Listrik Statis

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Pada saat hujan turun, pernahkah Anda melihat petir? Petir adalah peristiwa alam yang sangat berbahaya dan ditakuti semua orang, karena petir menimbulkan kilatan cahaya yang diikuti dengan suara dahsyat di udara. Apabila seseorang tersambar petir, maka tubuh orang tersebut akan terbakar. Akibat berbahayanya petir, maka gedung-gedung bertingkat yang cukup tinggi dilengkapi dengan penangkal petir. Apa yang menyebabkan terjadinya petir? Mengapa gedung-gedung bertingkat yang tinggi dilengkapi dengan penangkal petir?

Ledakan petir merupakan contoh nyata keberadaan listrik. Petir merupakan hasil pelepasan muatan listrik di awan. Energi yang dilepaskan petir sangat besar sehingga menimbulkan cahaya panas dan bunyi gelegar yang sangat keras. Tahukah anda bahwa besarnya tegangan listrik yang berasal dari petir dapat menghidupkan jutaan kendaraan? Kehidupan manusia sering terhubung dengan listrik. Dapatkah anda bayangkan, bagaimana kehidupan di bumi jika tidak ada listrik? Dari manakah listrik ini berasal?

B.     Rumusan Masalah

1.      Apa itu Listrik Statis?

2.      Apa perbedaan atom netral, positif dan negatif?

3.      Apa sifat-sifat muatan listrik?

4.      Apa yang dimaksud Hk. Columb?

5.      Bagaimana arah garis gaya listrik?

6.      Bagaimana peranan Listrik Statis dalam kehidupan sehari-hari?

BAB II

PEMBAHASAN

A.    Pengertian

Listrik Statis(electrostatic) membahas muatan listrik yang berada dalam keadaan diam (statis). Listrik statis dapat menjelaskan bagaimana sebuah penggaris yang telah digosok-gosokkan ke rambut dapat menarik potongan-potongan kecil kertas. Gejala tarik menarik antara dua buah benda seperti penggaris plastik dan potongan kecil kertas dapat dijelaskan menggunakan konsep muatan listrik. Berdasarkan konsep muatan listrik, ada dua macam muatan listrik, yaitu muatan positif dan muatan negatif.

B.     Susunan Atom

Thales Militus, seorang ilmuwan Yunani, menemukan gejala listrik yang diperoleh dengan menggosok batu ambar, yang dalam bahasa Yunani disebut elektron. Setelah digosok ternyata batu ambar tersebut dapat menarik benda-benda kecil yang berada di dekatnya. Sifat seperti ini dalam ilmu listrik disebut elektrifikasi.

Listrik yang terjadi pada batu ambar yang digosok disebut listrik statis yaitu listrik yang tidak mengalir. Untuk lebih jelasnya mari kita pelajari susunan atomnya.

Teori Atom

Suatu zat terdiri atas partikel-partikel kecil yang disebut atom. Atom berasal dari kata atomos, yang artinya tidak dapat dibagi-bagi lagi. Tetapi, dalam perkembangannya ternyata atom ini masih dapat diuraikan lagi.

Atom terdiri atas dua bagian, yaitu inti atom dan kulit atom. Inti atom bermuatan positif, sedangkan kulit atom terdiri atas partikel-partikel bermuatan negatif yang disebut elektron.

Inti atom tersusun dari dua macam partikel, yaitu proton yang bermuatan positif dannetron yang tidak bermuatan(netral). Suatu atom dikatakan netral apabila di dalam intinya terdapat muatan positif(proton) yang jumlahnya sama dengan muatan negatif (elektron) pada kulitnya. Suatu atom dikatakan bermuatan positif apabila jumlah muatan positif(proton) pada inti lebih banyak daripada muatan negatif(elektron) pada kulit atom yang mengelilinginya.

Suatu atom dikatakan bermuatan negatif apabila jumlah muatan positif(proton) pada inti lebih sedikit daripada jumlah muatan negatif(elektron) pada kulit atom.

