Jenis muatan listrik yang terjadi karena gesekan kedua benda adalah

Jakarta -

Pernahkah kamu terkejut karena sengatan saat menyentuh layar televisi? Sengatan tersebut ditimbulkan listrik statis. Listrik statis adalah listrik yang perpindahan arusnya terbatas, sehingga sifatnya hanya sementara (lemah), atau diam.

Listrik sendiri berasal dari bahasa Yunani "elektron" yang berarti batu amber. Amber ini merupakan pohon damar yang membatu. Batu ini bersifat menarik benda-benda kecil setelah digosokkan. Hal itu kemudian dikembangkan oleh seorang ilmuwan Yunani, bernama Thales of Miletus dengan melakukan eksperimen yang berhasil menemukan suatu muatan listrik.

Yadi Nurhayati, dkk, dalam buku Fisika Kelas IX, menuliskan bahwa besar muatan listrik akan bergantung pada kekurangan atau kelebihan jumlah elektronnya. Semakin banyak kelebihan dan kekurangan elektron benda, maka semakin besar muatan listriknya. Satuan muatan listrik dalam SI adalah coulomb (C).

Menurut teori elektron, suatu elektron yang berpindah dari satu atom ke atom lainnya, disebut elektron bebas. Benda dengan elektron bebas yang mampu memindahkan muatan listrik disebut konduktor. Sementara itu, benda yang sukar menghantarkan muatan listrik disebut isolator.

Gejala Listrik Statis di Kehidupan Sehari-hari

Mengutip buku modul IPA Kemdikbud Paket B Setara SMP/MTs oleh Drs. Alexander B. Tanggela, listrik statis merupakan listrik yang dihasilkan dari adanya penumpukan muatan listrik, yang terjadi dari gesekan antara dua benda. Cara memberi muatan pada listrik statis selain dengan menggosokkan atau menggesek yakni konduksi dan induksi.

Contoh gejala listrik statis dalam kehidupan sehari-hari yang bisa kita amati:

1. Jika kamu mencoba menggosok-gosokan penggaris plastik pada rambut yang kering. Setelah itu, coba dekatkan penggarisya pada sobekan-sobekan kertas kecil. Apa yang terjadi? Nantinya kita akan melihat sobekan-sobekan kertas tersebut tertarik ke atas oleh penggaris.

Mengapa bisa seperti itu? Hal tersebut bisa terjadi karena penggaris yang telah digosokan ke rambut, membuat muatan negatif (elektron) dari rambut akan berpindah kepada penggaris yang awalnya bersifat netral.

Kelebihan elektron dari muatan negatif itu lah yang menghasilkan adanya gaya tarik menarik, dari sobekan kertas yang bermuatan positif (proton). Gejala tarik-menarik antara penggaris dengan sobekan kertas itulah yang dinamakan dengan peristiwa listrik statis.

2. Apakah kalian pernah melihat petir yang ditimbulkan dari awan-awan di langit? Fenomena tersebut merupakan salah satu contoh dari adanya proses listrik statis, di mana awan yang memiliki sifat netral atau tidak bermuatan, akan menjadi bermuatan listrik.

3. Gejala listrik statis lainnya yang bisa kita amati yakni balon menempel di dinding setelah digosokkan ke rambut, bulu di badan tertarik oleh pakaian yang baru disetrika. Adapun yang bukan gejala listrik statis adalah kedua telapak tangan terasa panas setelah saling digosokkan.

Manfaat Penerapan Listrik Statis

1. Cat Semprot

Saat bergesekan dengan mulut pipa semprot dan udara, butiran cat dari aerosol menjadi bermuatan. Nah, bila benda yang akan dicat diberi muatan berlawanan, maka butiran cat akan tertarik ke badan benda. Metode ini sangat efektif, efisien, dan murah.

2. Mesin Fotokopi

3. Printer Laser

Listrik statis dapat dimanfaatkan dalam printer laser yang bagian-bagiannya terdiri atas fuser, drum photoreceptor, corona wire, laser, dan toner. Saat drum yang bermuatan positif berputar, laser bersinar melintasi permukaan yang tidak bermuatan. Laser akan menggambar pada kertas yang bermuatan negatif.

Setelah melewati drum yang berputar kertas akan melewati fuser. Pada bagian fuser ini kertas akan mengalami pemanasan, hal ini yang menyebabkan kertas terasa panas pada saat keluar dari printer.

