Mesin fotokopi merupakan salah satu benda yang menerapkan listrik statis dalam teknologi. (Unsplash/Omid Roshan)
adjar.id - Adjarian, kali ini kita akan membahas contoh-contoh penggunaan listrik statis dalam bidang teknologi, ya.
Nah, contoh-contoh penggunaan listrik statis dalam bidang teknologi merupakan materi penting dari bab 4 pelajaran IPA kelas 9 SMP.
Namun, apakah Adjarian tahu, apa itu listrik statis?
Baca Juga: Penerapan Sel Listrik dalam Kehidupan Sehari-Hari
Listrik statis adalah aliran listrik yang merupakan aliran listrik yang diam atau tidak mengalir.
Selain itu, listrik statis juga banyak digunakan di dalam bidang teknologi, lo.
Apakah Adjarian tahu, apa sajakah contoh-contoh penggunaan listrik statis di dalam bidang teknologi?
Sekarang, yuk, kita simak informasi lebih lengkap mengenai contoh-contoh penggunaan listrik statis dalam bidang teknologi di bawah ini!
"Listrik statis adalah aliran listrik yang diam atau tidak mengalir."
Page 2
Mesin fotokopi merupakan salah satu benda yang menerapkan listrik statis dalam teknologi. (Unsplash/Omid Roshan)
Contoh Penggunaan Listrik Statis dalam Bidang Teknologi
1. Pengendap Elektrostatis pada Cerobong Asap
Pengendap elektrostatis berfungsi untuk membersihkan gas buang yang keluar melewati cerobong asap.
Hal ini dilakukan agar cerobong asap tidak mengandung partikel-partikel kotor yang mencemari udara.
Komponen utama yang ada pada alat ini berupa kawat yang bermuatan negatif dan juga pelat logam yang bermuatan positif, ya.
Baca Juga: 3 Manfaat Listrik pada Kehidupan
Pada saat asap kotor melewati kawat, beberapa partikel abu akan berubah menjadi bermuatan negatif.
Setelah itu, pelat logam yang bermuatan positif akan menarik partikel abu sehingga membentuk jelaga yang mudah untuk kita bersihkan, ya.
2. Pengecatan Mobil
"Pengendap elektrostatis berfungsi untuk membersihkan gas buang yang keluar melewati cerobong asap."
Page 3
Mesin fotokopi merupakan salah satu benda yang menerapkan listrik statis dalam teknologi. (Unsplash/Omid Roshan)
Butiran cat juga akan bermuatan listrik. (freepik)
Pernahkah Adjarian menyaksikan pengecatan mobil?
Nah, pengecatan mobil juga merupakan salah satu contoh penggunaan listrik statis di dalam bidang teknologi, lo.
Yap, betul sekali! butiran cat mobil akan bermuatan listrik ketika bergesekan dengan mulut pipa semprot dan udara.
Baca Juga: 3 Cara Membuat Magnet: Induksi, Menggosok, dan Mengalirkan Arus Listrik
Sebab, listrik statis juga merupakan aliran listrik yang dihasilkan dari gesekan.
Butiran cat tersebut nantinya akan tertarik ke badan mobil apabila badan mobil diberikan muatan yang berlawanan dengan muatan cat, ya.
3. Mesin Fotokopi
"Pengecatan mobil juga merupakan salah satu penerapan listrik statis di dalam bidang teknologi."
Page 4
Mesin fotokopi merupakan salah satu benda yang menerapkan listrik statis dalam teknologi. (Unsplash/Omid Roshan)
Adjarian, selain menerapkan konsep optik, mesin fotokopi juga salah satu contoh dari penerapan konsep listrik statis, lo.
Sebab, komponen utama pada mesin fotokopi yang menerapkan listrik statis adalah penggunaan toner atau tempat bubuk hitam halus.
O iya, toner sengaja dirancang untuk bermuatan negatif, ya.
Baca Juga: Jawab Soal Mengamati Listrik di Kamar Edo Kelas 6 Tema 3 Subtema 1
Hal ini dikarenakan untuk mempermudah mesin ditarik oleh kertas.
