listrik statis

MATERI
LISTRIK STATIS

Petir adalah suatu kejadian alam yang luar biasa, karena dalam setiap kejadiannya energi yang dilepaskan lebih besar daripada yang dihasilkan oleh seluruh pusat pembangkit tenaga listrik di Amerika. Cahaya yang dikeluarkan oleh petir lebih terang daripada cahaya 10 juta bola lampu pijar berdaya 100 watt. Hal lain yang menakjubkan bahwa molekul- molekul nitrogen, yang sangat penting untuk tumbuhan, muncul dari kekuatan ini. Mengapa petir dapat membebaskan energi? Darimana petir mendapatkan energi listrik? Berapa biaya listrik yang dapat kita hemat jika kita dapat mengumpulkan energi dari petir? Kata listrik dalam bahasa Yunani adalah electron, yang berarti amber. Amber adalah pohon damar yang membatu. Listrik statis adalah listrik yang diam untuk sementara pada suatu benda.Orang pertama yang melakukan percobaan tentang listrik statis adalah Thales of Miletus. Gejala kelistrikan pertama kali dilakukan dengan menggosok-gosokan batu amber dan mendekatkan ke benda-benda kecil, ternyata batu amber menarik benda-benda ringan seperti daun kecil, bulu ayam dan debu. Peristiwa ini merupakan gejala kelistrikan.
A. Atom
Bagaimana sebuah kekuatan luar biasa semacam itu muncul dari partikel bermuatan positif (proton) dan negatif (elektron) dari dalam sebuah atom, yang tak terlihat oleh mata telanjang. Perbedaan jumlah proton dan elektron dalam sebuah atom mengakibatkan atom bermuatan listrik Karena semua benda tersusun oleh atom-atom, maka perubahan muatan listrik pada atom akan mengakibatkan perubahan listrik pada benda. Setiap benda memiliki kecenderungan untuk berada dalam keadaan netral, oleh karena itu jika benda bermuatan maka secara spontan dapat membebaskan muatannya.
Salah satu contohnya adalah petir. Sifat-sifat muatan listrik antara lain: 1) listrik terdiri dari dua jenis muatan yaitu muatan positif dan negatif, 2)muatan listrik akan saling berinteraksi, muatan sejenis tolak menolak dan muatan tidak sejenis tarik-menarik. Atom adalah partikel terkecil penyusun suatu unsur yang masih memiliki sifat unsur tersebut. Atom terdiri dari partikel-partikel yang jauh lebih kecil yang memiliki sifat sendiri. Partikel tersebut adalah proton, netron yang terdapat dalam inti atom dan elektron yang mengorbit inti dengan lintasan tertentu. Atom terbagi atas tiga jenis, yaitu atom positif, atom negative dan atom netral. Apabila suatu atom kehilangan electron, maka atom tersebut menjadi kekurangan electron dan menjadi bermuatan positif, sedangkan atom yang mendapat tambahan electron dari atom lain dan menjadi kelebihan electron maka atom tersebut menjadi bermuatan negative, sementara atom yang memiliki electron dan proton yang sama di sebut atom netral.
B. Bagaimana atom memancarkan energi?
Sebuah atom mempunyai kemampuan menyerap energi, Jika ini terjadi sebagian elektron dari atom tersebut akan tereksitasi. Konfigurasi elektron memiliki kecenderungan untuk menempatkan elektron mulai dari lintasan yang terdalam. Dengan demikian elektron yang tereksitasi akan berusaha untuk kembali pada orbit yang ada di bawahnya dengan memancarkan energi.
C. Muatan Listrik
Setiap zat tersusun atas atom-atom, dengan demikian muatan listrik suatu zat tergantung dari jenis muatan listrik atom-atomnya. Jika atom-atom benda lebih cenderung melepaskaan elektron, maka zat yang disusunnya lebih cenderung bermuatan positif. Sebaliknya jika atom-atom benda lebih cenderung menangkap elektron, maka zat yang disusunnya cenderung bermuatan negatif. Dengan demikian muatan listrik sebuah benda sangat tergantung dengan muatan listrik atom-atom penyusunnya. Bagaimana cara membuat benda bermuatan listrik? Suatu benda dapat dimuati listrik dengan dua cara
a. Menggosok
Mengapa dengan menggosokkan benda ke benda lain dapat membuat benda bermuatan listrik? Apakah semua benda jika digosokkan akan bermuatan listrik? Muatan listrik pada sebuah benda, sangat dipengaruhi olah muatan listrik atom-atom penyusunnya. Ada atom-atom yang cenderung melepas elektron, tetapi ada juga atom-atom yang cenderung mengikat elektron. Jika dua benda tersusun dari atom-atom yang memiliki perbedaan sifat tersebut saling digosokkan maka, maka interaksi itu akan lebih mudah membuat benda bermuatan listrik. Jika kain sutera digosokkan pada kaca, maka elektron-elektron kaca akan berpindah menuju sutera, sehingga kaca menjadi bermuataan positif. sementara itu kain sutera menjadi bermuatan negatif karena mendapat tambahan electron. Jika kain wool digosokkan pada plastik, maka elektron-elektron kain wool akan berpindah menuju plastik, sehingga plastik menjadi bermuataan negatif. sementara itu kain wool menjadi bermuatan positif karena kehilangan elektron-elektronnya.
b. Induksi
Bagaimana proses pemuatan listrik dengan induksi? Induksi dapat dilakukan dengan cara mendekatkan benda yang bermuatan listrik ke benda netral. Akibatnya benda netral akan terpolarisasi. Jika benda netral yang telah terpolarisasi di hubungkan dengan tanah (di ground kan), maka elektron-elektronnya akan mengalir menuju tanah. Setelah penghantar yang menuju tanah di hilangkan dan benda bermuatan listrik dijauhkan, maka benda netral akan menjadi kekurangan elektron (bermuatan positif). Induksi dalam jumlah muatan tertentu dapat mengakibatkan muatan listrik melompati gap (jarak pemisah), dalam hal ini dapat menimbulkan lintasan bunga api. Salah satu peristiwa yang besar adalah terjadinya petir. Dengan kata lain induksi listrik merupakan peristiwa pemisahan muatan listrik dalam suatu benda karena benda tersebut didekati benda lain yang bermuatan. Untuk menimbulkan muatan listrik yang besar menggunakan generator, salah satunya aldalah Generator Van de Graaff. Sedangkan alat untuk mengetahui ada tidaknya muatan listrik pada suatu benda disebut Elektroskop. Elektroskop dimanfaatkan manusia sebagai penangkal petir untuk bangunan tinggi. Prinsip kerja penangkal petir memanfaatkan sifat-sifat muatan listrik yang terkumpul pada bagian yang lancip. Penangkal petir biasanya berupa tongkat panjang yang ujungnya lancip/runcing yang terbuata dari tembaga dan diletakkan di atas atap, ujung bawahnya dihubungkan dengan lempeng logam yang tertanam di bawah tanah. Cara penangkal petir melindungi dari sambaran petir melalui dua cara, yaitu
a. Loncatan electron dari awan mengalir melalui penangkal petir dan masuk ke dalam tanah.
b. Molekul-molekul udara bermuatan listrik positif yang berkumpul disekitar ujung runcing
penangkal petir akan mengalir keluar sehingga muatan listrik induksi pada atap
berkurang dan sebagian muatan negative pada awan menjadi netral.

