Minggu, 27 November 2016

Static Electricity : Listrik Statis

Welcome readers !

Welcome to my blog !
Sebelumnya, kamu pasti telah mempelajari tentang listrik. Listrik adalah salah satu bentuk energi yang ada di bumi. Listrik telah mnejadi salah satu bentuk energi terpenting bagi kehidupan kita. Bayangkan saja jika listrik tiba-tiba saja terputus, kita tidak dapat melakukan banyak kegiatan seperti biasanya karena kita telah terlalu bergantung kepada listrik. Selama ini, kita telah terbiasa dengan kehadiran listrik. Seperti penerangan rumah dengan lampu, menonton televisi, memasak nasi di magic jar, memanaskan air dengan dispenser, menyimpan makanan di lemari pendingin, menyetrika baju, dan lain-lain, tapi apakah kita tahu kalau ternyata listrik yang kita gunakan sehari-hari itu memiliki jenis yang berbeda-beda ?!

1. Pendahuluan
     
     Listrik telah dikenal sejak 2500 tahun yang lalu. pada tahun 600 SM Thales dari Miletus, seornag filsuf Yunani Kuno melakukan sebuha pengamatan terhadap getah di pohon yang mengeras setelah digosokkan dengan pakaian yang dapat menarik partikel-partikel debu. kan tetapi, pengamatan ini tidak disertai dengan penelitian yang mendalam. penelitian mendalam baru dilakukan pada akhir abad ke-18.
     Pada tahun 1600, seorang fisikawan asal Inggris, William Gilbert, menemukan berbagai macam benda lainnya yang memiliki sifat sama seperti getah pohon jika digosok, benda-benda tersebut disebut dengan sebutan elektrik. Kata elektrikini diambil dari bahasa Yunani elektron yang berarti getah pohon. Istilah listrik baru pertama kali digunakan pada tahun 1646 oleh Sir Thomas Browne, seorang penulis dan fisikawan Inggris. 
     Pada awal tahun 1700, seorang Perancis, Charles Dufay, mengamati muatan-muatan listrik yang terdapat di dalam listrik. Ia mengamati bahwa muatan yang berbeda akan saling tarik menarik, sedangkan muatan yang sma akan saling tolak menolak. Pengamatan ini diperlanjut oleh seorang ilmuwan asal Amerika, benjamin Franklin. Benjamin Franklin membuatsuatu teori yang mengatakan bahwa suatu kelistrikan adalah sejenis zat alir. Zat alir yang dimaksudkan disini adalah ketika dua buah benda saling digosokan, listrik akan mengalir dair benda yang satu ke benda yang lainnya. Benda yang kelebihan muatan listrik disebut muatan positif, sedangkan benda yang kekurangan muatan listrik disebut muatan negatif.
     Dengan begitu banyaknya pengamatan yang telah dilalui, pada akhirnya para ilmuwan menyatakan bahwa listrik terbagi menjadi 2 yaitu listrik dinamis dan listrik statis. Listrik dinamis atau biasa disebut juga sebagai arus listrik adalah listrik yang muatannya bergerak, sedangkan listrik statis adalah listrik yang muatannya berada dalam keadaan diam atau tidak bergerak. Pada kesempatan kali ini, kita akan membahas lebih dalam mengenai listrik statis.

2. Listrik Statis
    
     - Struktur Atom
     Semua benda tersusun dari atom-atom. Atom sendiri berasal dari kata atomos yang berarti sudah tidak dapat dibagi-bagi lagi. Seorang demokritus berpendapat bahwa atom adalah partikel terkecil yang menyusun suatu zat yang tidak dapat dibagi-bagi lagi, akan tetapi pendapat ini hanyalah sebuha hasil pemikiran dan buakn hasil dari eksperimen.

     Pada tahun 1803, John Dalton mengemukakan model atom berdasarkan hasil dari eksperimen yang telah ia lakukan.
  • Atom merupakan bagian terkecil yang tidak dapat dibagi-bagi lagi,
  • Atom suatu unsur tidak dapat berubah menjadi atom unsur lain,
  • Dua atom atau lebih dapat membentuk molekul, dan
  • Atom suatu unsur semuanya serupa. 
     Setelah John Dalton, Sir Joseph John Thomson melakukan eksperimen dan mengemukakan model atom lainnya.
  • Atom merupaka bola pejal yang terdiri dari muatan positif (proton) dan muatan negatif (elektron),
  • Proton dan elektron tersebar merata di seluruh bagian atom,
  • Jumlah proton sama dengan jumlah elektron sehingga atom bersifat netral.
 
