Pengertian Listrik Statis dan Contohnya

Posted on

Listrik Statis adalah ?☑️ Pengertian apa yang dimaksud dengan listrik statis☑️ Rumus dan 10 Contoh perbedaan listrik statis & dinamis☑️

Fenomena alam dan kehidupan sehari-hari sering tidak disadari banyak orang bahwa hal tersebut berasal dari konsep listrik statis. Secara umum, fenomena timbulnya listrik ini karena muatan, pergerakan elektron, induksi, dan beda potensial.

Listrik ini memang hadir baik secara alami atau buatan tetapi tidak dapat bergerak melalui penghantar atau konduktor. Detail mengenai apa yang dimaksud dengan listrik statis beserta contohnya bisa anda simak pada ulasan dibawah ini.

Pengertian Listrik Statis

listrik statis adalah

Apa yang dimaksud dengan listrik statis ? Listrik statis adalah listrik yang terdiri dari muatan tak bergerak (tetap) karena ketidakseimbangan antara muatan negatif dan positif (penumpukan kelebihan muatan) pada sebuah benda non konduktor.

Listrik statis pertama kali ditemukan secara independen oleh fisikiawan Belanjda Pieter van Musschenbroek dari Universitas Leiden pada tahun 1746 dan Ilmuwan Jerman Ewald Georg von Kleist pada tahun 1745.

Kemudian pada tahun 1832 Michael Faraday membuktikan bahwa listrik statis sama dengan yang dihasilkan oleh baterai atau generator.

Beberapa manfaat listrik statis dalam kehidupan sehari hari bisa kita temukan pada Alat bantu pengecatan mobil, Generator Elektristatik, Mesin Foto Copy, Pengendalian pencemaran asap dan debu, dan juga Alat Filterasi udara ruangan.

Untuk mengerti lebih detail, simak penjelasan mengenai landasan dasar terbentuknya static electricity berikut ini.

  • Muatan listrik

Muatan listrik adalah faktor yang menentukan apakah listrik akan terjadi atau tersedia di suatu benda. Misalnya, benda stabil seperti penggaris tidak akan memiliki potensial besar.

Akan tetapi, anda memakai kain lalu digesek cepat atau dengan magnet. Penggaris tersebut mengalami perubahan muatan sehingga muncul beda potensi yang mampu mengalirkan muatan.

  • Kondisi tidak seimbang

Contoh penggaris juga disebut kondisi tidak seimbang. Saat belum ada kain, status masih stabil dan setiap komponen tidak bergerak. Setelah diberikan beda potensial, terjadi tidak seimbang sehingga muatan harus melakukan gerak listrik hingga mencapai kesetimbangan.

Contoh Listrik Statis

contoh listrik statis

Contoh gejala listrik statis bisa anda temukan dengan menggesekan permukaan dua benda non konduktor. Misalnya dengan menggosokkan penggaris plastik pada kain wol kemudian anda tempelken penggaris tersebut pada potongan kertas kecil maka kertas itu akan menempel pada penggaris.

  • Listrik pada Petir

Contoh nyata dari listrik statis adalah petir. Awan yang mengandung air lalu bergesekan dengan udara dan partikel bebas lalu menimbulkan tidak seimbang muatan.

Listrik segera muncul dan segera bergerak ke arah mana saja agar seimbang. Misalnya, menyambar ke bumi atau gedung yang memiliki beda potensial tinggi. Ini merupakan contoh static electricity karena anda tidak dapat memakai listrik tersebut.

  • Listrik dari Gesekan Penggaris dan Kain

Percobaan kedua dapat dibuat dengan memakai penggaris atau benda konduktor lain misalnya besi lalu digesekkan dengan kain. Permukaan akan panas dan muncul percikan listrik. Saat sedang menyisir, anda kadang merasa sulit untuk melepaskan sisir. Rambut juga mampu mengubah muatan jika sering terkena gesekan.

Konsep induksi juga berguna untuk menjelaskan listrik statis. Anda menggunakan magnet lalu digesek ke suatu benda. Sifat dari magnet tersebut akan muncul dan menimbulkan beda muatan. Dengan prinsip yang sama, anda menggunakan dua benda berbeda dimana salah satu mampu membedakan beda potensi yang nanti bergerak.

  • Listrik dari Gesekan Kaki dan Karpet

Percobaan selanjutnya dapat anda buktikan dengan menggosokkan kaki anda pada sebuah karpet secara berulang ulang, kemudian anda pegang kucing / anjing yang berbulu, maka anda akan terkejut karena ada static electricity yang timbul dari proses tersebut.

  • Penggunaan Sisir Plastik pada Rambut

Saat anda melakukan aktifitas menyisir rambut, mungkin tidak anda sadari terkadang rambut yang kita sisir seakan terbawa berdiri seiring gesekan sisir. Disinilah listrik statis terbentuk karena adanya interaksi muatan pada sisir dengan rambut kita.

