PARBOABOA - Listrik adalah fenomena alam yang memainkan peran penting dalam kehidupan sehari-hari. Dalam dunia ilmu fisika, listrik dibagi menjadi 2 jenis utama, yakni elektrostatik (statis) dan listrik dinamis.
Nah dalam artikel kali ini, Parboaboa akan mengajakmu untuk menggali lebih dalam mengenai apa itu listrik statis.
Tak hanya membahas pengertiannya, kamu juga akan menjelajahi bagaimana cara menghitungnya menggunakan rumus yang benar, melihat contoh-contoh nyata dalam kehidupan sehari-hari, hingga mengetahui perbedaannya dengan listrik dinamis.
Apa yang Dimaksud dengan Listrik statis?
Dilansir dari Jurnal Ni Ketut Kertiasih – Universitas Pendidikan Ganesha, listrik statis adalah kondisi di mana listrik tetap diam pada suatu benda dalam waktu sementara.
Muatan elektrostatika dapat diberikan kepada sebuah benda dengan cara menggosoknya dengan benda lain.
Muatan listrik pada sebuah benda muncul karena susunan partikel dalam benda tersebut, yang terdiri dari molekul-molekul dan atom.
Dalam susunan ini, terdapat dua jenis partikel utama, yaitu proton dan elektron, yang memiliki muatan listrik positif dan negatif masing-masing.
Awalnya, fisikawan Prancis bernama Charles Coulomb adalah yang pertama kali menyelidiki hubungan antara gaya elektrostatik pada benda bermuatan listrik dengan jaraknya.
Penelitiannya yang terkenal pada abad ke-18 ini menggambarkan bagaimana gaya elektrostatik antara dua benda bermuatan sebanding dengan produk muatan keduanya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak di antara keduanya.
Kemudian, menurut teori atom yang diajukan oleh Thomson, Rutherford, dan Bohr, atom itu sendiri adalah gabungan dari muatan positif dan negatif. Ketika jumlah proton dan elektron dalam suatu benda sama, benda tersebut disebut netral secara listrik.
Namun, benda akan memiliki muatan positif jika jumlah elektronnya lebih sedikit daripada protonnya, dan sebaliknya, benda akan memiliki muatan negatif jika jumlah elektronnya melebihi jumlah protonnya.
Ketika muatan listrik sejenis bertemu, mereka akan saling tolak menolak, sementara muatan tidak sejenis akan saling tarik menarik. Interaksi ini dikenal sebagai gaya elektrostatik.
Penyebab Listrik Statis
Elektrostatika terjadi karena muatan listrik yang terakumulasi pada suatu benda dan tidak memiliki jalur memungkinkan muatan tersebut untuk mengalir atau mencapai keseimbangan dengan benda lain.
Penyebab utama listrik statis adalah interaksi antara dua benda yang menyebabkan pemindahan elektron dari satu benda ke benda lain.
Berikut adalah beberapa penyebab umum yang dilansir dari Sampoerna Academy:
1. Gesekan
Gaya gesek atau Gesekan antara dua benda yang berbeda dapat menyebabkan pemindahan elektron dari salah satu benda ke yang lain.
Misalnya, menggosok balon karet dengan rambut atau menggosok kaki Anda di atas karpet dapat menghasilkan muatan elektrostatik.
2. Kontak dan Pemisahan
Ketika dua benda yang berbeda bersentuhan dan kemudian dipisahkan, muatan listrik yang terbentuk selama kontak dapat tetap terjaga pada salah satu benda setelah pemisahan.
Contohnya ketika kamu melepas selotip dari gulungan dan kemudian mengupitnya.
3. Induksi
Muatan listrik ini juga dapat terjadi melalui induksi. Ini terjadi ketika benda yang bermuatan didekatkan ke benda yang netral, dan muatan pada benda netral berpindah secara sementara.
4. Ketidakseimbangan Elektron
Pada benda-benda yang bersifat isolator (tidak mengizinkan aliran listrik dengan mudah), ketidakseimbangan jumlah elektron dan proton dapat menyebabkan muatan elektrostatik.
Contohnya adalah ketika menggosok kaca dengan kain wol, di mana elektron berpindah dari kaca ke kain.
5. Kondisi Lingkungan
Faktor-faktor lingkungan seperti kelembaban udara dapat memengaruhi terbentuknya muatan elektrostatik. Malam yang sangat kering cenderung meningkatkan kemungkinan terjadinya.
