Hai, Teman KOCO! Jika kemarin kita sudah membahas tentang listrik dinamis beserta contohnya, kali ini Minco akan ajak kamu lagi untuk belajar tentang listrik statis. Bedanya apa Minco sama yang sebelumnya? Mau tau jawabannya? Yuk, simak penjelasan di bawah ini terkait listrik statis, penyebab, rumus, hingga manfaatnya bagi kehidupan kita di sini!

Apa Itu Listrik Statis?

Jika listrik dinamis adalah listrik yang dapat bergerak atau mengalir secara bebas, berbeda halnya dengan listrik statis yang muatan-muatan di dalamnya hanya diam (statis) dan tidak bergerak. Tidak hanya itu saja, perpindahan aliran atau arus listriknya pun sangat terbatas dan terjadi karena adanya dua benda yang saling bergesekan.

Misalnya, debu yang ikut terbang bersama udara yang bergesekan dengan permukaan TV, atau gesekan antar awan yang menyebabkan terjadinya petir, dan masih banyak lagi. Dalam gesekan-gesekan tersebut, terjadilah perpindahan muatan elektron.

Perlu kamu pahami, ketika muatan elektron berpindah, maka kedua benda akan mengalami kelebihan elektron sehingga bermuatan negatif, atau kebalikannya menjadi kekurangan elektron sehingga bermuatan positif. Perbedaan sifat muatan inilah (negatif dan positif) kedua benda menjadi saling tarik-menarik.

Jika kamu masih bingung, coba ambil penggaris plastik lalu gosokkan ke rambut kamu. Nah, ketika penggaris plastik digosokkan ke rambut ini, terjadi perpindahan elektron dari rambut ke penggaris, sehingga penggaris plastik menjadi bermuatan listrik. Akan tetapi, muatan listrik pada penggaris ini tidak akan mengalir, maka dari itulah disebut dengan listrik statis.

Penyebab Listrik Statis

Sebenarnya tidak hanya melalui gosokan atau gesekan antara dua benda saja, namun ada beberapa penyebab yang bisa membuat terjadinya perpindahan muatan dalam listrik statis. Beberapa di antaranya yaitu:

Penggosokan

Selain gesekan antara penggaris plastik dengan rambut, ada beberapa bahan lain yang jika digesekkan dapat menghasilkan listrik statis. Misalnya seperti berikut:

Konduksi

Penyebab selanjutnya yaitu karena benda yang bermuatan listrik didekatkan (biasanya tanpa menyentuh) dengan benda yang tidak bermuatan listrik atau disebut dengan konduksi. Melalui konduksi, benda yang mempunyai muatan listrik pun menjadi bermuatan listrik.

Induksi

Listrik statis juga dapat disebabkan oleh proses induksi yaitu proses memisahkan muatan listrik di dalam suatu konduktor atau penghantar. Dimana benda yang bermuatan listrik didekatkan ke benda lain yang berada dalam kondisi netral. Kamu bisa membuktikannya dengan menyelidiki suatu benda menggunakan elekstroskop.

Muatan Listrik

Daritadi Minco menyebutkan istilah muatan terus di awal, sebenarnya apa sih muatan listrik itu Minco?

Okey, Minco akan jelasin ya! Jadi, muatan listrik adalah muatan yang dimiliki oleh partikel penyusun atom. Jika kamu belum tau, atom terdiri dari proton (muatan positif), elektron (muatan negatif), dan neutron (tidak bermuatan/netral). Nah, benda-benda yang mempunyai muatan listrik sejenis seperti positif dengan positif atau negatif dengan negatif, maka akan saling tolak-menolak ketika didekatkan. Sedangkan, benda-benda yang muatan listriknya berbeda maka akan saling tarik-menarik ketika didekatkan.

📌Notes!

• Muatan positif → jumlah proton > jumlah elektron
• Muatan negatif → jumlah elektron > jumlah proton
• Netral (tidak bermuatan) → jumlah proton = jumlah elektron

Rumus Listrik Statis

Dalam listrik statis, ada beberapa rumus yang digunakan dan perlu kamu pahami, di antaranya yaitu:

Hukum Coulomb

Jika sebelumnya kamu belajar tentang hukum Ohm, nah pada listrik statis kamu akan mempelajari terkait hukum Coulomb. Hukum ini berbunyi “Gaya listrik antara dua benda bermuatan sebanding dengan muatan masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dua benda tersebut.”

