IGILATIH

Konsep Dasar Listrik Statis

Kejadian potongan kertas kecil bisa berinteraksi dengan penggaris yang telah digosok-gosok dapat dijelaskan dengan konsep dasar listrik statis (muatan listrik). Karena membahas tentang listrik tentu tidak akan lepas dari muatan listrik, listrik statis (electrostatic) membahas muatan listrik yang ada dalam keadaan statis (diam).

Terdapat 2 (dua) muatan listrik yaitu muatan positif dan muatan negatif, dikatakan bermuatan positif jika proton lebih banyak daripada jumlah elektron, dan begitupun sebaliknya. Sedangkan benda yang tidak memiliki muatan disebut netral.

Benda yang bermuatan sejenis akan saling tolak menolak saat didekatkan dan sebaliknya, jika berbeda muatan akan saling tarik menarik. Interaksi antar muatan listrik dijelaskan dalam Gaya Coulumb.

Medan Listrik

Medan listrik adalah saerah yang ada di sekitar benda yang bermuatan listrik yang masih mengalami gaya listrik. Lebih singkatnya, medan listrik adalah suatu daerah dimana gaya listrik masih bekerja. Medan listrik merupakan efek yang timbul oleh muatan listrik dalam suatu benda.

Arah medan listrik suatu benda bermuatan listrik bisa digambarkan dengan garis-garis gaya listrik. Sebuah muatan positif memiliki garis gaya listrik menjauhi (keluar) dari muatan dan muatan negatif memiliki garis gaya listrik mendekati (masuk) muatan negatif.

Contoh Listrik Statis

Berikut beberapa contoh listrik statis dalam kehidupan sehari-hari, diantaranya yaitu:

• Saat menyisir rambut, tanpa disadari terkadang rambut akan terbawa berdiri sendiri beriringan dengan gerakan sisir. Hal tersebut terjadi karena ada interaksi muatan antar sisir dengan rambut.
• Penggaris atau sisir yang digosok-gosok ke rambut atau tangan kering akan menarik potongan kertas kecil.
• Debu yang tertempel pada layar tv
• Kain sutra yang digosok-gosok dengan batang kaca. Akan terjadi reaksi tarik-menarik antara dua benda tersebut. Karena elektron dari batang kaca akan berpindah ke kain sutera sehingga batang kaca akan memiliki muatan positif dan batang kaca akan memiliki muatan negatif
• Menggosokan balon dengan tangan
• Ketika mendekatkan tangan ke layar TV yang baru saja dimatikan. Perhatikan bulu atau rambut yang ada di tangan akan berdiri.
• Penggaris plastik digosok dengan kain woll. Kedua benda tersebut memiliki muatan netral, tetapi saat dua benda tersebut digesekkan maka akan ada perpindahan elektron dari kain woll ke penggaris plastik. Sehingga penggaris plastik memiliki muatan negatif dan kain woll memiliki muatan positif.

. 

Contoh Soal Listrik Statis

Dua buah muatan titi masing-masing +3μm dan -4μm terpisah 3 cm satu sama lain. Tentukan gaya taris menarik kedua muatan tersebut!

Jawaban:

2. Listrik Dinamis

Listrik dinamis adalah muatan listrik yang mengalir atau dapat bergerak. Dalam bahasa yang sederhana listrik dinamis ialah suatu gejala listrik yang disebabkan oleh bergeraknya muatan listrik.

Listrik dinamis bergerak dari suatu posisi yang muatan elektronnya tinggi menuju posisi elektron yag rendah sehingga tercapai kesetimbangan.

Kesetimbangan tersebut yang biasa disebut dalam batu batre itu habis daya.

Dari pembahasan diatas kita dapat menyimpulkan bahwa dalam suatu alat penyimpan daya (misalnya batre).

Jika kita lihat dari muatan listriknya didalam batu batre kita bisa menyebutnya listrik statis karena muatan yang ada dalam batu batre tidak bergerak sampai batu batre itu digunakan dalam suatu alat listrik.

Setelah batu batre itu dihubungkan dan terdapat aliran listrik atau pergerakan muatan listrik maka proses itulah yang dinamakan listrik dinamis.