  • Menggosok Balon pada Rambut

Percobaan selanjutnya bisa anda coba dengan menggosokkan balon ke rambut anda yang kering secara berulang, kemudian dekatkan dengan aliran air yang kecil.

Balon yang telah anda gosok dengan rambut memiliki muatan negatif yang menarik moleku-molekul air yang bermuatan positif sehingga air akan nampak seperti tertarik oleh balon tersebut.

  • Listrik pada TV Tabung

Gejala listrik statis juga terjadi saat sedang menyalakan dan mematikan televisi. Listrik tersebut berada di permukaan tabung tetapi memiliki sedikit potensi. Anda cek dengan tangan maka terasa ada yang menarik.

Konsep ini mirip dengan kirim sinyal dari sentuhan di smartphone. Bagian layar dialiri listrik lalu sinyal sentuhan tersebut diubah sebagai perintah. Karena sifatnya statis, anda membutuhkan sumber listrik untuk melakukan hal tersebut.

  • Menempelkan Balon Ke Dinding

Percobaan yang terahir bisa anda buktikan dengan cara menggosokkan sebuah balon secara berulang ulang ke pakaian anda kemudian tempelkan balon tersebut pada dinding rumah.

Balon tersebut akan menempel pada dinding karena saat anda menggosokkan pada pakaian, anda telah menambahkan kelebihan elektron (muatan negatif) ke permukaan balon.

Saat tertempel balon, dinding memiliki muatan positif lebih dari pada balon. Saat keduanya bersentuhan, balon akan menempel karena aturan yang berlawanan menarik (positif ke negatif).

Rumus Listrik Statis

rumus listrik statis

Menurut hukum Coulomb, rumus listrik statis secara umum adalah Besarnya gaya tarik-menarik elektrostatik antara dua muatan q dan Q yang ditempatkan pada jarak (r) tertentu. Dalam notasi rumus adalah Felect = k•Q1•Q2/r

Dimana :

Q = Muatan Sumber
q = Muatan Uji
R = Jarak antar muatan

C = Kapasitansi kapasitor

Ada dua Tiga penting yang perlu diingat ketika melihat rumus listrik statis diatas :

  1. Nilai q1 dan q2 dikalikan. Jadi, jika q1 dan q2 keduanya positif, maka gaya akan bernilai positif. Partikel akan menolak. Hal yang sama berlaku jika q1 dan q2 keduanya negatif.
  2. Jika q1 positif dan q2 negatif, maka gaya akan bernilai negatif. Hal yang sama berlaku jika q1 negatif dan q2 positif. Partikel akan menarik.
  3. Gaya sebanding dengan akar kuadrat jarak antar partikel. Ini berarti bahwa semakin dekat partikel satu sama lain, semakin kuat gayanya.

Untuk menghitung rumus listrik statis, dalam kasus tertentu terkadang anda perlu mengetahui tiga turunan rumusnya yakni Gaya Listrik, Muatan Listrik dan juga Energi Potensial. Untuk lebih jelasnya bisa anda lihat dibawah ini :

  • Gaya listrik

rumus gaya coloumb

Untuk mengerti materi ini, anda perlu cek mengenai soal listrik statis terkait gaya listrik. Yang dimaksud dengan gaya adalah dua benda saling tarik menarik sehingga menimbulkan suatu kerja dan gaya.

Rumus dasarnya adalah dua muatan listrik, koefisien, dan jarak. Anda mengalikan dua muatan dan koefisien lalu dibagi dengan  kuadrat jarak. Hasilnya adalah gaya listrik diantara kedua muatan tersebut. Jika ada tiga atau lebih, pastikan memakai sinus atau cosinus sehingga jarang yang diambil adalah terdekat.

  • Muatan listrik

rumus kuat medan listrik

Rumus listrik statis sangat bergantung kepada muatan dengan satuan coulomb. Setiap partikel memiliki potensi dan muatan tersendiri sehingga nilainya ditentukan langsung. Saat perhitungan, anda biasanya sudah mendapatkan nilai baku.

  • Energi Potensial

rumus energi potensial

Pada soal listrik statis kelas 9, ada materi energi potensial yaitu menghitung berapa potensi usaha dari suatu benda. Di listrik, energi ini terkait dengan sebuah muatan benda. Semakin tinggi nilainya maka peluang untuk menimbulkan listrik juga semakin besar.

Contoh Soal Listrik Statis

Setelah anda mengetahui apa yang dimaksud listrik statis beserta rumusnya, berikut kami ulas juga ragam contoh soal listrik statis dan pembahasannya yang kami kutip dari situs Kemendikbud dan ruang guru yang semoga bisa membantu anda lebih mudah memahami tentang materi ini.

