Apa pengaruh elektron terhadap benda bermuatan listrik

Jakarta -

Pernahkah kamu terkejut karena sengatan saat menyentuh layar televisi? Sengatan tersebut ditimbulkan listrik statis. Listrik statis adalah listrik yang perpindahan arusnya terbatas, sehingga sifatnya hanya sementara (lemah), atau diam.

Listrik sendiri berasal dari bahasa Yunani "elektron" yang berarti batu amber. Amber ini merupakan pohon damar yang membatu. Batu ini bersifat menarik benda-benda kecil setelah digosokkan. Hal itu kemudian dikembangkan oleh seorang ilmuwan Yunani, bernama Thales of Miletus dengan melakukan eksperimen yang berhasil menemukan suatu muatan listrik.

Yadi Nurhayati, dkk, dalam buku Fisika Kelas IX, menuliskan bahwa besar muatan listrik akan bergantung pada kekurangan atau kelebihan jumlah elektronnya. Semakin banyak kelebihan dan kekurangan elektron benda, maka semakin besar muatan listriknya. Satuan muatan listrik dalam SI adalah coulomb (C).

Menurut teori elektron, suatu elektron yang berpindah dari satu atom ke atom lainnya, disebut elektron bebas. Benda dengan elektron bebas yang mampu memindahkan muatan listrik disebut konduktor. Sementara itu, benda yang sukar menghantarkan muatan listrik disebut isolator.

Gejala Listrik Statis di Kehidupan Sehari-hari

Mengutip buku modul IPA Kemdikbud Paket B Setara SMP/MTs oleh Drs. Alexander B. Tanggela, listrik statis merupakan listrik yang dihasilkan dari adanya penumpukan muatan listrik, yang terjadi dari gesekan antara dua benda. Cara memberi muatan pada listrik statis selain dengan menggosokkan atau menggesek yakni konduksi dan induksi.

Contoh gejala listrik statis dalam kehidupan sehari-hari yang bisa kita amati:

1. Jika kamu mencoba menggosok-gosokan penggaris plastik pada rambut yang kering. Setelah itu, coba dekatkan penggarisya pada sobekan-sobekan kertas kecil. Apa yang terjadi? Nantinya kita akan melihat sobekan-sobekan kertas tersebut tertarik ke atas oleh penggaris.

Mengapa bisa seperti itu? Hal tersebut bisa terjadi karena penggaris yang telah digosokan ke rambut, membuat muatan negatif (elektron) dari rambut akan berpindah kepada penggaris yang awalnya bersifat netral.

Kelebihan elektron dari muatan negatif itu lah yang menghasilkan adanya gaya tarik menarik, dari sobekan kertas yang bermuatan positif (proton). Gejala tarik-menarik antara penggaris dengan sobekan kertas itulah yang dinamakan dengan peristiwa listrik statis.

2. Apakah kalian pernah melihat petir yang ditimbulkan dari awan-awan di langit? Fenomena tersebut merupakan salah satu contoh dari adanya proses listrik statis, di mana awan yang memiliki sifat netral atau tidak bermuatan, akan menjadi bermuatan listrik.

3. Gejala listrik statis lainnya yang bisa kita amati yakni balon menempel di dinding setelah digosokkan ke rambut, bulu di badan tertarik oleh pakaian yang baru disetrika. Adapun yang bukan gejala listrik statis adalah kedua telapak tangan terasa panas setelah saling digosokkan.

Manfaat Penerapan Listrik Statis

1. Cat Semprot

Saat bergesekan dengan mulut pipa semprot dan udara, butiran cat dari aerosol menjadi bermuatan. Nah, bila benda yang akan dicat diberi muatan berlawanan, maka butiran cat akan tertarik ke badan benda. Metode ini sangat efektif, efisien, dan murah.

2. Mesin Fotokopi

3. Printer Laser

Listrik statis dapat dimanfaatkan dalam printer laser yang bagian-bagiannya terdiri atas fuser, drum photoreceptor, corona wire, laser, dan toner. Saat drum yang bermuatan positif berputar, laser bersinar melintasi permukaan yang tidak bermuatan. Laser akan menggambar pada kertas yang bermuatan negatif.

Setelah melewati drum yang berputar kertas akan melewati fuser. Pada bagian fuser ini kertas akan mengalami pemanasan, hal ini yang menyebabkan kertas terasa panas pada saat keluar dari printer.

4. Alat Penggumpal Asap untuk Mengurangi Polusi

Bahaya Listrik Statis

Patut diketahui juga, meski tidak bermuatan listrik dan tidak bisa mengalir dari satu benda ke benda lain, ada juga bahaya yang mengintai dari listrik statis. Listrik statis mampu memicu percikan api seperti saat mobil truk berjalan.

Gesekan ban dengan jalan akan menimbulkan muatan negatif. Sementara logam yang berdekatan dengan ban bisa bermuatan positif dengan cara induksi. Jika kedua muatan berlawanan ini bertemu akan memicu percikan api.

Karena itu truk pengangkut bahan yang mudah terbakar akan dipasangi sepotong logam untuk menetralisir muatan positif di badan truk.
Bahaya listrik statis juga dapat dilihat saat peristiwa petir.