Atom yang paling sederhana adalah atom hidrogen yang hanya tersusun atas 1 proton dan 1 elektron. Karena jumlah proton dan elektronnya sama, maka atom hidrogen dikatakan sebagai atom netral. Atom helium terdiri atas 2 proton, 2 netron dan 2 elektron. Karena jumlah proton dan jumlah elektronnya sama, maka atom helium juga dikatakan sebagai atom netral. 

C.    Muatan Listrik

Muatan listrik, (Q) adalah muatan dasar yang dimiliki suatu benda. Satuan Muatan listrik adalah coulomb, yang merupakan 6.24 x 10¹⁸ muatan dasar. Muatan Listrikadalah sifat dasar yang dimiliki oleh materi baik itu berupa proton (muatan positif) maupun elektron (muatan negatif). Muatan listrik total suatu atom atau materi ini bisa positif, jika atomnya kekurangan elektron. Sementara atom yang kelebihan elektron akan bermuatan negatif. Besarnya muatan tergantung dari kelebihan atau kekurangan elektron ini, oleh karena itu muatan materi/atom merupakan kelipatan dari satuan Muatan listrik dasar. Dalam atom yang netral, jumlah proton akan sama dengan jumlah elektron yang mengelilinginya (membentuk muatan total yang netral atau tak bermuatan).

Memberi Muatan Lisrik dengan Cara Menggosok

Dua buah benda bila saling digosok, maka kedua benda akan bermuatan listrik. 

Contoh: 

Balon dengan kain wol, 

Kaca dengan kain sutra,

Gambar Balon digosok dengan kain wol

Balon bila kita gosok dengan kain wol maka elektron berpindah dari kain wol ke balon. Sehingga balon menjadi bermuatan listrik negatif dan kain wol bermuatan listrik positif. 

Bila kaca kita gosok dengan kain sutra, elektron berpindah dari kaca ke kain sutra. Sehingga kaca menjadi bermuatan lisrik positip dan kain sutra bermuatan listrik negatif.

Menurut Benyamin Franklin, ada dua muatan lisrik :

1.      Muatan listrik positif

2.      Muatan listrik negatif

D.   Sifat Muatan Lisrik 

1.      Dua muatan yang sejenis apabila didekatkan maka akan tolak menolak

2.      Dua muatan yang tidak sejenis apabila didekatkan maka akan tarik menarik

Interaksi Benda Bermuatan Listrik

1.       Ketika penggaris plastik digosok dengan kain wool, maka elektron-elektron dari kain wool berpindah ke penggaris plastik, sehingga penggaris plastik tersebut bermuatan listrik negatif.

2.      Ketika ebonit digosok dengan kain wool, maka elektron-elektron dari kain wool berpindah ke ebonit, sehingga ebonit tersebut bermuatan listrik negatif.

3.      Ketika batang kaca digosok dengan kain sutera, elektron-elektron pada batang kaca tersebut berpindah ke kain sutera, sehingga batang kaca bermuatan positif

E.    Hukum Coulomb

Pada tahun 1785, Charles Agustin Coulomb menemukan hukum dasar tentang gaya listrik antara dua partikel yang bermuatan.

 

Hasil penelitiannya dikenal dengan Hukum coulomb, yang berbunyi :

“Besarnya gaya tarik menarik atau tolak menolak antara dua benda bermuatan listrik sebanding dengan besar muatan masing-masing dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda”.

Secara matematis Hukum Newton dituliskan :

 

Keterangan :

                 F                 =  Gaya tarik/tolak dua buah muatan (N)

                 K                 =  Konstanta (9.10⁹ N.m²/C²)

                 Q₁, Q₂            =  muatan listrik (C)

                 r                  =  jarak antara dua muatan (m)

 Induksi Listrik

Induksi listrik adalah peristiwa pemisahan muatan pada suatu benda karena pada benda tersebut didekati benda lain yang bermuatan listrik.

