersebut dikatakan bermuatan positif.
MUATAN LISTRIK ELEMENTER
o Suatu benda dikatakan bermuatan listrik jika atom-atom benda tersebut kekurangan atau kelebihan elektron.
o Besarnya muatan listrik bergantung pada seberapa banyak atom-atom tersebut kekurangan atau kelebihan elektron.
o Semakin banyak atom-atomnya kekurangan atau kelebihan elektron, maka semakin besar muatannya.
o Dalam sistem satuan internasional (SI), satuan muatan adalah Coulomb (C).
o Berapakah muatan listrik sebuah elektron, proton, dan neutron? o Muatan elektron= –1,6 × 10-19 Coulomb
o Muatan proton = +1,6 × 10-19 Coulomb
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
1. PENGECATAN MOBIL
o Pada saat cat disemprot, butiran halus cat akan memiliki muatan karena bergesekan dengan udara.
o Permukaan mobil yang akan dicat diberi muatan yang berlawanan dengan muatan butir-butir cat agar butiran cat dapat tertarik ke permukaan mobil tersebut.
o Cara ini sangat efektif diterapkan pada permukaan yang tidak rata.
o Hal ini terjadi karena butir cat menempel dengan mengikuti medan listrik yang ada.
o Akibatnya, butir-butir cat akan menutupi semua permukaan mobil yang mungkin tersembunyi dari semprotan cat.
2. MESIN FOTOCOPI
o Mesin fotokopi memiliki bagian utama berupa pelat foto konduktif. Pelat ini tidak mampu menghantarkan listrik ketika berada dalam ruang yang gelap.
o Pelat konduktif ini baru akan menghantarkan listrik jika dikenai cahaya.
o Mula-mula pelat foto konduktif diinduksi dengan menggerakkan kawat bermuatan listrik negative di sepanjang permukaannya.
o Di permukaan pelat foto itu akan terbentuk muatan induksi yang bermuatan positif.
o Ketika kertas yang akan difotokopi disinari, pantulan cahaya mengenai pelat foto konduktif yang telah mengandung muatan induksi.
o Akibatnya, terbentuk muatan listrik persis seperti pada kertas yang akan dikopi.
o Kemudian, tinta yang bermuatan negatif disemprotkan pada pelat.
1. PETIR (HALILINTAR)
Udara panas yang naik ke langit saat hari sedang cerah dapat mengandung muatan.
Muatan ini akan diberikan ke butiran air di awan. Jika melintas di atas gedung, awan bermutan negatif besar menimbulkan induksi pada atap gedung.
Karena muatan induksi berlawanan dengan muatan awan, mengakibatkan tarik-menarik antara keduanya.
Jika kedua muatan ini sangat besar, maka akan menimbulkan aliran elektron dalam jumlah banyak ke atap gedung.
Aliran itu berbentuk loncatan bunga api listrik yang disebut petir. Petir selalu mencari jalan tersingkat untuk sampai ke bumi.
Dengan begitu, muatan listrik yang dikandung awan mendung dapat ternetralkan.
2. KEBAKARAN TANGKI MINYAK
o Tangki minyak ketika dalam keadaan kosong akan mengandung banyak uap gas yang rentan terbakar.
o Uap ini dapat meledak atau terbakar jika ada loncatan bunga api yang ditimbulkan aktivitas listrik statis.
UJI KOMPETENSI
Kerjakanlah soal-soal berikut :
1. Apa yang dimaksud Listrik Statis?
2. Berikan contoh penerapan Listrik statis! 3. Jelaskan muatan elementer listrik !