Nah Adjarian, itulah contoh-contoh penerapan listrik statis di dalam bidang teknologi yang perlu kita ketahui, ya.
Sekarang, yuk, coba jawab soal di bawah ini!
| Pertanyaan |
| Sebutkan salah satu contoh penerapan listrik statis yang Adjarian ketahui lainnya! |
| Petunjuk: Cek halaman 1-4. |
Jangan lupa untuk tonton video ini, ya!
Pada saat akan hujan, kumpulan awan membentuk awan besar yang mengandung air sehingga terjadi pergesekan antara awan satu dengan awan lainnya. Pergesekan ini mengakibatkan elektron bergerak bebas hingga membentuk gesekan muatan listrik yang turun dari awan ke dataran bumi untuk dinetralkan dan terjadilah petir.
Gosokan kain sutra dengan kaca
Gosokan antara kain sutera dengan kaca akan terjadi reaksi tarik-menarik antara dua benda tersebut. Hal ini karena elektron dari batang kaca akan berpindah ke kain sutera sehingga batang kaca akan memiliki muatan positif, lalu batang kaca memiliki muatan negatif.
Gosokan batang plastik dengan kain wol
Kedua benda tersebut memiliki sebelumnya bermuatan netral, tetapi saat dua benda tersebut digesekkan maka akan terjadi perpindahan elektron dari kain woll ke penggaris plastik. Hal ini menyebabkan penggaris plastik memiliki muatan negatif dan kain woll memiliki muatan positif.
Tangan didekatkan dengan layar Televisi
Ketika tangan didekatkan ke layar TV yang baru saja dimatikan. Maka rambut halus yang ada di tangan akan berdiri, ini termasuk dalam listrik statis.
Bagaimana listrik statis dapat terjadi? Listrik statis terjadi akibat adanya perbedaan muatan listrik pada benda. Untuk memahaminya, kita harus mengetahui berbagai konsep listrik statis mulai dari muatan listrik, hukum Coulomb, medan listrik, dan perbedaan potensial energi listrik yang akan dipaparkan pada beberapa uraian di bawah ini.
Muatan Listrik
Atom tersusun atas partikel subatom yaitu proton [bermuatan positif], neutron [tidak bermuatan], dan elektron [bermuatan negatif]. Neutron dan proton membentuk inti atom, sedangkan elektron bergerak di sekitar inti atom. Elektron inilah yang memiliki kaitan erat dengan fenomena kelistrikan pada suatu benda.
Elektron adalah partikel penyusun atom yang bermuatan negatif yang mengelilingi inti atom. Benda yang kelebihan elektron disebut benda bermuatan negatif, sedangkan benda yang kekurangan elektron disebut benda bermuatan positif.
Jika benda bermuatan positif didekatkan dengan benda bermuatan negatif, akan tarik menarik. Sebaliknya, jika benda bermuatan positif didekatkan dengan benda bermuatan positif, atau benda bermuatan negatif didekatkan dengan benda bermuatan negatif, maka benda itu akan tolak menolak. Interaksi kedua muatan tersebut merupakan gejala listrik statis.
Dapat disimpulkan bahwa muatan listrik terdiri dari muatan listrik positif dan muatan listrik negatif:
- Jika muatan listrik sejenis [positif dengan positif atau negatif dengan negatif] berdekatan, maka benar tersebut akan bersifat tolak-menolak.
- Sebaliknya, muatan listrik yang berbeda [positif dengan negatif] benda tersebut akan bersifat tarik-menarik.
Pada umumnya jumlah elektron dan proton pada atom sebuah benda adalah sama, sehingga atom-atom pada benda tersebut tidak bermuatan atau netral. Jika benda tersebut netral, dapatkah sebuah benda diubah menjadi bermuatan?
