MATERI LISTRIK STATIS
· 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
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. Muatan listrik timbul karena adanya
elektron yang dapat berpindah dari satu benda ke benda yang lain. Benda yang
kekurangan elektron dikatakan bermuatan positif, sedangkan benda yang kelebihan
elektron dikatakan bermuatan negatif. Elektron merupakan muatan dasar yang
menentukan sifat listrik suatu benda. Dua buah benda yang memiliki muatan
sejenis akan saling tolak menolak ketika didekatkan satu sama lain. Adapun dua
buah benda dengan muatan yang berbeda (tidak sejenis) akan saling tarik menarik
saat didekatkan satu sama lain. Tarik menarik atau tolak menolak antara
dua buah benda bermuatan listrik adalah bentuk dari gaya listrik yang dikenal
juga sebagai gaya coulomb.
·
Gaya Coulomb
Gaya coulomb atau gaya listrik yang timbul
antara benda-benda yang bermuatan listrik dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu
sebanding besar muatan listrik dari tiap-tiap benda dan berbanding terbalik
dengan kuadrat jarak antara benda-benda bermuatan listrik tersebut.
·
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.
Contoh Listrik Statis
Sebetulnya sering kita jumpai contoh listrik statis dalam
kehidupan sehari-hari tetapi mungkin saja tidak kita sadari. Berikut ini contohnya.
1. Saat Anda menyisir rambut, tanpa disadari terkadang rambut akan
terbawa berdiri sendiri beriringan dengan gerakan sisir. Hal tersebut terjadi
karena ada interaksi muatan antar sisir dengan rambut.
2. Debu atau rambut yang tertempel pada layar tv. Ketika
Anda mendekatkan tangan ke layar TV yang baru saja dimatikan. Perhatikan bulu
atau rambut yang ada di tangan Anda akan berdiri.
3. Kain sutra yang digosok-gosok dengan batang kaca. Akan terjadi
reaksi tarik-menarik antara dua benda tersebut. Karena elektron dari batang
kaca akan berpindah ke kain sutera sehingga batang kaca akan memiliki muatan
positif dan batang kaca akan memiliki muatan negatif.
4. Penggaris plastik digosok dengan kain woll. Kedua benda tersebut
memiliki muatan netral, tetapi saat dua benda tersebut digesekkan maka akan ada
perpindahan elektron dari kain woll ke penggaris plastik. Sehingga penggaris
plastik memiliki muatan negatif dan kain woll memiliki muatan positif.
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. Jadi,
perpindahan elektron pada peristiwa listrik statis terjadi karena proses
gesekan atau gosokan.
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. Hal tersebut menunjukkan bahwa benda yang bermuatan listrik negatif dapat menarik benda-benda ringan di sekitarnya yang bermuatan listrik positif.
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. Hal tersebut menunjukkan bahwa benda yang bermuatan listrik negatif dapat menarik benda-benda ringan di sekitarnya yang bermuatan listrik positif.
Selain penggaris plastik, contoh peristiwa listrik statis yang lain adalah rambut panjang berdiri saat menyentuh kubah generator Van de graff, terjadinya petir dengan kilat cahaya disertai suara guruh, dan sebagainya. Pada hakikatnya fenomena listrik statis ini terjadi sebagai upaya pelepasan muatan (discharge) dari materinya yang bermuatan listrik untuk kembali menjadi netral.
Manfaat/Penerapan Listrik Statis
Penerapan listrik statis
sudah dapat kita temui dalam kehidupan sehari-hari. Penerapan tersebut
mendatangkan manfaat bagi kehidupan manusia. Berikut ini beberapa contoh
penerapan dari listrik statis:
1. Mesin Fotokopi
Mesin fotokopi memiliki bagian utama berupa pelat foto konduktif. Pelat ini tidak mampu menghantarkan listrik ketika berada dalam ruang yang gelap. Pelat konduktif ini baru akan menghantarkan listrik jika dikenai cahaya. Mula-mula pelat foto konduktif diinduksi dengan menggerakkan kawat bermuatan listrik negative di sepanjang permukaannya. Dengan begitu, di permukaan pelat foto itu akan terbentuk muatan induksi yang bermuatan positif. Ketika kertas yang akan difotokopi disinari, pantulan cahaya mengenai pelat foto konduktif yang telah mengandung muatan induksi. Akibatnya, terbentuk muatan listrik persis seperti pada kertas yang akan dikopi. Kemudian, tinta yang bermuatan negatif disemprotkan pada pelat. Selanjutnya, tinta itu dipindahkan ke kertas lain untuk membuat fotokopinya. Ketas ini dipanaskan agar tinta menempel kuat.
2. Pengecatan Mobil
Pada saat cat disemprot, butiran halus cat akan memiliki muatan karena bergesekan dengan udara. Permukaan mobil yang akan dicat diberi muatan yang berlawanan dengan muatan butir-butir cat agar butiran cat dapat tertarik ke permukaan mobil tersebut. Cara ini sangat efektif diterapkan pada permukaan yang tidak rata. Hal ini terjadi karena butir cat menempel dengan mengikuti medan listrik yang ada. Akibatnya, butir-butir cat akan menutupi semua permukaan mobil yang mungkin tersembunyi dari semprotan cat. Dengan demikian, cara ini dapat menghasilkan hasil pengecatan yang rata.
Bahaya Listrik Statis
Selain memiliki manfaat,
ternyata listrik statis juga dapat mendatangkan bahaya akibat aktivitasnya.
Misalnya, seperti yang terjadi petir dan kebakaran atau ledakan tangki minyak.
Berikut ini penjelasannya mengapa sehingga terjadi seperti itu:
Petir (Halilintar)
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. Olehnya itu, gedung tinggi, pepohonan, dan bahkan orang
yang berdiri ditengah lapangan saat hujan dapat menjadi sasaran petir.
Kebakaran/Ledakan Tangki Minyak
Kebakaran/Ledakan Tangki Minyak
Tangki minyak ketika dalam
keadaan kosong akan mengandung banyak uap gas yang rentan terbakar. Uap ini
dapat meledak atau terbakar jika ada loncatan bunga api yang ditimbulkan
aktivitas listrik statis. Olehnya itu, orang yang bekerja di dalam atau dekat
tangki harus memakai pakaian khusus anti listrik statis.
Komentar
Posting Komentar