Melihat gambar di atas, kamu bisa melihat bahwa kedua muatan yang sejenis maupun tidak sejenis masing-masing akan menimbulkan gaya listrik antara keduanya. Nah, besar gaya listrik yang terjadi antara dua benda bermuatan ini disebut dengan gaya Coulomb yang dirumuskan melalui persamaan:

📌Poin-poin hukum Coulomb:

• Berlaku pada partikel-partikel bermuatan listrik.
• Semakin besar muatan listrik keduanya, semakin besar gaya listriknya.
• Semakin kecil jarak kedua benda, semakin besar gaya listriknya.

Medan Listrik

Selain gaya Coulomb, dalam listrik statis juga ada yang namanya medan listrik atau ruang di sekitar benda bermuatan listrik yang dipengaruhi oleh gaya listrik. Medan listrik ini digambarkan dengan garis-garis gaya listrik dan arahnya dari kutub positif ke kutub negatif. Semakin besar medan listrik, maka akan semakin rapat garis-garis gaya listriknya.

Jika kamu perhatikan, arah medan listrik muatan positif bergerak keluar dari muatan sumber. Sedangkan, arah medan listrik muatan negatifnya bergerak masuk ke dalam. Untuk menghitung medan listrik, kamu bisa menggunakan rumus berikut:

Beda Potensial

Pada materi listrik dinamis kemarin kamu sudah mempelajari tentang beda potensial, nah kali ini pada listrik statis pun kamu juga akan bertemu lagi dengan beda potensial. Tidak ada perbedaan makna, namun rumus yang digunakan sedikit berbeda, yaitu:

Energi Listrik

Samal halnya dengan beda potensial, dalam listrik statis juga terdapat energi listrik. Energi ini dibutuhkan untuk memindahkan muatan listrik dari satu titik ke titik lainnya seperti pada listrik dinamis. Berikut rumus yang bisa digunakan:

Kapasitor

Terakhir yaitu kapasitor yang merupakan salah satu peralatan listrik untuk menyimpan energi dalam waktu singkat serta dibebaskan dengan cepat. Besarnya kapasitas kapasitor ini bisa kamu hitung dengan menggunakan rumus:

Manfaat Listrik Statis

Tentu saja sama halnya dengan listrik dinamis, listrik statis pun juga mempunyai berbagai manfaat yang besar bagi kehidupan kita sehari-hari, di antaranya yaitu:

Cat semprot

Gesekan pipa semprot dari cat dan udara dapat menyebabkan listrik statis. Butiran cair dari aerosol akan menjadi muatan dan dapat tertarik ke badan benda jika benda yang akan dicat diberi muatan juga.

Printer laser

Bagian drum photoreceptorp dari printer laser jika diberi muatan positif dan berputar, maka bagian laser yang bersinar akan melintasi permukaan yang tidak bermuatan dan menggambar pada kertas yang bermuatan negatif.

Penangkal petir

Cara penangkal petir melindungi gedung dari bahaya tersambar petir yaitu: (a) lompatan elektron dari awan mengalir melalui penangkal petir dan masuk ke tanah; dan (b) molekul udara bermuatan listrik positif yang berkumpul di sekitar ujung runcing penangkal petir akan mengalir ke luar, sehingga meminimalisir terjadinya sambaran petir.

Contoh Soal

1. Gaya Coulomb

Dua muatan sejenis besarnya 2 x 10^-6 C dan 6 x 10^-4. Bila jarak kedua muatan 6 cm, berapa gaya Coulomb yang dialami kedua muatan?

Jawaban:

2. Medan Listrik

Gaya Coulomb dua muatan A dan B adalah sebesar 4 x 10-4N. Jika besar muatan A sebesar 4 x 10-6 C dan muatan uji B sebesar 4 x 10-12C, berapakah besar kuat medan listrik yang dirasakan muatan uji B oleh muatan A tersebut?

Jawaban:

3. Kapasitor

Terdapat sebuah Kapasitor dengan mempunyai besaran kapasitas sebesar 0.8 μF yang dimuati oleh sebuah Baterai berkapasitas 20 Volt. Maka berapakah Muatan yg tersimpan didalam Kapasitor tersebut ?

Jawaban:

Bagaimana, Teman KOCO? Sudah mulai paham kan dengan materi kali ini? Jangan lupa pelajari tentang konsep dari listrik dinamis di sini ya!

Kalau kamu ada pertanyaan, langsung tulis di kolom komentar, ya.

Kamu juga bisa mendownload rangkuman materi gratis, menonton video pembelajaran atau bertanya langsung dengan guru menggunakan KOCO Star.   

Yuk, dapatkan semua aksesnya dengan klik banner di bawah ini!