Listrik Statis: Pengertian, Sejarah, Ciri, Rumus, Contoh, Pembahasan

Listrik adalah salah satu hal yang tentu kita butuhkan dalam kehidupan sehari-hari. Bagaimana tidak, listrik memiliki fungsi yang begitu banyak terutama untuk mengoperasikan benda-benda elektronik seperti AC, kipas angin, televisi, mengisi ulang baterai smartphone, setrika listrik dan lain sebagainya. Tapi, selain itu, tahukah Anda bahwa ada yang dinamakan dengan listrik statis?

Ya, ini adalah salah satu hal yang cukup sering dibahas dalam pelajaran Fisika. Namun, untuk Anda yang ingin tahu lebih banyak mengenai hal tersebut, Anda dapat menyimak penjelasan singkat di bawah ini.

Pengertian Listrik Statis

Listrik statis merupakan sekelompok muatan listrik dalam jumlah tertentu yang sifatnya tetap yang disebabkan oleh muatan listrik di dalamnya yang tidak seimbang.

Arus listrik dalam suatu benda tidak akan terlepas kecuali benda ia melepaskan muatan listriknya.

Dengan begitu bisa diartikan bahwa listrik statris ini masih terkait dengan segala hal yang berkaitan dengan kelistrikan yang tidak mengalir. Artinya, ia akan mengalir pada suatu tempat hanya sesaat saja.

Pengertian Listrik Statis
Ilustrasi Gambar Listrik Statis (Proton)

Dalam hal ini ada dua jenis muatan yaitu proton (posistif) dan elektron (negatif). Kedua muatan tersebut yang mmperngaruhi aliran listrik seperti halnya listrik akan mengalir apabila ada perpindahan elektron dari satu benda ke benda yang lainnya.

Begitu pula bisa bermuatan positif jika jumlah proton lebih banyak daripada elektron.

Di samping itu juga ada konsep dasar mengenai muatan listrik yaitu jika dua benda bermuatan sama didekatkan, maka akan terjadi tolak-menolak.

Sebaliknya, jika keduanya bermuatan berbeda akan terjadi tarik menarik. Begitulah interaksi yang terjadi pada benda yang bermuatan listrik dan itu seringkali dijelaskan dalam gaya coulomb.

Berdasarkan sejarahnya, listrik jenis ini ditemukan oleh ahli Matematika asal Yunani Kuno bernama Thale of Miletus (625-547 SM).

Hal itu berawal ketika ia mengambil sebuah batu kuning yang sering disebut sebagai batu ambar. Batu tersebut kemudian digosok-gosokkan dengan kain wol, dan ternyata bulu ayam yang ada di dekatnya ikut tertarik dan menempel pada batu.

Hal itu disebabkan batu ambar dapat memuat listrik melalui gosokan dengan kain wol.

Dari situlah asal muasal elektrostatis hingga akhirnya kita gunakan sampai saat ini dan bahkan berkembang begitu cepat dan menelurkan banyak penemuan lainnya.

Sejarah Listrik Statis

Berdasarkan sejumlah referensi, bisa diketahui bahwa pengetahuan mengenai listrik ini diawali dari pengamatan yang sebelumnya dilakukan pada tahun 600 SM oleh Thales dari Miletus.

Baca Juga :   Massa Jenis: Pengertian, Rumus, Satuan, Tabel dan Contoh Soal

Thales ini sendiri adalah seorang ahli Matematia yang berkebangsaan Yunani Kuno.

Dia menemukan bahwasanya batu ambar yang digosok menggunakan kain berbulu mampu menarik potongan jerami yang berada dekat dengannya.

Dari proses penggosokan batu tersebut, ternyata Thales memberikan muatan listrik pada batu dengan melalui kain. Kiranya muatan listrik inilah yang membuat potongan jerami menempel pada batu.

Sedikit mirip dengan percobaan tersebut, kemudian ada sejumlah percobaan umum lainnya yang biasa dilakukan saat ingin membuktikan listrik tetap (statis).

Salah satunya ialah dengan menggosokkan penggaris plastik pada kain atau rambut yang kondisinya kering.

Gosokkan penggaris plastik tersebut beberapa kali dan setelahnya dekatkan pada potongan kertas (ukuran kecil-kecil), maka penggaris akan menarik potongan kertas yang ada di dekatnya.

Ciri-ciri Listrik Statis

Medan Listrik Statis
Medan Listrik Statis, Muatan Positif dan Muatan Negatif (Ilustrasi Gambar)

Dari pengertian di atas bisa disimpulkan bahwa listrik statis tentu berbeda dengan dinamis dan memiliki ciri-ciri tertentu sebagaimana berikut:

A. Hanya terjadi jika adanya pergeseran antara dua benda yang bermuatan berbeda

Jika kedua benda berdekatan atau bahkan bergesekan bermuatan sama baik keduanya positif maupun negatif semuanya, maka tidak bisa memuat listrik, sehingga tidak terjadi tarik-menarik diantara keduanya dan justru menjauh atau tolak-menolak.

