LISTRIK STATIS

Pengertian Listrik Statis

Apa yang dimaksud dengan listrik statis? Secara umum, listrik statis adalah kumpulan dari muatan listrik dalam jumlah yang tetap atau keseimbangan muatan listrik di suatu benda. Seperti halnya saat menggosokkan penggaris plastik ke rambut, penggaris ini akan bermuatan negatif, sementara rambut akan bermuatan positif.

Pelepasan muatan saat menggosokkan kedua bahan ini membuat keduanya dialiri listrik bermuatan negatif. Muatan listrik merupakan kuantitas fisika yang berkaitan dengan efek listrik dan lain lain, terkait dalam materi. Muatan dapat dinetralkan dengan cara penggesekan menunjukkan bahwa muatan seperti tidak menghilangkan efek satu sama lain.

Besar muatan listrik akan bergantung pada kekurangan atau kelebihan jumlah elektronnya, semakin banyak kelebihan dan kekurangan elektron benda, maka semakin besar muatan listriknya. Menurut teori elektron, elektron yang berpindah dari satu atom ke atom lain dinamakan dengan elektron bebas, sementara benda yang bisa memindahkan elektron bebas disebut konduktor.

Sebuah muatan listrik statis dibuat setiap kali dua permukaan terhubung dan terpisah, dan setidaknya salah satu permukaan memiliki resistensi yang tinggi terhadap arus listrik (dan karena itu adalah isolator listrik). Efek listrik statis yang akrab bagi kebanyakan orang karena orang dapat merasakan, mendengar, dan bahkan melihat percikan sebagai kelebihan muatan dinetralkan ketika dibawa dekat dengan konduktor listrik yang besar (misalnya dialirkan ke tanah).

Coulomb merupakan satuan dalam mengukur besar atau kecilnya suatu muatan listrik. Muatan listrik ada yang positif dan negatif. Kelebihan elektron pada sebuah benda menyebabkan benda tersebut memiliki muatan listrik negatif, dan bila benda itu bermuatan postif maka benda tersebut kekurangan elektron. Jumlah muatan negatif dan postif pada sebuah benda sama maka benda tersebut memiliki muatan netral. 1 Elektron = -1,6 x 10-19 coulomb 1 Proton = -1,6 x 10-19 coulomb.

Konsep Listrik Statis

Sebagaimana dilansir dari laman Britannica.com, pengertian listrik statis yaitu suatu fenomena listrik yang ditimbulkan ketika partikel bermuatan ditransfer dari satu benda ke benda lain. Perpindahan muatan ini terjadi karena adanya dua buah benda yang saling bergesekan. Sebagaimana debu yang terbang bersama udara bergesek dengan permukaan layar TV. Dari gesekan tersebutlah, terjadi perpindahan muatan elektron.

Nah, ketika muatan elektron berpindah, kedua benda bisa mengalami kelebihan elektron sehingga bermuatan negatif. Juga kekurangan elektron sehingga bermuatan positif. Karena ada perbedaan sifat muatan inilah, kedua benda berujung saling tarik-menarik. 

Nah, itu konsep dari listrik statis, lantas apa bedanya dengan listrik dinamis? Adapun perbedaan listrik statis dan dinamis yakni listrik statis cenderung diam atau tidak bergerak sedangkan listrik dinamis dapat bergerak atau mengalir.

Maksudnya seperti apa? Oke, coba kita lakukan percobaan, ya. Sekarang coba ambil penggaris plastik, lalu gosokkan ke rambut. Ketika penggaris plastik digosokkan ke rambut, akan terjadi perpindahan elektron dari rambut ke penggaris, sehingga penggaris plastik menjadi bermuatan listrik. Nah, muatan listrik pada penggaris ini tidak akan mengalir sehingga disebut dengan listrik statis.

Sekarang coba dekatkan penggaris tersebut ke potongan kertas kecil-kecil. Apa yang terjadi? Potongan kertas akan menempel pada penggaris plastik karena terjadi perpindahan muatan listrik. Namun, ini hanya berlangsung sementara. Setelah muatan listrik pada penggaris plastik dan potongan kertas itu sama, maka kedua benda tersebut akan tolak menolak. Akibatnya, potongan kertas akan terlepas dari penggaris.

Lantas, bagaimana dengan listrik dinamis? Pada listrik dinamis terjadi aliran muatan listrik. Contohnya, ketika kalian menekan saklar di posisi ON, maka akan terjadi aliran listrik yang menyebabkan lampu menyala. Namun, ketika kalian menekan saklar di posisi OFF,  maka lampu akan mati karena aliran listriknya terhenti.