• Sifat muatan listrik:
a. Interaksi antara benda-benda yang bermuatan listrik.
b. muatan sejenis tolak-menolak
c. muatan tidak sejenis tarik-menarik  Muatan listrik ada dua jenis :
a. Muatan positif
b. Muatan negative
D. Hukum Coloumb
Charles Augustin de Coloumb berhasil menemukan hubungan antara besar gaya listrik dari dua muatan listrik, besar muatan listrik dan jarak antar dua muatan listrik dengan menggunakan neraca puntir. Percobaan Coloumb menunjukkan bahwa gaya listrik anatara dua benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat dua jarak tersebut. Berdasarkan hokum Coloumb tersebut gaya listrik pada dua benda makin besar bila muatan listriknya keduanya makin besar atau jarak keduanya makin kecil, sebaliknya bila gaya listrik pada dua benda makin kecil bila muatan listriknya makin kecil atau jarak keduanya makin besar. Gaya Coloumb berlaku juga pada partikel-partikel bermuatan listrik. Besarnya gaya listrik yang bekerja antara dua partikel bermuatan dinyatakan dengan :

F = Konstanta
= muatan listrik ( C )
= Jarak pisah antar muatan ( m )

• Kegunaan Listrik Statis
a. Mesin Fotokopi
Mesin fotokopi memanfaatkan konsep listrik statis dan optik. Mesin ini memanfaatkan sifat unik dari logam selenium, yaitu dapat menghantarkan listrik ketika terkena cahaya dan tidak menghantarkan listrik ketika tidak terkena cahaya.
b. Pengecatan Mobil
Agar mobil dapat dicat dengan rata, maka badan mobil diberi muatan listrik yang berbeda dengan muatan listrik pada cat. Dengan demikian cat dapat menempel kuat dan merata pada mobil

• Bahaya Listrik Statis
Pada truk tangki pengangkut bahan yang mudah terbakar, dipasang rantai pada bagian bawahnya. Ini dimaksudkan agar listrik statis yang timbul karena gesekan ban dengan jalan dapat dinetralkan sehingga tidak membahayakan muatan tangki.