B. Tidak bisa dialirkan melalui rangkaian listrik

Tampak suatu benda memang tidak terdiri dari rangkaian listrik tertentu, namun ternyata bisa memuat listrik meskipun hanya sedikit dan cukup lemah. Sebab, benda atau medan tersebut tidak bisa dialiri oleh rangkaian listrik.

C. Muatan listrik akan terlepas dalam waktu yang sangat singkat

Benda yang terlibat dalam arus listrik statis, tidak bisa mempertahankan muatannya lebih lama.

Sebab, muatan akan segera terlepas dengan sendirinya jika gesekan diantara keduanya sudah pudar atau muatan proton, elektronnya berubah.

Rumus Listrik Statis

Rumus Listrik Statis (Ilustrasi Gambar)

Listrik statis mempunyai beberapa rumus diantaranya adalah:

  • Gaya Columb (F) = K = q E
  • Potensi Listrik (V) = K = E R
  • Usaha (W) = q (-) = Q V
  • Energi Kapasitor = ½ CV² = I/2 QV
  • Kuat Medan Listrik (E) = K = F/q
  • Energi potensial (EP) = K = q V
  • Kapasitor Keping Sejajar (C) = Q/V =
  • Bola Kapasitor = 4 r

Keterangan:

  • W = Usaha memindahkan kekuatan dari benda A ke B
  • Q = Muatan sumber
  • q = Muatan uji
  • R = Jarak antar muatan
  • k = 8.99 X N² M² C²
  • C = Kapasitansi kapasitator
  • R = Jari-jari bola
  • ξ = Permitivitas ruang hampa
  • K = Koefisien dialektrik
  • A = Luas penampang plat
  • d = Jarak antar keeping

Contoh Listrik Statis

Contoh Listrik Statis
Contoh Listrik Statis (Ilustrasi Gambar)

Dalam lingkungan kita ada banyak sekali contoh listrik jenis ini, hanya saja mungkin Anda tidak menyadarinya. Berikut adalah beberapa contohnya:

  • Penggaris yang digosokkan pada telapak tangan atau rambut, akan menarik benda kecil di sekitarnya seperti kertas.
  • Sisir yang Anda gunakan juga bisa memuat listrik diam, sebab ternyata sisir tersebut membawa beberapa rambut yang Anda sisir
  • Debu yang banyak menempel pada layar televisi. Begitu pula ketika Anda mendekatkan rambut ataupun tangan pada layar televisi yang baru mati akan terjadi tarik-menarik
  • Kain sutra yang Anda gosokkan pada batang kaca akan akan menimbulkan reaksi tarik menarik diantara keduanya.
  • Menggosokkan balon dengan tangan
  • Petir yang merupakan hasil dari gesekan antara awan dengan bumi atau sesama awan yang bermuatan berbeda
Baca Juga :   Lensa Cekung: Pengertian, Sifat, Jenis, Rumus dan Manfaat

Bagaimana Proses Terjadinya Listrik Statis?

Ketika mempelajari pelajaran Kimia, Anda tahu bahwa atom adalah unit yang paling kecil yang menyusun suatu zat. Atom ini terdiri atas 3 partikel penyusun yakni neutron, elektron dan proton.

Neutron itu adalah bagian yang tidak bermuatan. Elektron ialah bagian penyusun yang mempunyai muatan listrik negatif. Sementara proton ialah bagian penyusun yang mempunyai muatan listrik positif.

Atom akan dikatakan netral apabila jumlah elektronnya sama dengan jumlah protonnya. Tetapi atom akan dikatakan bermuatan positif apabila kekurangan elektron dan akan dikatakan bermuatan negatif apabila kelebihan elektron.

Nah, listrik tetap (statis) itu sendiri bisa terjadi akibat adanya perpindahan elektron. Ambil contoh kasus mudah, ketika Anda menggosokkan penggaris plastik pada kain, ini artinya kedua benda tersebut sama-sama dibuat bermuatan. Istilahnya adalah charging by friction.

Gosokan antara kedua benda tersebut akan membuat salah satu atom materi kehilangan elektron karena elektronnya berpindah ke atom materi yang lain.

Materi yang kehilangan elektron akan menjadi bermuatan positif dan materi yang menerima elektron akan bermuatan negatif. Pada kasus penggaris yang digosokkan pada kain wol, penggaris sebenarnya awalnya netral atau tidak bermuatan.

Tetapi karena penggaris digosokan, penggaris jadi menerima elektron dari kain wol sehingga penggaris kemudian bermuatan negatif.

Makanya ketika penggaris tersebut didekatkan pada serpihan kertas, serpihan kertas tersebut menjadi tertarik mengingat sebenarnya benda yang mempunyai muatan listrik negatif mampu menarik benda ringan yang bermuatan listrik positif.

Contoh Peristiwa Listrik Statis

Sebenarnya selain dengan melakukan percobaan listrik tetap (statis) dengan sengaja, kita juga bisa menemukan contoh peristiwa kelistrikan ini dalam kehidupan sehari-hari. Beberapa diantaranya ialah seperti yang disebutkan di bawah ini.