Selain pada manusia, listrik statis juga dapat menimbulkan kerugian karena merusak peralatan dan komponen elektronik jika terjadi electrostatic discharge (ESD)

Simak Video "Konversi Elpiji 3 Kg ke Kompor Listrik Tak Dilakukan Tahun Ini"

Listrik Statis – Pengantar

Kata listrik atau elektrik berasal dari bahasa Yunani elektron yang artinya “amber”. Amber adalah damar kayu yang telah mengeras, sejak dahulu diketahui bahwa jika kamu menggosok amber dengan kain maka amber akan menarik dedaunan disekitarnya. Sebuah penggaris atau plastik keras yang digosok dengan kain juga mempunyai efek seperti amber yang dapat menarik potongan-potongan kertas, efek tersebut dinamakan Listrik Statis.

Lihat juga materi StudioBelajar.com lainnya:
Kapasitor
Hukum Hooke

Efek amber atau efek listrik statis

Kamu pasti telah balajar dari pelajaran Kimia tentang atom yang merupakan unit terkecil penyusun zat. Atom terdiri dari partikel-partikel penyusunnya yakni, proton, elektron dan neutron. Proton adalah bagian penyusun atom yang bermuatan listrik positif (+). Elektron adalah bagian penyusun atom yang bermuatan listrik negatif (-). Sedangkan neutron tidak bermuatan. Atom dikatakan bermuatan negatif jika kelebihan elektron, juga dikatakan bermuatan positif jika kekurangan elektron. Sedangkan atom dikatakan netral jika jumlah proton sama dengan elektronnya.

Atom dan komponen penyusunnya

Efek listrik statis dapat terjadi karena adanya perpindahan elektron. Benda menjadi bermuatan karena muatan negatifnya (elektron) dipindahkan dari satu benda ke benda lain. Jadi menggosok penggaris dengan kain artinya kedua benda saling dimuati (charged) sehingga elektron dari salah satu benda berpindah ke benda lain. Benda yang satu memperoleh sejumlah elektron, sehingga akan bermuatan negatif. Sedangkan, benda satunya lagi kehilangan elektron, sehingga akan bermuatan positif.

Penggaris dimuati listrik (charged) dengan cara digosok

Interaksi Antar Muatan Listrik

Jika dua benda yang bermuatan saling didekatkan maka akan terjadi interaksi antar muatan listrik pada kedua benda. Benda dengan muatan sejenis jika didekatkan akan tolak menolak. Benda dengan muatan tidak sejenis akan tarik menarik.

Besar gaya tarik menarik atau gaya tolak menolak bisa kamu tentukan dengan rumus Hukum Coulomb:

Dimana,

= gaya tarik menarik atau tolak menolak (Newton)
= konstanta Coulomb (
= besar muatan 1 (Coulomb)
= besar muatan 2 (Coulomb)
= jarak antar kedua muatan (m)

Elektroskop

Elektroskop merupakan alat untuk mendeteksi muatan listrik. Bentuk keseluruhan elektroskop dapat dilihat pada gambar dibawah. Pendeteksi muatan pada elektroskop terdiri dari kepala (atas) yang terbuat dari metal dan dua daun kaki (bawah) yang biasanya terbuat dari emas. Saat elektroskop masih netral, jumlah muatan positif sama dengan muatan negatif baik di kepala maupun di daun kaki.

Ilustrasi kerja sebuah elektroskop netral yang didekati (di induksi) oleh benda bermuatan negatif dapat dilihat pada gambar dibawah. Muatan negatif dari benda akan tolak menolak dengan muatan negatif pada kepala elektroskop, sehingga muatan negatif di kepala elektroskop bergerak menjauh ke bawah/ daun-daun kaki. Karena sekarang daun kaki bermuatan negatif akibat kelebihan elektron, maka kedua daun kaki pada elektroskop akan terbuka ke kiri dan ke kanan. Semakin besar muatannya, semakin jauh jarak antar kedua daun kaki elektroskop.

Yuk belajar materi ini juga:
Paragraf
Adjective Clause
Turunan Trigonometri

Ilustrasi kerja sebuah elektroskop yang kondisi awalnya tidak netral (katakanlah bermuatan negatif) yang didekati oleh benda bermuatan positif dan negatif dapat dilihat pada gambar dibawah. Jika suatu benda bermuatan negatif didekatkan, akan ada lebih banyak elektron yang turun menuju daun kaki sehingga kedua daun kaki akan semakin saling menjauh. Jika yang didekatkan adalah benda bermuatan positif, maka elektron akan tertarik dari daun kaki menuju kepala elektroskop mengakibatkan muatan negatif pada daun kaki berkurang sehingga jarak antar kedua daun makin merapat.

Contoh Soal Listrik Statis

Dua buah benda bermuatan listrik sejenis, tolak menolak dengan gaya sebesar F. Jika jarak kedua muatan didekatkan menjadi 1/4 kali semula, maka gaya tolak menolak antara kedua muatan tersebut menjadi ….

(A) 1/16 F (B) 1/4 F (C) 4 F (D) 8 F

(E) 16 F

SOLUSI:

Diketahui:

Dengan membandingkan kondisi benda diawal dengan kondisi benda diakhir menggunakan rumus Hukum Coulomb bisa kamu dapatkan jawabannya.

Jadi, gaya tolak menolak kedua benda sebesar 16 N .

Jawaban: E

Judul Artikel: Listrik Statis Kontributor: Ibadurrahman, S.T.

Mahasiswa S2 Teknik Mesin FTUI

Materi StudioBelajar.com lainnya:

1. Gerak Melingkar Beraturan
2. Rangkaian Listrik
3. Gelombang Bunyi