Listrik Statis – Pengertian, Rumus, Materi dan Contoh Soal Listrik Statis

Posted on

Listrik Statis – Apakah kalian pernah ketika waktu kecil melakukan permainan sebuah penggaris dengan potongan kertas kecil hasil di sobek-sobek.

Lalu menggosok-gosokan penggaris tersebut kebagian rambut maupun kulit, selanjutnya didekatkan pada potongan kertas kecil tadi? hal yang terjadi yaitu kertas kecil akan terangkat dalam penggaris yang baru saja kalian gosok-gosok.

Kenapa hal tersebut bisa terjadi ? karena ada semacam muatan listrik di kejadian tersebut, untuk memahaminya lebih jelas mari kita simak penjelasan berikut terkait pengertian, rumus, materi dan contoh soal listrik statis beserta dengan penerapannya.

Listrik Statis

Pengertian Listrik Statis

Listrik statis merupakan suatu kumpulan muatan listrik dengan jumlah tertentu yang tetap (statis), ketidakseimbangan pada muatan listrik di dalam maupun permukaan benda.

Muatan listrik tersebut akan tetap ada sampai suatu benda kehilangan dengan cara sebuah arus listrik yang melepaskan muatan listriknya.

Disimpulkan dalam hal ini bahwa listrik statis memiliki hubungan dengan gejala kelistrikan yang diam atau (tidak mengalir).

Listrik statis ini tidak dapat mengalir pada satu tempat ke tempat lain maupun hanya dapat ada sekejap dalam suatu tempat, berbeda pada listrik dinamis.

Konsep Dasar Listrik Statis

Kejadian yang telah terjadi kenapa potongan kertas kecil dapat berinteraksi dengan penggaris yang sudah digosok-gosok, akan dijelaskan dalam konsep dasar listrik statis (muatan listrik) berikut ini :

Berbicara tentang listrik pasti tidak akan lepas dengan adanya muatan listrik, listrik statis atau (electrostatic) membahas mengenai muatan listrik yang ada pada keadaan statis atau (diam).

Muatan listrik dapat muncul karena adanya suatu perpindahan elektron pada satu benda ke benda yang lain. Ada 2  jenis muatan listrik yakni muatan positif dan muatan negatif.

Bisa dikatakan dalam bermuatan positif jika proton lebih banyak dibanding dengan jumlah elektron, maka begitu juga sebaliknya. Sedangkan pada benda yang tidak mempunyai muatan disebut  sebagai netral.

Benda yang memiliki sebuah muatan yang sejenis akan saling bertolak saat didekatkan dengan satu sama lain, begitupun sebaliknya benda yang memiliki sebuah muatan yang berbeda akan saling tarik-menarik.

Lihat Materi Lainnya :  Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Interaksi yang terjadi dalam muatan listrik dapat dijelaskan pada Gaya Coulomb,

Hukum Coulumb

Menurut coulomb dua muatan yang saling berdekatan akan adanya suatu gaya tarik-menarik maupun gaya tolak-menolak. Gaya tarik-menarik apabila terjadi sebuah muatan berlainan jenis begitu juga sebaliknya apabila muatan sejenis akan saling tolak-menolak.

hukum coulomb

Gaya ini di sebut sebagai gaya coulomb, karena besarnya dapat sebanding dalam kedua muatan dan disbanding terbalik dalam kuadrat jaraknya bisa di tuliskankan menggunakan rumus berikut :

gaya coulomb

Medan Listrik

Bisa dikatakan dalam muatan listrik memiliki medan listrik. Medan listrik merupakan suatu daerah di sekitar benda yang bermuatan listrik dan masih mengalami suatu gaya listrik.

Atau definisi lain medan listrik adalah daerah dimana suatu gaya listrik masih bekerja. Medan listrik adalah efek yang timbul dari muatan listrik pada sebuah benda.

Arah medan listrik pada sebuah benda yang bermuatan listrik dapat digambarkan menggunakan garis-garis gaya listrik.

Suatu muatan positif memiliki garis gaya listrik menjauhi atau (keluar) oleh muatan tersebut. Kemudian sebuah muatan negatif memiliki garis gaya listrik mendekati atau (masuk) dari muatan negatif.

Rumus Listrik Statis

Berikut rumus-rumus listrik statis yang dilengkapi dengan keterangannya dibawah ini :
Rumus Listrik Statis

Fungsi Listrik Statis

Berikut beberapa fungsi dari listrik statis antara lain:

  • Penangkap debu maupun asap
  • Penyegar udara ruangan
  • Mesin fotocopy
  • Pengecatan mobil
  • Mendidik tentang
  • listik pada generator Van de Graff