1. Sebuah negara dengan 4 musim, fenomena listrik statis akan sering ditemui saat musim dingin. Hal ini biasanya terjadi ketika seseorang membuka pintu sebuah mobil. Perbedaan muatan pada kulit tangan manusia dengan pintu mobil mengakibatkan elektron mengalir yang akan menimbulkan kejutan listrik. Fenomena ini terjadi karena. . . . .

a. Udara musim dingin mengandung muatan-muatan listrik.

b. Udara musim dingin mempermudah elektron untuk mengalir.

c. Tingkat kelembaban udara pada musim dingin sangat rendah sehingga elektron menumpuk pada permukaan mobil.

d. Tingkat kelembaban udara pada musim dingin sangat rendah sehingga elektron mudah mengalir pada tubuh manusia.

e. Suhu permukaan mobil sangat tinggi sehingga elektron akan menumpuk.

Jawabannya adalah C yakni “Tingkat kelembaban udara pada musim dingin sangat rendah sehingga elektron menumpuk pada permukaan mobil”.

Pembahasan : Musim dingin menyebabkan menurunnya kelembapan udara sehingga udara cenderung kering. Rendahnya kelembapan udara ini membuat elektron sulit untuk berpindah tempat sehingga elektron akan menumpuk pada permukaan pintu mobil.

Disisi lain, sebuah benda cenderung memiliki sifat menetralkan muatan didalamnya. Inilah penyebab elektron mengalir dari tubuh manusia yang memegang pintu mobil sehingga timbul efek static electricity.

2. Sebuah emas batangan memiliki 79 elektron per atom dengan massa atom 197 u. Berapakah muatan total elektron dan Netto pada emas batangan dengan berat 12 Kg ?

Diketahui: 

m = 12 kg = 12000 gram

n = 79

Mr = 197u = 197 gram/mol

Ditanya:

qtot = ? ; q = ?

Jawab:

  • Muatan netto emas

q equals n e space space equals 79 cross times left parenthesis negative 1 comma 6 cross times 10 to the power of negative 19 end exponent right parenthesis space space equals negative 1 comma 3 cross times 10 to the power of negative 17 end exponent space straight C

  • Muatan total dari 12 kg emas 

q subscript t o t end subscript equals N subscript A fraction numerator m over denominator M r end fraction cross times q space space space space space equals 6 comma 02 cross times 10 to the power of 23 cross times 12000 over 197 cross times left parenthesis 1 comma 3 cross times 10 to the power of negative 17 end exponent right parenthesis space space space space space equals 0 comma 5 cross times 10 to the power of 9 space straight C q subscript t o t end subscript equals 0 comma 5 space nC

Sumber : roboguru.ruangguru.com

3. Sebuah segitiga ABC sama sisi memiliki panjang sisi 3 dm. Pada titik sudut A dan B masing-masing bermuatan +4 μC dan -1,5 μC, pada puncak C terdapat muatan +2× 10-5 C. Berapa gaya elektrostatis totaldi pada puncak C segitiga?

Diketahui:

qA = 4 μC = 4 × 10-6 C
qB = -1,5 μC = -1,5 × 10-6 C

qC = 2 × 10-5C
= 3 dm = 3 × 10-1 m

Ditanya: FC= … ?

Jawab :

Jika kita lihat pada simulasi gambar segitiga diatas, qA dan qC tolak-menolak dengan gaya F1, maka :

soal2

4. Dua muatan listrik P dan Q yang terpisah 10 cm mengalami gaya tarik menarik 8 N. Jika muatan Q digeser 5 cm menuju muatan P  (1 µC = 10-6 C dan k = 9 x 109 Nm2.C-2), maka gaya listrik yang terjadi adalah…
Penyelesaian:

Diketahui :
rPQ = 10 cm = 0,1 m = 1 x 10-1 m
F = 8 N
qQ = 40 µC = 40 x 10-6
k = 9 x 109 Nm2.C-2

Ditanya :

F (jika muatan Q digeser 5 cm menuju muatan P)

Jawab :
Terlebih dahulu menghitung muatan listrik P, setelah itu menghitung gaya listrik antara kedua muatan listrik, jika muatan listrik Q digeser 5 cm menuju muatan P.