4. Alat Penggumpal Asap untuk Mengurangi Polusi

Bahaya Listrik Statis

Patut diketahui juga, meski tidak bermuatan listrik dan tidak bisa mengalir dari satu benda ke benda lain, ada juga bahaya yang mengintai dari listrik statis. Listrik statis mampu memicu percikan api seperti saat mobil truk berjalan.

Gesekan ban dengan jalan akan menimbulkan muatan negatif. Sementara logam yang berdekatan dengan ban bisa bermuatan positif dengan cara induksi. Jika kedua muatan berlawanan ini bertemu akan memicu percikan api.

Karena itu truk pengangkut bahan yang mudah terbakar akan dipasangi sepotong logam untuk menetralisir muatan positif di badan truk.
Bahaya listrik statis juga dapat dilihat saat peristiwa petir.

Selain pada manusia, listrik statis juga dapat menimbulkan kerugian karena merusak peralatan dan komponen elektronik jika terjadi electrostatic discharge (ESD)

Simak Video "Masyarakat Mulai Tertarik Kendaraan Listrik, Ini Faktor Penyebabnya"

BERDASARKAN keadaan muatannya, listrik dibagi dalam dua kategori yaitu listrik statis dan listrik dinamis. Kata listrik berasal dari bahasa Yunani elektron yang berarti batu amber.

Amber adalah sebutan untuk pohon damar yang membatu. Batu amber memiliki sifat yang dapat menarik benda-benda kecil setelah digosokkan. Batu ini akhirnya dikembangkan oleh seorang ilmuwan Yunani, Thales of Miletus, dengan eksperimen yang menghasilkan penemuan suatu muatan listrik.

Pengertian listrik statis dan listrik dinamis

Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI), listrik statis adalah muatan listrik yang tidak bergerak dan berkumpul pada satu objek yang bukan konduktor listrik. Listrik dinamis merupakan muatan listrik yang dapat bergerak.

Perbedaan listrik statis dan listrik dinamis

Penyebab keberadaan listrik statis yaitu gesekan antara dua benda. Listrik dinamis terjadi karena perbedaan muatan listrik dan ada arus searah maupun bolak balik.

Listrik statis dapat mengalami fenomena perpindahan muatan. Ketika salah satu benda kehilangan elektron, benda lain mendapat muatan elektron. Di sisi lain, muatan di listrik dinamis dapat bergerak, dari posisi yang muatan elektronnya tinggi menuju muatan elektron yang rendah. Jika listrik statis disebut dengan listrik yang diam, listrik dinamis disebut listrik yang dapat bergerak.

Dalam perpindahannya, listrik statis dapat diberi muatan dengan penggosokan, konduksi, dan induksi. Proses penggosokan akan membuat elektron dari suatu benda dengan daya listrik positif berpindah tempat ke benda yang memiliki daya listrik negatif. 

Proses konduksi dilakukan dengan cara mendekatkan benda yang bermuatan listrik ke benda yang tidak bermuatan listrik. Induksi atau memisahkan muatan listrik di dalam suatu penghantar. Benda yang bermuatan listrik akan didekatkan ke benda lain yang berada dalam kondisi netral.

Rumus listrik statis

1. Gaya Coulomb yaitu besarnya gaya listrik yang terjadi antara dua benda yang bermuatan.

F = k q1.q2/r2 

Keterangan: 

F = gaya coulomb (N)  k = koefisien (9 x 109 Nm2/C2) 

j = jarak antar muatan (m)

q1 dan q2 = muatan masing-masing partikel (C)

2. Medan listrik yaitu daerah sekitar partikel bermuatan listrik yang masih dipengaruhi gaya listrik atau gaya coulomb.

E = k Q/r2 atau E = F/q 

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 yaitu usaha per satuan muatan yang diperlukan untuk memindahkan satu muatan dari satu titik ke titik lain.

V = k Q/r 

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 yaitu energi atau usaha yang dibutuhkan untuk memindahkan satu muatan dari satu titik ke titik lain.

Ep = k q1.q2/r 

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)

5. Kapasitor yaitu salah satu peralatan listrik yang digunakan untuk menyimpan energi dalam waktu singkat untuk dibebaskan dengan cepat.