      Ternyata tidak berhenti sampai disitu, seornag tokoh lain, Ernest Rutherford melakukan penelitian tentang atom. Ia menemukan bahwa,
  • Atom terdiri dari inti atom yang bermuatan positif,
  • Elektron tersebar merata mengelilingi inti atom,
  • Atom bersifat netral karena jumlah muatan inti sama dengan jumlah muatan elektronnya
  • Inti atom dan elektron tetap berada dalam lintasannya.
     Seiring berkembangnya ilmu pengetahuan, barulah diketahui ternyata atom masih tersusun oleh partikel-partikel yang lebih kecil lagi, yaitu proton, elektron, dan neutron. Pada gambar atom Rutherford, di bagian tengah ( berwarna hitam ) disebut inti atom atau nukleus. Inti atom tersusun dari proton dan neutron. Di bagian luarnya terdapat elektron ( berwarna merah ) yang mengelilingi inti atom. Muatan listrik hanya dimiliki oleh proton dan elektron. Proton bermuatan positif ( + ) dan elektron bermuatan negatif ( - ). Besarnya muatan positif yang dimiliki suatu proton sama dengan besarnya muatan negatif yang dimiliki suatu elektron, hal itu mengakibatkan proton dan elktron dapat memberikan gaya elektrostatis satu sama lain. gaya elektrostatis adalah gaya yang bekerja pada benda-benda yang bermuatan. gaya elektrostatis dapat dirumuskan sebagai berikut :
  1. Contoh soal :
     Sementara itu, terdapat juga neutron. Neutron tidak memiliki muatan listrik dan tidak mengalami gaya elektrostatis atau bisa dibilang neutron bersifat netral. Oleh karena inti atom terdiri dari proton yang bermuatan positif dan neutron yang tidak bermuatan, amak bisa dibilang inti atom bermuatan positif. Satuan muatan listrik adalah C (coulomb). Satu coulomb adalah muatan yang sangat besar.

     - Perpindahan Muatan
     Terdapat 3 cara untuk memindahkan muatan, yaitu penyentuhan, penggosokan, dan induksi.  Metode penyentuhan dilakukan dengan cara menyentuhkan dua buah benda dan elektron akan berpindah dari benda satu ke benda yang lain. Metode yang kedua adalah metode penggosokan. Metode yang kedua adalah metode penggosokan. Metode penggosokan dilakukan dengan cara menggosokan dua benda dan kemudian elektron akan berpindah dari benda yang satu ke benda yang lain. Metode yang ketiga adalah metode induksi. Induksi adalah metode yang dilakukan dengan cara mendekatkan 2 buah benda, dimana benda yang satu akan melepaskan elektron dan benda yang lainnya kan menerima elektron, kemudian akan terjadi pemisahan muatan.
     Contoh perpindahan muatan dengan menggunakan metode induksi adalah menyetrika baju kemudian dekatkan baju ke tumpukkan kertas. Ketika baju disetrika, elektron pada kain akan berpindah ke logam pada alas setrika dan membuat kain menjadi bermuatan positif. Setelah itu, dekatkan kain bermuatan positif ke atas tumpukan kertas. Kertas bermuatan netral, yaitu jumlah proton dan elektron sama, ketika kain yang telah disetrika didekatkan ke atas tumpukan kertas yang bermuatan netral, akan terjadi pemisahan muatan di dalam kertas. Muatan elektron akan berada di tepi kertas yang telah didekatkan dengan kain bermuatan positif dan muatan positif kertas akan terpisah ke ujung tepi kertas yang lain.

     Mengapa kertas dapat tertempel pada kain ?
     Kain setelah disetrika akan melepaskan elektron dan menjadi bermuatan positif. Muatan yang berbeda akan saling tarik menarik, sedangkan muatan yang sama akan saling tolak menolak. Saat terjadi proses induksi, pemisahan muatan yang terjadi pada kertas yang netral membuat elektron berada di tepi yang dekat dengan kain bermuatan positif. Tepi kertas bermuatan negatif didekatkan dengan kain bermuatan positif, positif bertemu negatif, muatan tepi kertas dan kain berbeda sehingga saling tarik menarik. Dengan begitulah, kertas dapat tertempel pada kain setelah kain disetrika. Tapi ini tidak berlangsung lama, hanya berada dalam hitungan detik saja.

Agar lebih jelas, silahkan menyaksikan animasi di bawah ini :