Pengertian Listrik Statis, Teori, Rumus dan Contoh Soalnya – Pernahkah kalian coba menggosok-gosokkan sebuah penggaris ke rambut lalu mendekatkannya kepada potongan-potongan kecil kertas? Lalu yang terjadi adalah potongan-potongan kecil kertas menempel pada penggaris tersebut.
Pengertian Listrik Statis, Teori, Rumus dan Contoh Soalnya
Ya, itu adalah salah satu contoh kecil dari listrik statis.
Pengertian Listrik Statis
Atau yang dalam bahasa Inggris “electrostatic” merupakan suatu cabang ilmu yang mempelajari tentang pengumpulan muatan listrik beserta sifat-sifatnya pada sebuah benda.
Menilik asal kata di mana kata “listrik” diikuti kata “statis” setelahnya yang berarti “diam” menunjukkan bahwa listrik statis berhubungan dengan gejala-gejala kelistrikan yang tidak mengalir atau diam. Listrik statis tidak bisa mengalir menuju titik lain dari suatu titik.
Hanya bisa menyala dalam sekejap pada suatu titik dan tidak bisa menghasilkan arus listrik. Menurut sejarah kelistrikan, listrik statis merupakan listrik yang ditemukan pertama kali oleh para ilmuwan terdahulu.
Listrik yang bisa kita manfaatkan saat ini adalah hasil pengembangan dari listrik statis. Ilmuwan yang pertama kali menemukan listrik statis ialah Thale of Miletus (625 – 547 SM) yang berasal dari Yunani Kuno.
Di masa itu Thales of Miletus mengambil batu ambar (sebuah batu berwarna kuning) dan menggosok-gosokkannya di kain wol. Lalu tanpa diduga, bulu-bulu ayam yang ada di sekitarnya tertarik lalu menempel.
Gosokan-gosokan yang dilakukan Thales tersebut rupanya memberikan muatan listrik terhadap batu ambar melalui kain wol. Muatan listrik tersebut yang membuat bulu-bulu ayam di sekitar batu ambar akhirnya tertarik dan menempel di batu ambar. Peristiwa tersebut merupakan awal dari penemuan listrik statis.
Konsep Dasar Listrik Statis
Peristiwa menempelnya potongan-potongan kecil kertas pada penggaris yang sebelumnya sudah digosok-gosokkan bisa dijabarkan melalui konsep dasar listrik statis (muatan listrik). Elektrostatis mempelajari tentang muatan listrik yang berada dalam posisi diam (statis).
Melihat gambar di atas, maka kita bisa mengetahui bahwa muatan listrik terjadi sebab elektron berpindah dari benda satu ke benda lain. Ada dua muatan listrik yakni muatan negatif dan muatan positif.
Muatan positif ialah jumlah proton yang lebih banyak dibandingkan jumlah elektron dan muatan negatif ialah jika jumlah proton lebih sedikit dibandingkan jumlah elektron. Muatan netral ialah benda yang tidak mempunyai muatan.
Benda dengan muatan yang sama akan bereaksi tolak menolak saat berdekatan dan benda dengan muatan yang berbeda akan salin menarik pada saat berdekatan. Interaksi yang timbul antara muatan-muatan listrik dapat dijelaskan dengan gaya Coulomb.
Rumus Listrik Statis
Ada beberapa rumus dalam listrik statis yaitu :
Gaya Coulomb (F)
Kuat Medan Listrik (F)
Potensial Listrik (V)
Energi Potensial (EP)
Usaha (W)
Kapasitor Keping Sejajar (C)
Energi Kapasitor (W)
Bola Kapasitor (C)
Penerapan Listrik Statis
Digunakan untuk membantu manusia dalam kehidupan sehari-hari sebab manfaat yang dimilikinya berguna memudahkan kegiatan manusia. berikut ini beberapa contoh aplikasi listrik statis.
Alat Penggumpal Asap Pengurang Polusi
Seorang kimiawan Amerika Frederick Gardner Cottrel di tahun 1906 menemukan alat yang berfungsi menggunpalkan asap dari cerobong asap pabrik sehingga polusi udara bisa diminimalisir. Alat sederhana tersebut menggunakan prinsip gaya Coulomb dan induksi buatan dengan cara memasang dua logam dengan muatan besar namun berlawanan tanda di cerobong asap pabrik.
Partikel asap yang melalui cerobong akan diinduksi sehingga mempunyai muatan induksi yang positif dan negatif. Partikel asap yang saling menarik membentuk partikel yang lebih besar dan berat sehingga tidak turut mengalir bersama asap melainkan jatuh ke dasar cerobong.
Pengecatan Mobil
Ketika cat disemprotkan akan keluar butiran halus cat dan memiliki muatan sebab bergesekan dengan udara. Permukaan mobil yang dicat akan memiliki muatan yang berlwanan dengan muatan butiran cat supaya butiran cat bisa tertarik ke permukaan mobil.
Cara pengecatan mobil yang dimikian dinilai sangat efektif untuk diaplikasikan di permukaan yang tidak rata sebab butir cat yang menempel mengiktui medan listrik yang ada. Hal ini berakibat butiran-butiran cat akan menutupi selutuh permukaan mobil yang bisa jadi luput dari semprotan cat.
Dengan begitu teknik ini mampu memberikan hasil pengecatan merata serta menjangkau tempat tersembunyi.
Mesin Fotokopi
Terdiri dari bagian utama yaitu plat foto konduktif yang tidak bisa menghantarkan listrik pada saat ada di ruangan gelap. Plat tersebut hanya menghantarkan listrik jika dikenai cahaya. Plat foto konduktif awalnya diinduksi dengan menggetarkan kawatan bermuatan listrik negatif di permukaannya sehingga permukaan plat akan mempunyai muatan induksi positif.
Saat kertas yang hendak difotokopi disinari, pantulan cahaya mengenai lpat foto konduktif yang sudah bermuatan induksi sehingga ada muatan listrik seperti di kertas yang hendak dikopi. Lalu, tinta bermuatan negatif disemprotkan di plat dan dipindahkan ke kertas lain guna membuat kopinya. Kertas dipanaskan supaya tinta bisa menempel kuat.
Contoh Soal
Titik A dalam medan memiliki kuat sebesar 0,5 NC-1. Apabila sebuah benda bermuatan 0,25 C diposisikan di titik A, berapakah gaya Coloumb yang bekerja pada benda tersebut?
Penyelesaian :
Diketahui
E : 0,5 NC-1
q : 0,25 C
Ditanya
F : …?
Jawaban
F = q E
F = 0,25 x 0,5 NC-1
F = 0,125 N
Jadi, besarnya gaya Coulomb yang bekerja pada benda tersebut adalah 0,125 N.
Terdapat dua buah muatan yang masing-masing besarnya 5 C dan 4 C dengan jarak 3 m. apabila k = 9 x 109 Nm2 C-2 , hitunglah gaya Coulomb yang diberikan pada dua muatan!
Penyelesaian :
Diketahui
q1 : 5 C
q2 : 4 C
r : 3 m
k : 9 x 109 Nm2 C-2
Ditanya
F : …?
Jawaban
Jadi, besarnya gaya Coulomb ialah 2 x 109.
Sekian penjelasan materi Pengertian Listrik Statis, Teori, Rumus dan Contoh Soalnya. Baca juga ya artikel-artikel kami lainnya. Terima kasih dan semoga bermanfaat 🙂