Salah satu cara untuk mengubah benda menjadi bermuatan adalah dengan menggosokkan benda. Sisir atau penggaris plastik yang digosokkan pada rambut kering akan bermuatan negatif karena sisir atau penggaris plastik mengalami kelebihan elektron [elektron dari rambut berpindah ke sisir atau penggaris plastik]. Sementara itu, kaca yang digosokkan pada rambut kering akan bermuatan positif karena kaca mengalami kekurangan elektron [elektron dari kaca berpindah ke rambut yang kering].
Hukum Coulomb
Ilmuwan Prancis, Charles Augustin Coulomb [1736 – 1806], menyelidiki hubungan gaya tolak-menolak atau gaya tarik-menarik dua benda bermuatan listrik terhadap besar muatan listrik dan jaraknya menggunakan alat neraca puntir Coulomb seperti pada gambar di bawah ini.
Berdasarkan percobaan dengan menggunakan neraca puntir, Coulomb menyimpulkan interaksi dua benda yang bermuatan sebagai berikut.
- Semakin besar jarak kedua benda yang bermuatan, semakin kecil gaya listrik antara benda tersebut dan sebaliknya.
- Semakin besar muatan kedua benda, semakin besar gaya listrik antara benda tersebut.
Secara matematis, rumus gaya Coulomb [Fc ] dapat dituliskan sebagai berikut ini
dengan:
Fc = gaya Coulomb [newton] k = konstanta = 9 × 109 Nm2 /C2
r = jarak antara dua muatan [meter]
q1 = besar muatan listrik benda pertama [coulomb]
q2= besar muatan listrik benda kedua [coulomb]
Medan Listrik
Di sekitar muatan-muatan listrik ada medan listrik, yang dapat memengaruhi muatan lain yang berada tidak jauh darinya. Medan listrik merupakan daerah di sekitar muatan yang dapat menimbulkan gaya listrik terhadap muatan lain.
Medan listrik dapat digambarkan oleh serangkaian garis gaya listrik yang arahnya ke luar atau ke dalam muatan. Arah garis gaya listrik ke dalam digunakan untuk menunjukkan muatan negatif dan arah garis medan listrik ke luar digunakan untuk menunjukkan muatan positif.
Lalu bagaimana cara menentukan besar kuat medan listrik? Agar dapat memahami cara menentukan besarnya medan listrik [E] perhatikan gambar dan penjelasan di bawah ini.
Agar dapat mengetahui besar kuat medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan Q, sebuah muatan uji [qo ] yang muatannya jauh lebih kecil diletakkan di dekat muatan tersebut dengan jarak r. Berdasarkan hukum Coulomb, muatan qo tersebut akan memperoleh gaya tolak dari muatan Q sebesar,
Kuat medan listrik [E] didefinisikan sebagai besarnya gaya listrik [F] yang bekerja pada satu satuan muatan uji [qo ], maka besarnya kuat medan listrik pada tempat muatan uji tersebut adalah:
Dapat disimpulkan bahwa besar kuat medan listrik pada suatu titik yang berjarak r dari muatan Q adalah:
dengan:
E = medan listrik [N/C]
F = gaya Coulomb [newton]
Q = besar muatan listrik [coulomb]
Beda Potensial dan Energi Listrik
Mengapa petir berbahaya? Apa sebenarnya petir? Orang yang pertama kali menyatakan bahwa petir terjadi akibat adanya gejala listrik statis adalah Benjamin Franklin [1706 – 1790]. Menurutnya, petir adalah kilatan cahaya yang muncul akibat perpindahan muatan negatif [elektron] antara awan dan awan atau antara awan dan bumi.
Petir dapat terjadi karena adanya beda potensial yang sangat besar antara dua awan yang berbeda atau antara awan dengan bumi. Akibatnya akan terjadi lompatan muatan listrik atau perpindahan elektron secara besar-besaran dari awan ke awan atau dari awan ke bumi.
Besarnya beda potensial listrik dapat dihitung dengan membandingkan besar energi listrik yang diperlukan dengan jumlah muatan listrik yang dipindahkan, yaitu:
dengan:
∆V = beda potensial listrik [volt]
W = energi listrik [joule]
Q = muatan listrik [coulomb]