Ilustrasi belajar. Medcom.
Ilustrasi belajar. Medcom.

Mengenal Listrik Statis: Pengertian, Muatan, dan Rumus

Pendidikan pendidikan pelajaran fisika Mata pelajaran Mata Pelajaran Fisika
Medcom • 21 April 2022 21:04
Jakarta: Sobat Medcom pasti pernah melihat petir, bukan? Gelaja alam berupa kilatan cahaya sesaat ini merupakan salah satu contoh listrik statis dalam kehidupan sehari-hari.
 
Selain itu, debu yang menempel pada layar televisi juga merupakan fenomena listrik statis. Ini sama halnya dengan penggaris plastik yang mampu menarik potongan kertas usai digosokkan ke rambut.
 
Berbicara tentang listrik statis, sebenarnya apa itu? Berikut pembahasannya yang dikutip dari Zenius, mulai dari pengertian, muatan, hingga rumus-rumus.

Pengertian listrik statis

Listrik statis adalah suatu fenomena listrik yang ditimbulkan ketika partikel bermuatan ditransfer dari satu benda ke benda lain. Perpindahan muatan ini terjadi karena adanya dua buah benda yang saling bergesekan.

Bagaimana tanggapan anda mengenai artikel ini?


Ketika muatan elektron berpindah, kedua benda bisa mengalami kelebihan dan kekurangan elektron. Kelebihan elektron membuat benda tersebut bermuatan negatif, sedangkan kekurangan elektron membuatnya bermuatan positif. Perbedaan sifat muatan ini menyebabkan keduanya saling tarik-menarik.
 
Sesuai namanya, aliran listrik statis cenderung diam atau tidak bergerak. Ini tentu berbeda dengan listrik dinamis yang arusnya dapat bergerak atau mengalir.
 
Menyambung pembahasan di awal, petir bisa terjadi karena adanya perpindahan elektron. Ketika langit dalam keadaan kelebihan elektron, kilatan cahaya ini akan mengarah ke daerah yang elektronnya lebih sedikit.
 
Agar kelebihan elektron tersebut segera tersalurkan, petir ‘mencari’ objek yang paling dekat dengan awan. Itulah sebabnya petir kerap menyambar benda-benda tinggi.
 
Selain dijumpai pada petir, listrik statis juga bisa dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari. Salah satunya, pengecatan mobil.
 
Saat cat disemprotkan, butiran halus yang ada pada cat akan bergesekkan dengan udara, sehingga bermuatan listrik. Sementara itu, permukaan mobil yang akan dicat diberikan muatan berlawanan dengan butiran cat. Sehingga, butiran-butiran cat tersebut dapat tertarik ke permukaan mobil dan menempel dengan sempurna.
 
Printer laser juga merupakan contoh alat yang memanfaatkan listrik statis. Ketika photoreceptor drum yang bermuatan positif berputar, laser bersinar melintasi permukaan yang tidak bermuatan.
 
Setelah melewati photoreceptor drum yang berputar, kertas akan melewati fuser. Bagian fuser inilah yang menyebabkan kertas menjadi terasa panas saat baru keluar dari printer.
 
Meski terkesan rumit, listrik statis ternyata bisa diciptakan sendiri. Terdapat tiga cara membuat benda menjadi bermuatan listrik statis, yakni induksi, konduksi, dan penggosokkan.
 
Pada tahap induksi, benda bermuatan netral didekatkan dengan benda lain yang sudah bermuatan. Selanjutnya, kedua benda tersebut ditempelkan, atau biasa disebut konduksi. Keduanya lantas saling digosokkan hingga bermuatan listrik.

Muatan listrik statis

Berbicara tentang muatan, listrik statis memuat atom yang terdiri dari dua bagian. Keduanya ialah inti dan kulit atom.
 
Inti atom tersusun atas dua macam partikel, yakni proton (bermuatan positif) dan neutron (tidak bermuatan/netral). Sementara itu, kulit atom tersusun atas partikel-partikel bermuatan negatif yang disebut elektron.
 
Suatu atom dikatakan netral apabila jumlah proton dan elektronnya sama. Sedangkan, atom dikatakan bermuatan positif apabila jumlah proton lebih banyak ketimbang elektron. Adapun atom yang dikatakan bermuatan negatif memiliki jumlah proton lebih sedikit daripada jumlah elektron.
 
Dengan kata lain, atom pada dasarnya bermuatan netral. Namun, atom akan berubah menjadi positif atau negatif apabila ada perpindahan elektron.

Rumus listrik statis

Dalam listrik statis, ada lima rumus yang biasanya digunakan. Kelimanya ialah Gaya Coloumb, Medan Listrik, Potensial Listrik, Energi Potensial Listrik, dan Kapasitor.

1. Gaya Coloumb

Gaya Coloumb mengukur besaran listrik yang terjadi antara dua benda bermuatan dengan jarak. Muatan berlainan akan tarik-menarik, sedangkan muatan sejenis akan tolak-menolak.
 
Besarnya gaya tarik-menarik dan tolak-menolak itu dihitung dengan rumus:
 
Mengenal Listrik Statis: Pengertian, Muatan, dan Rumus
 
Keterangan:
 
F = Gaya Coloumb (N)
k = koefisien (9 x 109 Nm2/C2)
r = jarak antar muatan (m)
q1dan q2 = muatan masing-masing partikel (C)

2. Medan Listrik

Medan listrik merupakan daerah di sekitar partikel bermuatan listrik yang masih dipengaruhi Gaya Coulomb. Untuk muatan positif, arah medan listrik bergerak keluar dari muatan sumber. Sebaliknya, muatan negatif bergerak masuk ke dalam.
 
Benda bermuatan yang menghasilkan medan listrik disebut muatan sumber. Sedangkan, muatan lain yang diletakkan dalam pengaruh medan listrik muatan sumber disebut sebagai muatan uji.
 
Berikut adalah rumus kuat medan listrik:
 
Mengenal Listrik Statis: Pengertian, Muatan, dan Rumus atau Mengenal Listrik Statis: Pengertian, Muatan, dan Rumus
 
Keterangan:
 
E = kuat medan listrik (N/C)
F = Gaya Coulomb (N)
r = jarak muatan uji terhadap muatan sumber (m)
Q = besar muatan sumber (C)
q = besar muatan uji (C)

3. Potensial Listrik

Potensial listrik merupakan usaha per satuan muatan yang dibutuhkan untuk memindahkan satu muatan dari satu titik ke titik lain.
 
Besarnya potensial listrik di suatu titik dapat dihitung dengan rumus berikut:
 
Mengenal Listrik Statis: Pengertian, Muatan, dan Rumus
 
Keterangan:
 
V = potensial listrik ( volt)
Q = muatan sumber (C)
k = koefisien (9 x 109 Nm2/C2)
r = jarak terhadap sumber muatan (m)

4. Energi Potensial Listrik

Energi potensial listrik merupakan energi atau usaha yang dibutuhkan untuk memindahkan muatan listrik dari satu titik ke titik lain.
 
Rumus energi potensial adalah sebagai berikut:
 
Mengenal Listrik Statis: Pengertian, Muatan, dan Rumus
 
Keterangan:
 
Ep = energi potensial muatan uji
k = koefisien (9 x 109 Nm2/C2)
r = jarak terhadap sumber muatan (m)
q1 dan q2 = muatan masing-masing partikel (C)
 
Ketika suatu muatan pindah dari satu titik ke titik lain, maka usahanya bisa dihitung menggunakan rumus berikut:
 
Mengenal Listrik Statis: Pengertian, Muatan, dan Rumus
 
Keterangan:
 
ΔV= beda potensial (volt)
W = usaha yang diperlukan untuk memindahkan muatan q

5. Kapasitor

Kapasitor merupakan salah satu peralatan listrik yang berfungsi menyimpan energi dalam waktu singkat untuk dibebaskan dengan cepat.
 
Besarnya kapasitas kapasitor dapat dihitung menggunakan rumus berikut:
 
Mengenal Listrik Statis: Pengertian, Muatan, dan Rumus
 
Keterangan:
 
C = kapasitas kapasitor (Farad atau f)
q = muatan antara dua keping (C)
V = beda potensial antara dua keping (volt)
A = luas penampang keping (m2)
???? = permitivitas dielektrik bahan
 
Demikianlah pembahasan mengenai listrik status, materi fisika yang biasa dijumpai di kelas 12 SMA. Semoga penjelasan di atas bermanfaat, ya! (Nurisma Rahmatika)
 
Baca: Apa Itu Pemantulan Cahaya? Simak Pengertian dan Jenisnya
 
 
(REN)



LEAVE A COMMENT
LOADING
FOLLOW US

Ikuti media sosial medcom.id dan dapatkan berbagai keuntungan

Dapatkan berita terbaru dari kami Ikuti langkah ini untuk mendapatkan notifikasi

unblock notif