Contoh :

Benda netral didekati benda bermuatan negatif, maka muatan-muatan negatif benda netral tertolak menjauh, sedangkan muatan-muatan positif mendekati benda yang menginduksi.

Benda netral didekati benda bermuatan positif, maka muatan-muatan positif benda netral tertolak menjauh, sedangkan muatan-muatan negatif mendekati benda yang menginduksi.

Elektroskop

Elektroskop adalah alat yang dapat digunakan untuk mengetahui ada tidaknya muatan listrik pada suatu benda. Prinsip kerja elektroskop berdasarkan induksi listrik, yaitu jika sebuah benda bermuatan listrik disentuhkan kepala elektroskop maka muatan yang sejenis dengan benda bermuatan listrik tadi akan ke daun elektroskop. Akibatnya kedua daun elektroskop akan bermuatan sejenis sehingga tolak menolak(daun elektroskop membuka)

F.    Medan Listrik

Medan listrik adalah daerah di sekitar benda  bermuatan listrik yang masih dipengaruhi oleh gaya  listrik. Medan listrik digambarkan dengan garis-garis gaya listrik.

Sifat-sifat garis gaya listrik 

1.      Garis gaya listrik berasal dari muatan positif menuju muatan negatif

2.      Garis gaya listrik tidak pernah berpotongan

3.      Semakin rapat garis gaya listrik,  semakin kuat medan listriknya

G.    Manfaat Listrik Statis dalam Kehidupan Sehari-hari

Gejala listrik statis dimanfaatkan dalam aplikasi sebagai berikut.

1.      Generator Van de Graff

Generator Van de Graff menggunakan prinsip listrik statis yang mampu menghasilkan tegangan sangat tinggi, yakni sekitar 20.000.000 volt, dengan gesekan yang ditimbulkan karet dapat menggerakkan generator.

2.      Cat semprot.

Agar mobil dapat dicat dengan rata, maka badan mobil diberi muatan listrik yang berbeda dengan muatan listrik pada cat. Dengan demikian cat dapat menempel kuat dan merata pada mobil.

BAB III

PENUTUP

A.    Kesimpulan

Dari makalah pembahasan listrik statis dapat ditarik kesimpulan diantaranya :

1.      Listrik statis (electro static) merupakan keadaan suatu benda yang mengandung muatan listrik dalam keadaan statis (diam)/tidak mengalir.

2.      Perbedaan atom netral, positif, dan negatif :

a.       Bila di dalam intinya terdapat muatan positif(proton) yang jumlahnya sama dengan muatan negatif (elektron) pada kulitnya maka disebut atom netral.

b.      Bila jumlah muatan positif(proton) pada inti lebih banyak daripada muatan negatif(elektron) pada kulit atom yang mengelilinginya maka disebut atom positif.

c.       Bila jumlah muatan positif(proton) pada inti lebih sedikit daripada jumlah muatan negatif(elektron) pada kulit atom maka disebut atom negatif.

B.     Saran

Sebaiknya dalam pembuatan makalah lebih banyak menjelaskan dan memaparkan contoh-contoh ekpsrimen Listrik Statis supaya dapat memberikan pengalaman baru dalam mengajar.

DAFTAR PUSTAKA

Dahar, R.W. (1996). Teori-Teori Belajar. Jakarta: Erlangga

Friedle E. Alfred. (1986). Teaching Science To Children. USA: McGraw-Hill, Inc.

http://catatankecilanto.blogspot.com/

http://melitacimut.blogspot.com/2013/05/listrik-statis.html

http://sekeping-episode-kehidupan.blogspot.com/2012/11/praktikum-gaya-listrik-statis.html

http://ltps.uad.ac.id/karya/wahyubs_listrik_statis/gaya_coulomb.html

https://tienkartina.wordpress.com/2010/10/14/medan-listrik-kuat-medan-listrik/

Share :