Konsep Listrik Statis dan Penerapannya

Konsep Listrik Statis dan Penerapannya – listrik sudah menjadi penunjang utama kehidupan. Listrik Digunakan untuk menyalakan lampu dan televisi, mengisi baterai telepon genggam, bahkan untuk menanak nasi.

Listrik yang mengalir pada kabel atau rangkaian yang digunakan untuk berbagai peralatan elektronik tersebut akan dipelajari lebih lanjut pada pembahasan listrik dinamis. Sebelum mempelajari konsep listrik dinamis, pada kesempatan kali ini kita akan membahas tentang konsep listrik statis terlebih dahulu.

Muatan Listrik

Atom tersusun atas partikel subatom yaitu proton (bermuatan positif), neutron (tidak bermuatan), dan elektron (bermuatan negatif). Neutron dan proton membentuk inti atom, sedangkan elektron bergerak di sekitar inti atom. Elektron inilah yang memiliki kaitan erat dengan fenomena kelistrikan pada suatu benda.

Elektron adalah partikel penyusun atom yang bermuatan negatif yang mengelilingi inti atom. Benda yang kelebihan elektron disebut benda bermuatan negatif, sedangkan benda yang kekurangan elektron disebut benda bermuatan positif.

Jika benda bermuatan positif didekatkan dengan benda bermuatan negatif, akan tarik menarik. Sebaliknya, jika benda bermuatan positif didekatkan dengan benda bermuatan positif, atau benda bermuatan negatif didekatkan dengan benda bermuatan negatif, akan tolak menolak. Interaksi kedua muatan tersebut merupakan gejala listrik statis.

Pada umumnya jumlah elektron dan proton pada atom sebuah benda adalah sama, sehingga atom-atom pada benda tersebut tidak bermuatan atau netral. Jika benda tersebut netral, dapatkah sebuah benda diubah menjadi bermuatan? Salah satu cara untuk mengubah benda menjadi bermuatan adalah dengan menggosokkan benda.

Konsep listrik statis dan Penerapannya ini sangat mudah kita temui dalam kehidupan sehari-hari. Sisir atau penggaris plastik yang digosokkan pada rambut kering akan bermuatan negatif karena sisir atau penggaris plastik mengalami kelebihan elektron (elektron dari rambut berpindah ke sisir atau penggaris plastik). Sementara itu, kaca yang digosokkan pada rambut kering akan bermuatan positif karena kaca mengalami kekurangan elektron (elektron dari kaca berpindah ke rambut yang kering).

Hukum Coulomb

Bagaimana hubungan antara jarak dua benda yang bermuatan listrik terhadap gaya tolak menolak atau gaya tarik-menarik antar kedua benda? Ilmuwan Prancis, Charles Augustin Coulomb (1736 – 1806), menyelidiki hubungan gaya tolak-menolak atau gaya tarik-menarik dua benda bermuatan listrik terhadap besar muatan listrik dan jaraknya menggunakan alat yang dinamakan neraca puntir Coulomb.

Coulomb menyimpulkan interaksi dua benda yang bermuatan sebagai hukum Coulomb sebagai berikut.

1. Semakin besar jarak kedua benda yang bermuatan, semakin kecil gaya listrik antara benda tersebut dan sebaliknya.
2. Semakin besar muatan kedua benda, semakin besar gaya listrik antara benda tersebut.

Secara matematis, rumusan Gaya Coulomb (F_c) dapat dituliskan sebagai berikut.

Keterangan:

• F_c = gaya Coulomb (newton)
• k = konstanta = 9 × 10⁹ Nm²/C²
• r = jarak antara dua muatan (meter)
• q₁ = besar muatan listrik benda pertama (coulomb)
• q₂ = besar muatan listrik benda kedua (coulomb)

Medan Listrik

Di sekitar muatan-muatan listrik ada medan listrik, yang dapat memengaruhi muatan lain yang berada tidak jauh darinya. Medan listrik adalah daerah di sekitar muatan yang dapat menimbulkan gaya listrik terhadap muatan lain.

Medan listrik dapat digambarkan oleh serangkaian garis gaya listrik yang arahnya ke luar atau ke dalam muatan. Arah garis gaya listrik ke dalam digunakan untuk menunjukkan muatan negatif dan arah garis medan listrik ke luar digunakan untuk menunjukkan muatan positif.

Besar kuat medan listrik pada suatu titik yang berjarak r dari muatan Q adalah:

Dimana:

• E = medan listrik (^N/_C)
• F = gaya Coulomb (newton)
• Q = besar muatan listrik (coulomb)
• k = konstanta = 9 × 10⁹ Nm²/C²

Beda Potensial dan Energi listrik

Mengapa petir berbahaya? Apa sebenarnya petir itu? Orang yang pertama kali menyatakan bahwa petir terjadi akibat adanya gejala listrik statis adalah Benjamin Franklin (1706 – 1790). Menurutnya, petir adalah kilatan cahaya yang muncul akibat perpindahan muatan negatif (elektron) antara awan dan awan atau antara awan dan bumi.

Petir dapat terjadi karena adanya beda potensial yang sangat besar antara dua awan yang berbeda atau antara awan dengan bumi. Akibatnya akan terjadi lompatan muatan listrik atau perpindahan elektron secara besar-besaran dari awan ke awan atau dari awan ke bumi. Ini juga salah satu konsep listrik statis dan penerapannya yang mudah kita temui, terutama saat musim hujan.

Besarnya beda potensial listrik dapat dihitung dengan membandingkan besar energi listrik yang diperlukan dengan jumlah muatan listrik yang dipindahkan, yaitu:

ΔV = W / Q

dengan:

• ΔV = beda potensial listrik (volt)
• W = energi listrik (joule)
• Q = muatan listrik (coulomb)

Video Pembelajaran Konsep Listrik Statis dan Penerapannya

Berikut ini adalah Video Pembelajaran Konsep Listrik Statis dan Penerapannya untuk kelas 9 SMP. Silakan disimak baik-baik ya….

Latihan Soal PH materi Konsep Listrik Statis dan Penerapannya

Setelah belajar jangan lupa untuk mengerjakan latihan soal berikut ini untuk meretensi pemahaman.

https://quizizz.com/join/quiz/5dc0fe303afaa4001c694fe3/start

Demikianlah bahasan sederhana kami tentang konsep listrik statis dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. Semoga bermanfaat dan sampai jumpa lagi di lain kesempatan (maglearning.id).