Listrik Statis dan Dinamis dalam Kehidupan Sehari-Hari

Listrik Statis Pada Mistar

Kalian pernah melakukan percobaan menggosok mistar plastik pada rambut anda? Apa yang terjadi jika di dekatkan pada sobekan kertas kecil kecil?

Yaps benar sekali yang terjadi adalah sobekan kertas tersebut menempel pada mistar dalam waktu tertentu.

Listrik Dinamis Pada Power Bank

Pada jaman milenial ini siapa yang tidak kenal dengen Power Bank? Ya benda yang digunakan untuk mengisi daya batre HP saat keadaan mendesak.

Power Bank atau PB itulah salah satu aplikasi dari listrik dinamis dimana saat PB digunakan untuk mengisi batre HP maka akan terjadi listrik dinamis.

Listrik tersebut mengalir dari PB menuju batre HP. Pada suatu saat daya PB tersebut akan mengalami drop atau habis dayanya.

Perbedaan Listrik Statis dan Dinamis

Untuk lebih memahami listrik statis dan dinamis inilah perbedaan antara keduanya:

1. Listrik statis tidak mengalami pergerakan muatan listrik sedangkan listrik dinamis mengalami pergerakan muatan listrik atau disebut terjadi arus listrik.
2. Listrik ststis terjadi karena gesekan atau gosokan dua benda sedangkan listrik dinamis terjadi karena adanya perbedaan muatan listrik dan adanya arus searah maupun bolak balik.
3. Parameter yang ada pada listrik statis sulit diukur untuk diukur sedangkan listrik dinamis relatif lebih mudah untuk mengukur arus, tegangan, hambatan maupun daya listrik yang terjadi di suatu rangkaian.

Sudah tau bedanya? kalo sudah, selanjutnya mari kita simak persamaannya berikut.

Persamaan Listrik Statis dan Dinamis

Dari perbedaan tersebut kedua listrik ini juga memiliki kesamaan antara lain :

1. Kedaunya memiliki daya magnet yang salit tarik menarik
2. Untuk menghasilkan listrik statis maupun dinamis memerlukan dua material yang saling berhubungan satu dengan yang lain sebagai perantara aliran listrik.
3. Keduanya memiliki inti atom (proton dan elektron).

Setelah mengenal persamaan dan perbedaannya. Mari kita bahas rumus listrik statis dan dinamis.

Rumus Listrik Statis dan Dinamis

Untuk menggambarkan dan meramalkan kejadian yang terjadi maka terdapat beberapa persamaan diantaranya adalah :

1. Rumus Listrik statis

• Gaya Coloumb

F = k Q q / R2 = q E

• Potensial Listrik

V = k Q / R = E R

• Kuat Medan Listrik

E = k Q / R2 F / q

• Energi Potensial Listrik

Ep = k Q q /R = q V

Keterangan:

• F = Gaya Coloumb ( N )
• Q = Besar muatan 1 ( C )
• q =Besar muatan 2 ( C )
• R = Jarak muatan ( m )
• E = Medan magnet ( B )
• V = Tegangan (Volt)
• Ep = Energi potensial Listrik ( J )

2. Rumus Listrik Dinamis

• Kuat Arus Listrik

I = Q / t

• Beda Potensial Listrik

V = W / Q

• Hambatan Listrik

R = ρ l / A

• Hukum Ohm

V = I R

Keterangan:

• Q = Besar muatan ( C )
• V = Tegangan (Volt)
• t =Waktu (s)
• I = kuat arus (A)
• ρ = koefisien hambatan (ohm mm2 / m)
• R = Hambatan listrik (Ohm)
• A = luas penampang (m2)
• l = panjang kawat (m)

Contoh Soal Listrik Statis dan Dinamis

1. Seutas kawat dihubungkan denga bed potensial 12V. Jika kuat arus yang melalui kawat tersebut ialah 4A, berapakah hambatan yang ada dalam kawat tersebut?

Pembahasan

Diketahui:

V = 12 V

I = 4A

Peyelesaian

V = I R

12 = 4 R

R = 3 Ohm

Jadi, hambatan yang ada dalam kawat tersebut adalah 3 Ohm