6. Sifat Material
Sifat-sifat material, termasuk jenis material dan strukturnya, dapat mempengaruhi tingkat terjadinya elektrostatik. Material yang lebih isolatif memiliki kemungkinan yang lebih besar untuk terjadi.
Rumus listrik statis
Sama halnya dengan rumpun ilmu fisika lainnya, elektrostatika juga memiliki rumus tertentu yang bersifat mutlak dalam perhitungannya. Adapun rumus listrik statis yaitu:
Keterangan:
- F adalah Gaya Coulomb (dalam newton, N).
- Q adalah Besar muatan 1 (dalam coulomb, C).
- q adalah Besar muatan 2 (dalam coulomb, C).
- R adalah Jarak antara muatan (dalam meter, m).
- E adalah Medan listrik (dalam newton per coulomb, N/C) atau Tegangan (dalam volt, V).
- V adalah Tegangan (dalam volt, V).
- Ep adalah Energi Potensial Listrik (dalam joule, J).
- k adalah konstanta Coulomb (dalam satuan yang sesuai, seperti N·m²/C²).
Contoh Listrik Statis
- Di kehidupan sehari-hari, peranan dari jenis listrik ini sudah cukup sering kita temui. Beberapa contoh listrik statis yaitu
- Menggosok balon karet dengan rambut menyebabkan elektron berpindah dari rambut ke balon, membuat balon dan rambut memiliki muatan listrik berlawanan.
- Setelah melepas pakaian dari mesin pengering, sering kali pakaian menjadi bermuatan statis karena gesekan antar serat kain saat pengeringan, menyebabkan pakaian menempel satu sama lain.
- Menggosok kaca dengan kain wol dapat mentransfer elektron dari kaca ke kain, sehingga kaca memiliki muatan negatif dan kain memiliki muatan positif.
- Ketika mengelus bola karet menggunakan kain wol, maka muatan listrik akan dipindahkan ke bola karet, dan bola tersebut dapat menarik kepingan kertas atau potongan-potongan kecil benda lainnya.
- Saat melepas selotip dari gulungan dan mengupitnya, gesekan dapat menyebabkan muatan elektrostatik pada selotip yang dapat digunakan untuk menarik serpihan-serpihan kertas atau benda ringan lainnya.
Contoh Soal Listrik Statis
Untuk semakin memahami mengetahui cabang ilmu pengetahuan satu ini, berikut beberapa contoh soal dari Kelistrikan yang statis.
Perbedaan Listrik Statis dan Dinamis
Statis dan dinamis merupakan 2 jenis kelistrikan yang memiliki perananan masing-masing. Adapun perbedaan listrik statis dan dinamis yaitu:
Elektrostatik (Statis)
Elektrostatik adalah bentuk listrik di mana muatan listrik tetap diam pada suatu benda dalam waktu sementara.
Muatan listrik ini dapat terbentuk melalui proses seperti gesekan atau pemisahan muatan pada benda-benda yang berinteraksi.
Muatan listrik ini seringkali terakumulasi pada permukaan benda dan tidak mengalir sebagai arus listrik yang bergerak.
Contoh nyata dari listrik ini adalah ketika balon karet digosok dengan rambut, menyebabkan balon dan rambut memiliki muatan listrik yang berlawanan, dan mereka saling tarik menarik.
Listrik Dinamis
Sementara, listrik dinamis adalah bentuk listrik di mana muatan listrik bergerak atau mengalir melalui penghantar seperti kawat.
Muatan listrik dalam listrik dinamis diperoleh dengan sengaja melalui sumber daya seperti baterai atau generator.
Listrik dinamis merupakan dasar dari sebagian besar teknologi listrik modern, digunakan dalam peralatan elektronik, pencahayaan, pengisian perangkat, dan banyak aplikasi lainnya.
Contoh dari listrik dinamis adalah arus listrik yang mengalir melalui kabel listrik untuk memberikan daya pada perangkat elektronik.
Demikianlah penjelasan lengkap mengenai apa yang dimaksud dengan listrik statis, lengkap dengan penyebab dan contohnya di dalam kehidupan sehari-hari.
Dengan pemahaman tentang kelistrikan ini, kita dapat menghindari potensi gangguan dan memanfaatkannya dalam berbagai aplikasi, membuktikan bahwa listrik adalah hal penting yang tak terpisahkan dari kehidupan modern kita. Semoga ulasan ini bermanfaat!
Editor: Ester