Muatan listrik P :
qP = F r2 / k (qQ)
qP = (8)(1 x 10-1)2 / (9 x 109)(40 x 10-6)
qP = (8)(1 x 10-2) / 360 x 103
qP = (8 x 10-2) / (36 x 104)
qP = (1 x 10-2) / (4,5 x 104)
qP = (1/4,5) x 10-6 Coulomb

Gaya listrik antar muatan listrik P dan Q :
Jika muatan di Q digeser ke kiri 5 cm maka jarak antara kedua muatan menjadi 5 cm = 0,05 meter = 5 x 10-2 meter
F = k (qP)(qQ) / r2
F = (9 x 109)( (1/4,5) x 10-6)(40 x 10-6) / (5 x 10-2)2
F = (2 x 103)(40 x 10-6) / (25 x 10-4)
F = (80 x 10-3) / (25 x 10-4)
F = 3,2 x 101
F = 32 Newton

5. Dua buah muatan titik masing-masing +2 C dan -5 C terpisah 10 cm satu sama lain. Tentukanlah gaya tarik-menarik kedua muatan tersebut!

Diketahui:

q1 = + 2 C

q2 = -5 C
= 10 cm

Ditanyakan: = . . . ?

Jawab:

Sumber : sumberbelajar.belajar.kemdikbud.go.id

Konsep Dasar Gejala Listrik Statis

gejala listrik statis

Pada dasarnya semua benda yang memiliki fisik terdiri dari sebuah Atom. Di dalam atom terdapat proton, elektron, dan neutron. Proton bermuatan positif, elektron bermuatan negatif, dan neutron bersifat netral.

Muatan yang berlawanan saling tarik menarik (negatif ke positif). Muatan sejenis saling tolak menolak (positif ke positif atau negatif ke negatif). Dan terkadang muatan positif dan negatif memiliki nilai yang seimbang sehingga neutron objek itu bersifat netral.

Listrik statis ini terjadi karena ketidakseimbangan antara muatan negatif dan positif pada suatu benda. Muatan-muatan ini dapat menumpuk di permukaan suatu benda sampai muatan tersebut menemukan cara untuk dilepaskan atau dikosongkan. Salah satu cara untuk melepaskannya adalah melalui sebuah rangkaian elektronika.

Cara kerja listrik statis bisa anda temukan saat anda menggosokkan dua benda, maka satu sama lain dapat mentransfer muatan negatif (elektron).

Misalnya, Saat Anda menggosok- gosokan sepatu di karpet berbulu, tubuh Anda akan mengumpulkan elektron ekstra, elektron tersebut melekat pada tubuh anda sampai mereka dapat dilepaskan.

Setelah anda selesai menggosok- gosokan sepatu pada karpet lalu menyentuh kucing berbulu, anda pasti akan terkejut sebentar karena ada static electricity yang timbul akibat kelebihan elektron yang dilepaskan tubuh anda pada kucing tersebut.

Perbedaan Listrik Statis dan Dinamis

perbedaan listrik statis dan dinamis
Via : Academia.edu

Perbedaan listrik statis dan dinamis secara umum terletak pada sifat kerja muatan elektronnya, pada listrik statis arus listrik tidak dapat berpindah/ mengalir, sedangkan pada listrik dinamis arus listrik dapat bergerak dan mengalir didalam suatu rangkaian.

Ada statis maka sudah pasti ada yang dinamis. Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai apa saja perbedaan listrik statis dan dinamis, simak ulasan berikut :

  • Listrik dinamis

Listrik seperti ini contohnya adalah baterai dan sumber pembangkit. Komponen baterai memang sengaja dibuat agar menimbulkan beda potensial.

Setelah disambung dengan konduktor, muatan positif segera menuju negatif hingga menjadi seimbang. Listrik tersebut dapat berubah seperti arus dan tegangan sehingga dinyatakan sebagai dinamis.

  • Listrik Statis

Meskipun listrik statis juga mampu mengalir ke benda lain, salah satu kendalanya adalah kapabilitas untuk tetap stabil dan menjaga pasokan muatan elektron. Ada tidak dapat langsung mengalirkan petir ke lampu atau alat elektronik. Hal ini terjadi karena muatan tidak stabil dan bergerak bebas sehingga keseimbangan terjadi.

Statis dan dinamis didasarkan apakah mampu dialirkan ke komponen lain atau tidak. Jika muatan bergerak lewat konduktor lalu diubah ke energi, ini merupakan tipe dinamis. Jika tidak mampu, maka aliran arus tersebut sudah pasti tipe statis.

Info Elektronika Lainnya :
Rumus Hambatan Listrik Rumus Tegangan Listrik
Rumus Rangkaian Listrik Paralel Rumus Menghitung Resistor

Listrik statis adalah sangat erat dengan kehidupan sekitar tetapi tidak secara langsung disadari. Tipe ini memang bukan sumber listrik tetapi sebagai bukti bahwa fenomena listrik tersebut memang ada. Disisi lain, skalanya juga tidak besar dan fungsinya sebatas pelengkap.

Related posts:
Gravatar Image
Mahasiswa telat lulus yang lagi hobi mempelajari Ilmu Elektronika!

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *