Listrik Statis – Konsep


Sisir plastik yang telah digosok dengan kain wol tiba-tiba dapat menarik potongan-potongan kecil kertas yang berada di dekatnya. Batang kaca yang telah digosok dengan kain sutera juga dapat menarik potongan-potongan kecil kertas di dekatnya. Apakah itu sihir? Tentu tidak, fenomena-fenomena ini dapat dijelaskan dengan memahami konsep induksi listrik seperti yang akan dijelaskan berikut ini.

Atom

Setiap benda tersusun atas atom-atom. Di dalam setiap atom terdapat bagian yang lebih kecil lagi, yaitu proton, neutron, dan elekron. Proton dan neutron terletak di bagian tengah atom, menyusun inti atom atau nukleus. Elektron-elektron terletak di luar inti atom dan mengelilingi inti atom. Untuk lebih jelasnya, dapat dilihat pada model atom Bohr berikut ini:

list_statis_01Proton memiliki muatan listrik positif, neutron tidak bermuatan listrik (netral), dan elektron memiliki muatan listrik negatif. Karena neutron tidak bermuatan, sedangkan proton bermuatan positif, maka inti atom bermuatan positif. Setiap atom memiliki jumlah proton dan elektron yang sama, sehingga atom bersifat netral.

 

Muatan Listrik

Elektron yang mengelilingi inti atom dapat bergerak meninggalkan atom untuk bergabung dengan atom lain. Jika suatu atom kehilangan elektronnya, atom akan bermuatan positif (karena jumlah muatan negatifnya lebih sedikit daripada jumlah muatan positifnya). Jika suatu atom memperoleh elektron, atom akan menjadi bermuatan negatif (karena jumlah muatan negatifnya lebih banyak daripada muatan positifnya. Atom yang bermuatan listrik disebut juga ion. Jadi, ada dua jenis ion, yaitu ion positif dan ion negatif.

Jika benda bermuatan sama didekatkan (positif dengan positif atau negatif dengan negatif), kedua benda akan tolak-menolak. Sedangkan jika benda yang berbeda muatan didekatkan (positif dengan negatif), kedua benda akan tarik-menarik.

 

Memberi Muatan Listrik

Suatu benda yang bersifat netral dapat diberi muatan listrik dengan cara menambah atau mengurangi jumlah elektron yang dimilikinya. Ada beberapa cara untuk memberi muatan listrik pada suatu benda, misalnya dengan penggosokan, penyentuhan, dan induksi.

Penggosokan

Jika dua buah benda yang erbuat dari bahan yang berbeda digosokkan satu sama lain, aka nada sejumla kecil elektron yang berpindah dari satu benda ke benda lainnya. Benda yang kehilangan elektron akan menjadi bermuatan positif, sedangkan benda yang memperoleh elektron akan menjadi bermuatan negatif. Perpindahan elektron tergantung pada jenis benda yang digosokkan.

 

Penyentuhan

Berdasarkan kemampuannya menghantarkan listrik, benda dibedakan menjadi konduktor dan isolator. Konduktor adalah benda yang dapat menghantar listrik, sedangkan isolator adalah benda yang tiak dapat menghantar listrik. Konduktor mengandung pembawa muatan sehingga dapat menghantar listrik, sedangkan isolator tidak mengandung pembawa muatan.

Jika sebuah konduktor yang bermuatan disentuhkan dengan benda lain yang tidak bermuatan, akan terjadi aliran elektron dari konduktor yang mempunyai elektron lebih banyak, sehingga konduktor yang tidak bermuatan juga menjadi bermuatan. Besarnya muatan listrik yang mengalir tergantung pada kemampuan benda untuk menyimpannya.

 

Induksi

Suatu benda yang bermuatan dapat memberikan muatannya pada benda netral di dekatnya tanpa menyentuhnya. Prosesnya dapat digambarkan seperti pada contoh berikut ini:

list_statis_02Sebuah benda bermuatan positif didekatkan pada benda netral. Benda bermuatan positif ini berperan sebagai benda penginduksi.

list_statis_03Karena yang mendekati adalah benda bermuatan positif, elektron-elektron pada benda yang netral akan berpindah ke bagian yang lebih dekat pada benda penginduksi tersebut, sehingga bagian yang berada di dekat benda penginduksi akan menjadi kutub negatif. Bagian yang ditinggalkan oleh elektron-elekron itu menjadi bermuatan positif. Sehingga terjadi tarik-menarik antara benda penginduksi dan benda netral tersebut.

Demikian pula yang terjadi jika benda penginduksinya adalah benda bermuatan negatif.

Karena yang mendekati adalah benda bermuatan negatif, elektron-elektron pada benda netral akan bergerak menjauhi benda penginduksi tersebut, sehingga bagian yang berada di dekat benda penginduksi menjadi kutub positif, dan bagian yang berada jauh dari benda penginduksi menjadi kutub negatif.

list_statis_04Dengan demikian, induksi adalah peristiwa pemisahan muatan dalam satu benda. Muatan yang berada di dekat benda penginduksi disebut muatan induksi.

Jika benda penginduksi dijauhkan dari benda netral tadi, elektron-elektron pada benda netral itu akan kembali tersebar merata di seluruh bagian benda sehingga benda kembali netral, tidak ada lagi kutub negatif dan kutub positif. Pemberian muatan ini bersifat sementara.

Pemberian muatan secara induksi juga dapat terjadi secara permanen, dengan menggunakan bantuan konduktor lain. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada contoh berikut ini:

list_statis_05Benda A yang bermuatan positif didekatkan pada benda B yang netral. Akibatnya, pada bagian yang dekat dengan benda penginduksi menjadi kutub negatif, dan bagian yang jauh dari benda penginduksi menjadi kutub positif. Setelah itu, kutub positif benda B dihubungkan ke bumi dengan kawat logam (dikenal dengan istilah ditanahkan). Karena adanya kawat logam itu, elektron dari bumi mengalir ke benda netral tersebut. Jika kawat logam itu dilepas, benda B menjadi bermuatan negatif, karena kelebihan elektron. Sehingga, walaupun setelah itu benda A dijauhkan dari benda B, benda B tetap bermuatan negatif.

Fenomena induksi ini dapat terlihat pada peristiwa sisir plastik yang digosok, yang kemudian dapat menarik potongan-potongan kertas. Sisir plastik yang belum digosok masih bersifat netral. Setelah digosok dengan kain wol, terjadi perpindahan elektron dari kain ke sisr plastik, sehingga  sisir plastik menjadi bermuatan negatif. Jika sisir plastik yang sudah bermuatan tadi didekatkan pada potongan-potongan kecil kertas yang netral, akan terjadi peristiwa induksi, sehingga sisir plastik dapat menarik potongan-potongan kertas.

 

About alicealc

a private teacher, teaches Math, Physics, and Chemistry for Junior High and High School students :)
This entry was posted in Fisika (Indonesia) and tagged , . Bookmark the permalink.

2 Responses to Listrik Statis – Konsep

  1. NMA says:

    Thanks… it is useful

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s