C = Q/V

Keterangan:

C = kapasitansi (F, Farad) (1 Farad = 1 Coulomb/Volt) Q = muatan listrik (C)

V = beda potensial (V)

Rumus listrik dinamis

1. Kuat arus listrik. Hal ini terjadi apabila ada perpindahan elektron pada dua benda yang bermuatan.

I = Q/t

Keterangan:

I = kuat arus listrik (A) Q = jumlah muatan listrik (C)

t = selang waktu (s)

2. Beda potensial atau sumber tegangan yaitu banyak elektron yang berpindah dalam waktu tertentu.

V = W/Q

Keterangan:

V = beda potensial atau sumber tegangan listrik (V) W = energi (J)

Q = muatan (C)

3. Hambatan listrik punya simbol R yang berarti resistor.

R = ρ.L/A

Keterangan:

R = hambatan listrik (ohm) A = luas penampang kawat (m2) ρ = hambatan jenis (ohm.mm2/m)

L = panjang kawat (m)

4. Hukum ohm yaitu hukum yang menghubungkan antara kuat arus listrik, beda potensial, dan hambatan.

I = V/R atau R = V/I atau V = I.R

Keterangan:

V = beda potensial atau sumber tegangan listrik (V) I = kuat arus listrik (A)

R = hambatan listrik (ohm)

Contoh listrik statis 

a. Ketika menyisir rambut, tanpa disadari rambut akan berdiri sendiri seiring gerakan sisir. Hal ini dapat terjadi karena munculnya interaksi muatan antara sisir dengan rambut.

b. Kain sutra yang digosok pada batang kaca. Hal ini akan membuat kedua benda bereaksi saling tarik-menarik. Ini terjadi karena loncatan elektron dari batang kaca ke kain sutra.

c. Penggaris plastik yang digosok-gosokkan pada kain wol. Kedua benda ini memiliki muatan netral tetapi saat keduanya digosokkan akan muncul loncatan elektron dari kain ke penggaris.

d. Dekatkan tangan ke layar TV yang baru dimatikan. Perhatikan bulu-bulu atau rambut yang ada pada tangan akan berdiri. Hal ini diakibatkan karena ada aliran statis.

Contoh listrik dinamis

a. Listrik dinamis hadir dalam arus yang bersirkulasi di sirkuit listrik apapun. Contohnya pada barang-barang di sekitar kita seperti senter, kompor listrik, telepon, dan semua jenis peralatan yang kita gunakan.

b. Sistem transmisi tenaga listrik menggunakan tenaga listrik dinamis berupa arus bolak-balik, karena lebih mudah dikonduksikan pada jarak yang jauh.

c. Arus listrik dihasilkan di atmosfer bumi, khususnya ionosfer, radiasi ultraviolet dari matahari berasal dari partikel bermuatan yang mengalir dalam sirkuit besar arus listrik pada ketinggian tinggi.

d. Arus listrik juga beredar di kerak bumi akibat dari reaksi kimia yang terjadi di lapisan tanah. Bumi memiliki medan magnetnya sendiri. Salah satunya yaitu pada aliran besi cair di inti planet menghasilkan arus listrik dan ini bertanggung jawab untuk menciptakan medan magnet Bumi.

e. Aurora kutub adalah wilayah langit malam dengan warna cerah dan indah yang muncul di dekat kutub. Fenomena ini disebabkan oleh listrik dinamis, karena aliran partikel bermuatan terus-menerus datang dari matahari yang dikenal sebagai angin matahari. Ketika partikel-partikel ini mendekati Bumi, medan magnet ini membelokkannya sehingga memancarkan cahaya dan menciptakan efek bercahaya yang disebut aurora.

f. Arus listrik dalam tubuh kita dapat memproses rangsangan dari luar sehingga dapat diterima pancaindra kemudian diubah dalam bentuk informasi lewat sistem saraf dan berjalan ke otak dengan impuls listrik. Dalam hal ini, arus listrik kecil dalam tubuh kita diperlukan untuk membawa informasi. Dengan cara yang sama, gerakan otot bergantung pada impuls listrik yang berjalan dari otak yang membawa perintah gerakan pada tubuh kita.

g. Di samping itu, listrik dinamis bisa sangat merusak tubuh manusia. Arus 1 A bisa berakibat fatal. Namun jika digunakan dengan benar, arus listrik membantu menyelamatkan nyawa, seperti dalam kasus defibrillator. Defibrillator adalah perangkat yang, melalui kapasitor besar, mengalirkan listrik dinamis ke jantung, untuk membantu memulihkan ritme setelah serangan jantung. (OL-14)