1. Ketika kain sutra digosokan beberapa kali pada batang kaca, maka akan terjadi peristiwa yang mirip dengan ketika penggaris plastik digosok-gosokkan pada kain atau rambut kering

2. Ketika Anda menyisir rambut, mungkin Anda tidak sadar bahwa sebenarnya ada beberapa bagian rambut yang berdiri sendiri mengikuti gerakan sisir. Hal ini terjadi karena terdapat interaksi muatan di antara rambut dengan sisir

3. Saat Anda baru mematikan televisi, kemudian Anda mendekatkan tangan pada layarnya, maka jika hendak diperhatikan terdapat rambut atau bulu tangan yang kemudian akan berdiri

Pengertian Listrik Statis di Wikipedia

Cara Membuat Benda Mempunyai Muatan Listrik Statis

Setidaknya ada 2 cara yang bisa Anda lakukan agar suatu benda mempunyai muatan listrik. Kedua cara tersebut ialah induksi dan menggosok.

Untuk induksi, ini dilakukan dengan Anda mendekatkan benda yang telah bermuatan listrik pada benda yang tidak bermuatan listrik atau netral. Hal ini akan membuat benda netral menjadi terpolarisasi.

Baca Juga :   Massa Jenis: Pengertian, Rumus, Satuan, Tabel dan Contoh Soal

Apabila benda yang telah terpolarisasi tersebut kemudian dihubungkan dengan tanah, maka elektronnya akan menuju ke tanah.

Nah, setelah benda bermutan listrik dijauhkan kemudian penghantar yang tadinya menuju tanah dihilangkan, maka benda yang netral akan bermuatan positif karena kekurangan elektron. Dalam jumlah muatan tertentu, cara ini dapat menyebabkan terjadinya lintasan bunga api.

Untuk cara yang kedua yaitu menggosok, ini seperti ketika Anda menggosokkan penggaris plastik dengan rambut atau kain.

Penerapan Listrik Statis

1. Penyemprotan cat pada mobil

Saat Anda mengecat mobil menggunakan penyemprot, butiran cat akan terdapat muatan. Hal itu disebabkan oleh adanya pergesekan antara cat dengan udara.

Sementara, permukaan mobil yang Anda cat mendapat muatan yang sifatnya berlawanan dengan muatan butiran cat. Hal itu akan sangat mudah terjadi jika permukaan mobil tidak rata.

Butiran cat tentu akan menempel pada medan listrik dan menutupi seluruh permukaan mobil yang bahkan letaknya tersembunyi.

Dengan begitu, Anda tetap bisa mengecat mobil secara merata meskipun ruang dan permukaannya tidak rata dan tersembunyi.

2. Mesin fotokopi

Seperti yang Anda ketahui bahwa bagian utama dalam mesin fotokopi adalah pelat foto konduktif. Pelat tersebut tidak akan bisa mengalirkan listrik jika tidak terkena cahaya, sehingga jangan tempatkan pada ruangan yang gelap ataupun tertutup.

Jika terkena cahaya baru pelat tersebut bisa memuat dan mengalirkan listrik. Awalnya pelat tersebut diinduksikan dengan cara menggerakkan kawat yang memiliki muatan elektron hingga kemudian membentuk muatan induksi berupa proton.

Saat kertas yang akan Anda fotokopi terkena pantulan cahaya yang mengenai pelat tersebut akan membentuk muatan listrik yang sama dengan kertas yang Anda fotokopi.

Sedangkan tinta yang bermuatan elektron akan dipercikkan pada pelat dan berpindah ke kertas lain yang sudah terpanaskan hingga akhirnya tinta tersebut bisa menempel dengan kuat. Lalu jadilah hasil kopiannya.

Bahaya dan Penerapan Listrik Statis

Listrik tetap (statis) mempunyai sejumlah bahaya diantaranya ialah membuat rambut menjadi berantakan, membuat baju menjadi kusut dan menempel, menimbulkan kotoran pada alat elektronik, tersambar petir bahkan dalam jumlah tertentu bisa menimbulkan kebakaran.

Namun, dibalik bahaya-bahaya tersebut, listrik tetap (statis) ternyata juga mempunyai manfaat yang banyak diterapkan.

Diantara penerapan listrik tetap (statis) tersebut ialah pada proses pengecatan mobil, mesin fotokopi, penyegar udara dalam ruang serta penangkap asap dan debu.

Pastinya, manfaat-manfaat seperti ini mendatangkan keuntungan dan kemudahan bagi manusia.

Jadi, meskipun listrik statis tidak mampu menghasilkan arus layaknya listrik dinamis, listrik ini tetap bisa memberikan manfaat pada manusia.

Pastinya pengetahuan mengenai listrik begitu menarik untuk dipelajari. Dan sebaiknya Anda juga mencari referensi yang lain guna memperkaya ilmu tentang kelistrikan. Semoga bermanfaat.

Berbagi itu Indah!

2 thoughts on “Listrik Statis: Pengertian, Sejarah, Ciri, Rumus, Contoh, Pembahasan

  1. Terima kasih mbak artikel yang sangat bagus pembahasan yang diberikan sangat lengkap

    • Sama-sama janga lupa untuk mampir kembali karena akan ada materi serupa yang akan kami bagikan juga

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.