Listrik Statis - Materi 1

Listrik statis (elektrostatic) adalah kumpulan muatan listrik dalam jumlah besar, yang statis (tidak mengalir), 

namun apabila terjadi pengosongan muatan tersebut waktunya sangat singkat.

Listrik Statis - Materi 1 from Ahmad Haidaroh

Contoh-contoh listrik statis dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar 1. Listrik Statis

Pada gambar 1, listrik statis terjadi ketika bahan plastik (sisir) digosok-gosokkan ke rambut misalnya, adalah proses pengisian listrik kedalam media sisir.  Setelah digosok, maka sisir mempunyai muatan listrik, sehingga apabila didekatkan dengan potongan-potongan kecil kertas, maka kertas tersebut akan terangkat menempel di sisir.  Demikian pula dengan balon yang bisa mengangkat atau memberdirikan rambut.

Termasuk petir yang terjadi pada musim hujan, itu juga termasuk kedalam jenis listrik statis.

Gambar 2. Petir adalah salah satu listrik statis

Petir adalah salah satu contoh listrik statis, dimana pada saat petir terjadi itu adalah proses pengosongan muatan.

Proses terjadinya listrik statis dari petir dapat dilihat pada gambar 3.

Gambar 3. Proses terjadinya petir

Setiap hari kita tak pernah lepas dari segala sesuatu yang berhubungan dengan listrik. Semua alat-alat listrik yang kita gunakan sekarang  tidak akan ada jika tidak ada orang yang menemukan listrik. Sebenarnya, pengetahuan tentang listrik  dimulai dari teori atom, yaitu dengan ditemukannya atom dan teori-teori yang menjelaskan tentang perkiraan-perkiraan struktur atom.

1. Struktur Atom

Pernahkah kamu mendengar istilah atom? Pernah sih dulu, namanya "kacang ATOM".......eh klo muka makanan begini dampaknya. Atom dalam bahasa Yunani atomos yang berarti tidak dapat dibagi-bagi lagi. Atom berarti juga partikel dari suatu materi yang paling kecil.

Pendapat bahwa atom merupakan bagian terkecil dari sebuah materi akhirnya runtuh setelah J.J. Thomson, seorang ahli Fisika Inggris berhasil menemukan elektron. Elektron berada di dalam atom.

Penelitian mengenai atom lebih lanjut dilakukan oleh Ernest Rutherford. Rutherford melalui percobaannya menyimpulkan bahwa selain elektron, di dalam atom juga terdapat sebuah muatan positif (untungnya bukan muatan kayu ato material, kan bisa jualan....xixiixixixii). Muatan positif ini kemudian disebut sebagai proton.

Penemuan elektron oleh J.J. Thomson dan proton oleh Rutherford dilengkapi dengan hasil penelitian Niels Bohr. Hasil penelitian ini seakan-akan membuktikan kebenaran penelitian-penelitian sebelumnya. 

Dari hasil penelitiannya Bohr menyimpulkan bahwa atom terdiri atas inti atom dan kulit atom. Inti atom terdiri atas muatan positif atau proton dan muatan netral atau neutron. Inti atom ini dikelilingi oleh elektron yang menempati kulit atom. Struktur atom yang terdiri atas inti atom dan kulit atom ditunjukkan pada Gambar 4.

Perhatikan gambar atom menurut Niels Bohr

Gambar 4. Atom Bohr

Penelitian lebih jauh dapat diketahui bahwa massa inti atom lebih besar daripada massa elektron. Massa inti hampir sama dengan massa atomnya sendiri. Hampir semua massa atom berpusat pada inti atom. 

2. Muatan Listrik

Ebonit akan bermuatan negatif jika digosok dengan kain wol dan kaca akan bermuatan positif jika digosok dengan kain sutra. Jadi, dapat disimpulkan bahwa sebuah benda yang bermuatan listrik dapat menarik bendabenda di sekitarnya. 

Listrik statis adalah listrik yang muatannya tidak mengalir atau ada dalam keadaan diam.
Mengapa sisir, kain wol, dan benda-benda lainnya dapat mempunyai muatan?
Setiap materi tersusun oleh partikel-partikel dan setiap partikel tersusun oleh atom-atom. 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. Adapun elektron adalah muatan listrik negatif.

Jika suatu materi mempunyai jumlah proton sama dengan jumlah elektron, materi tersebut dikatakan tidak bermuatan atau netral. Jika jumlah proton lebih banyak daripada jumlah elektron, sehingga atom-atomnya kekurangan elektron, maka atom tersebut dikatakan bermuatan positif. Adapun atom dikatakan bermuatan negatif jika jumlah elektron lebih banyak daripada jumlah proton, sehingga atom-atomnya kelebihan elektron.

Dalam sistem satuan internasional (SI), satuan muatan adalah Coulomb (C). Berapakah muatan listrik sebuah elektron, proton, dan neutron?

Muatan elektron   = –1,6 × 10^-19 Coulomb
Muatan proton     = +1,6 × 10^-19 Coulomb
Muatan neutron   = 0 (tidak bermuatan)

Ketika kita menggosokkan kain wol ke mistar plastik, maka terjadi perpindahan elektron dari wol ke mistar plastik sehingga mistar plastik tersebut bermuatan listrik negatif.  Penggosokan batang kaca dengan kain sutra menyebabkan elektron pindah dari kaca ke sutra sehingga batang kaca bermuatan positif.  Ketika didekatkan, antara mistar plastik dan batang kaca terjadi gaya tarik-menarik. Mengapa hal ini terjadi?
Sesuai dengan yang disimpulkan oleh Coulomb bahwa muatan tidak sejenis akan tarik-menarik. Mistar dan batang kaca pada kegiatan ini mempunyai muatan yang tidak sejenis, sehingga antara keduanya terjadi gaya tarikmenarik. Contoh benda-benda yang bermuatan listrik karena digosok dengan benda lain ditunjukkan pada Tabel 1. Tapi ingat, ......jangan digosok kayak nggosok lampu Aladin......entar keluar Jin-nya......

Tabel 1. Muatan Listrik Benda setelah digosok
Benda	Digosok dengan	Muatan Listrik
Plastik	Kain wol	Negatif
Ebonit	Kain wol	Negatif
Kaca	Sutra	Positif
Sisir	Rambut	Negatif

3. Hukum Coulomb

Coulomb berhasil menghitung besarnya gaya antarmuatan listrik statis. Sebagai penghargaan atas penemuannya, gaya antar muatan ini dinamakan gaya Coulomb

Besarnya gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua benda yang bermuatan listrik sebanding dengan hasil kali kedua muatan tersebut dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan tersebut.

Sehingga dapat dirumuskan :

F = gaya coulomb (N)
k = tetapan 9 . 10⁹(Nm)

Q₁, Q₂ = besar muatan (C)
r      = jarak kedua muatan (m)

Untuk lebih jelasnya tentang listrik statis ini, saya sertakan materi presentasi sebagai berikut :

1. Listrik Statis -> Slide Share
2. Listrik Statis -> 4Shared

Semoga tulisan yang sedikit ini bisa bermafaat, dan kurang lebihnya saya mohon maaf.