Contoh Listrik Statis

Sebenarnya mungkin sering kita temui contoh listrik statis dalam kehidupan sehari-hari namun saja tidak dapat kita sadari. Contohnya sebagai berikut :
  1. Ketika kita menyisir rambut, tanpa disadari terkadang ada rambut yang terbawa berdiri sendiri bersama dengan gerakan sisir. Hal tersebut terjadi karena adanya suatu interaksi muatan pada sisir dan rambut.
  2. Penggaris maupun sisir yang digosok-gosok ke rambut atau tangan yang kering akan dapat menarik sebuah potongan kertas kecil yang telah disobek-sobek.
  3. Debu yang menempel pada layar televisi.
  4. Kain sutra yang digosok-gosok menggunakan sebuah batang kaca. Hal yang terjadi yaitu adanya reaksi tarik-menarik antara dua benda tersebut. Dikarenakan suatu elektron dari batang kaca akan berpindah pada kain sutra sehingga batang kaca akan mempunyai muatan positif dan batang kaca yang mempunyai muatan negatif.
  5. Menggosok-gosok sebuah balon dengan tangan.
  6. Penggaris plastik yang digosok-gosok bersama kain woll. Kedua benda tersebut mempunyai sifat muatan netral, namun ketika dua benda tersebut digesekkan bersama maka akan terdapat perpindahan elektron yang ada pada kain woll menuju penggaris plastik. Sehingga yang terjadi yaitu penggaris plastik mempunyai muatan negatif dan kain woll mempunyai muatan positif.
  7. Apabila kita mendekatkan suatu tangan ke layar televisi yang baru saja dimatikan. Maka perhatikan pada bulu atau rambut yang berada di tangan kita akan berdiri sendiri.
Lihat Materi Lainnya :  Daya - Pengertian, Rumus, Lambang, Satuan, Dimensi, Contoh Soal Daya

Alat Untuk Mendeteksi Muatan Listrik (Elektroskop)

Elektroskop adalah sebuah alat yang dapat mendeteksi muatan listrik. Bentuk keseluruhan elektroskop bisa kita lihat pada gambar dibawah ini. Pendeteksi muatan dalam elektroskop terdiri dari bagian kepala (atas) yang terbuat dari bahan metal dan dua daun kaki (bawah) yang umumnya dari bahan emas. Ketika elektroskop masih netral, maka jumlah muatan positif sama seperti muatan negatif baik di kepala atau juga di daun kaki.

Materi Listrik Statis

Ilustrasi cara kerjanya suatu elektroskop netral yang didekati atau (di induksi) dari suatu benda yang bermuatan negatif bisa kita lihat pada gambar dibawah ini. Muatan negatif pada suatu benda akan tolak-menolak dalam muatan negatif dibagian kepala elektroskop, sehingga pada muatan negatif dibagian kepala elektroskop akan bergerak menjauh ke bawah atau daun-daun kaki. Karena saat ini daun kaki bermuatan negatif yang diakibatkan oleh kelebihan elektron, maka yang terjadi pada kedua daun kaki dalam elektroskop akan terbuka ke kiri maupun ke kanan. Apabila semakin besar muatannya, maka semakin jauh jarak antar kedua daun kaki elektroskop tersebut.

muatan listrik statis

Ilustrasi cara kerja pada suatu elektroskop yang dalam kondisi awalnya tidak netral atau bisa dikatakan bermuatan negatif, yang didekati pada suatu benda bermuatan positif dan negatif bisa kita lihat pada gambar dibawah ini. Apabila suatu benda yang bermuatan negatif didekatkan, maka yang terjadi akan ada lebih banyak elektron yang turun menuju daun kaki sehingga kedua daun kaki tersebut akan saling berjauhan. Namun apabila yang didekatkan yaitu benda yang bermuatan positif, maka elektron tersebut akan tertarik pada daun kaki menuju kepala elektroskop yang mengakibatkan muatan negatif dalam daun kaki berkurang sehingga jarak antar kedua daun tersebut akan semakin merapat.

Lihat Materi Lainnya :  Mikrometer Sekrup

fungsi Listrik Statis

Contoh Soal Listrik Statis

Dua buah benda yang bermuatan listrik dengan sejenis, tolak-menolak menggunakan suatu gaya sebesar F. Apabila jarak kedua muatan tersebut didekatkan menjadi 1/4 kali semula, maka gaya tolak-menolak dalam kedua muatan tersebut menjadi ?
(A) 1/16 F
(B) 1/4 F
(C) 4 F
(D) 8 F
(E) 16 F

Penyelesaian :

Diketahui:

  • r1 = r.
  • r2 =

Dengan membandingkan pada kondisi benda yang diawal dengan kondisi benda yang diakhir dapat memakai sebuah rumus Hukum Coulomb berikut ini :
\frac{F_1}{F_2} = \frac{\frac{kq_1q_2}{r_1^2}}{\frac{kq_1q_2}{r_2^2}}
\frac{F_1}{F_2} = \frac{r_2^2}{r_1^2} = (\frac{r_2}{r_1})^2
\frac{F_1}{F_2} = (\frac{1/4 \: r}{r})^2 = \frac{1}{16}
Jadi, gaya tolak-menolak pada kedua benda tersebut sebesar 16 N .

Jawaban: E

Demikian penjelasan materi tentang pengertian, rumus, materi dan contoh soal Listrik Statis, semoga materi diatas bisa berguna untuk kita semua.
Lihat Materi Lainnya :
[Total: 0    Average: 0/5]