Muatan Listrik

Oke, lanjut ke pembahasan tentang muatan listrik, yuk. Intinya, di dalam materi listrik statis itu kita membicarakan tentang suatu benda atau atom yang memiliki muatan listrik.  Oleh karena itu, sebaiknya kita kenalan dulu dengan yang namanya atom. Kalian pasti sudah sering mendenger tentang atom? Pertama-tama, coba kalian amati gambar atom di bawah ini.

Seperti yang kalian lihat gambar atom di atas, atom terdiri atas dua bagian, yakni inti atom dan kulit atom. Inti atom tersusun atas duLantas, kenapa ada benda yang bermuatan negatif dan ada juga yang positif?  Well, pada dasarnya atom itu muatannya netral. Namun, atom akan berubah menjadi positif atau negatif apabila ada perpindahan elektron.

• Suatu atom dikatakan netral apabila jumlah proton dan elektronnya sama.
• Suatu atom dikatakan bermuatan positif apabila jumlah protonnya lebih banyak dibanding elektron.
• Suatu atom dikatakan bermuatan negatif apabila jumlah protonnya lebih sedikit dibandingkan jumlah elektronnya.

Rumus Listrik Statis

Di dalam listrik statis, ada beberapa rumus yang biasanya digunakan. Berikut merupakan rumus listrik statis yang perlu kalian ketahui.

1. Potensial Listrik

Potensial listrik merupakan usaha per satuan muatan yang dibutuhkan untuk memindahkan satu muatan dari satu titik ke titik lainnya. Nah, besarnya potensial listrik di suatu titik dapat dihitung dengan rumus potensial listrik:a macam partikel, yakni proton (bermuatan positif) dan neutron (tidak bermuatan/netral). Sementara itu, kulit atom tersusun atas partikel-partikel bermuatan negatif yang disebut elektron.

Keterangan:
V = potensial listrik ( volt)
Q = muatan sumber (C)
k = koefisien (9 x 109 Nm2/C2)
r = jarak terhadap sumber muatan (m)

2. Energi Potensial Listrik

Energi potensial listrik merupakan energi atau usaha yang dibutuhkan untuk memindahkan muatan listrik dari satu titik ke titik lainnya. Untuk menghitungnya elo bisa menggunakan rumus energi potensial seperti di bawah ini:

Keterangan:
Ep = energi potensial muatan uji
k = koefisien (9 x 109 Nm2/C2)
r = jarak terhadap sumber muatan (m)

q1dan q2 = muatan masing-masing partikel (C)

Nah, ketika suatu muatan pindah dari satu titik ke titik lainnya, maka usahanya bisa kalian hitung menggunakan rumus usaha di bawah ini:

Keterangan:
Δ = beda potensial (volt)
W = usaha yang diperlukan untuk memindahkan muatan q

3. Kapasitor

Kapasitor merupakan salah satu peralatan listrik yang digunakan untuk menyimpan energi dalam waktu singkat untuk dibebaskan dengan cepat. Nah, besarnya kapasitas kapasitor dapat dihitung menggunakan rumus kapasitor seperti di bawah ini:

Keterangan:
C = kapasitas kapasitor (Farad atau f)
q = muatan antara dua keping (C)
V = beda potensial antara dua keping (

4. Medan Listrik

Medan listrik merupakan daerah di sekitar partikel bermuatan listrik yang masih dipengaruhi gaya listrik (Gaya Coulomb). Intinya, suatu muatan itu dapat memancarkan medan listrik. Untuk muatan positif, arah medan listrik bergerak keluar dari muatan sumber. Sebaliknya, kalau muatan negatif bergerak masuk ke dalam.

Benda bermuatan yang menghasilkan medan listrik disebut muatan sumber. Sedangkan, muatan lain yang diletakkan dalam pengaruh medan listrik muatan sumber disebut sebagai muatan uji. Berikut ini merupakan rumus kuat medan listrik:

)

5. Gaya Coulomb

Salah satu rumus listrik statis yang sering muncul di ujian adalah tentang Gaya Coulomb. Apa itu Gaya Coulomb? Hukum Coulomb pada dasarnya yakni hukum yang menjelaskan perihal hubungan yang ada di dalam muatan listrik. Seperti yang telah diketahui, bahwa muatan listrik dibagi menjadi dua jenis, yakni muatan positif dan muatan negatif.

Hukum ini menjelaskan mengenai kondisi ketika dua muatan listrik dengan jarak tertentu saling berinteraksi dan melakukan gaya Tarik menarik atau tolak menolak. Salah satu faktor yang menjadi pengaruh dari besarnya gaya hukum coulomb sendiri adalah besar dari muatan listrik benda tersebut. Gaya tarik menarik akan terjadi apabila muatan listrik yang berlainan (+-) bertemu, sedangkan gaya tolak menolak akan muncul ketika muatan listrik sejenis (++/–) saling bertemu.

Rumus matematis yang digunakan untuk menentukan besar gaya coulomb yaitu sebagai berikut: