Listrik menjadi satu bentuk energi yang mungkin sangatlah dekat dengan kehidupan Anda sebagai manusia. Namun, pernahkah Anda mendengar tentang listrik statis? Lalu apa bedanya dengan listrik yang Anda gunakan sehari-hari?
Sederhananya, listrik statis merupakan listrik dengan muatan yang diam. Dalam hal ini, muatan listrik tersebut merupakan ketidakseimbangan dalam atau di permukaan sebuah benda. Muatan tersebut akan tetap ada sampai nantinya hilang karena terlepas.
Daftar ISI
Mengenal Listrik Statis
Secara umum, listrik statis merupakan suatu kumpulan muatan listrik dalam satuan jumlah yang tetap. Kemudian, beberapa muatan tersebut saling melepaskan satu sama lain ketika benda bermuatan tersebut saling bertemu.
Contohnya adalah ketika Anda menggosokan penggaris plastik ke rambut. Penggaris memiliki muatan negatif, sementara rambut bermuatan positif. Pada kasus tersebut, listrik akan muncul ketika dua benda dengan muatan listrik akan saling bertaut.
Muatan listrik pada dua benda tersebut merupakan jenis muatan yang muncul tanpa keterlibatan sumber daya listrik ataupun pembangkit listrik.
1. Konsep Listrik Statis
Merujuk pada situs Britannica, listrik statis merupakan sebuah peristiwa listrik yang muncul akibat partikel bermuatan di transfer dari satu benda ke benda lain. Perpindahan muatan ini terjadi ketika ada dua benda bermuatan saling bergesekan.
Gesekan tersebut akan menciptakan terjadinya perpindahan elektron. Kedua benda tersebut bisa mengalami kelebihan elektron dan akan menyebabkan bermuatan negatif atau kekurangan elektron sehingga benda akan bermuatan positif. Perbedaan muatan tersebut mengakibatkan kedua benda akan saling tarik menarik.
Perpindahan muatan hanya terjadi selama dua benda memiliki jumlah muatan yang berbeda. Ketika jumlah muatan dua benda tersebut sudah sama kembali, maka listrik akan berhenti.
2. Apa Bedanya dengan Listrik Dinamis?
Perbedaan paling mencolok antara listrik statis dan dinamis adalah pada aliran dari muatan listrik tersebut. Pada listrik statis, alirannya cenderung diam, sementara pada listrik dinamis alirannya bergerak atau mengalir.
3. Muatan dalam Listrik Statis
Hal yang mungkin akan sering Anda dengar saat membahas listrik statis adalah aspek muatan listrik. Dalam hal ini, maka muatan listrik adalah atom yang terdiri dari dua bagian, yaitu inti atom dan kulit atom.
Inti atom tersusun dari dua partikel, yaitu proton (inti yang bermuatan positif) dan neutron (inti netral atau yang tidak bermuatan). Sedangkan bagian kulit atom terdiri dari bagian bermuatan negatif.
Fenomena listrik statis sendiri terjadi ketika ada salah satu benda yang kelebihan muatan, baik elektron atau proton. Umumnya, atom bersifat netral, tetapi akan berubah saat ada perpindahan elektron. Muatan atom tersebut akan mengacu pada hal-hal berikut:
- Atom menjadi netral saat jumlah proton dan elektronnya sama.
- Unsur atom akan memiliki muatan positif saat jumlah protonnya lebih banyak ketimbang dengan jumlah elektron.
- Sementara atom akan memiliki muatan negatif saat jumlah protonnya lebih sedikit ketimbang dengan dengan jumlah elektron.
Cara Kerja Listrik Statis
Pada dasarnya, listrik statis muncul karena adanya dua benda non logam yang saling bergesekan. Gesekan itulah yang akan menciptakan perpindahan muatan. Berdasarkan cara kerjanya, maka setidaknya ada 3 cara yang bisa Anda lakukan untuk memberikan muatan energi pada listrik. Berikut penjelasannya:
1. Gesekan
Cara pertama adalah dengan menggunakan gesekan. Mungkin ini merupakan cara paling populer jika berbicara tentang listrik statis. Sebut saja ketika Anda menggosokkan sebuah penggaris plastik ke rambut bagian atas.
Pada cara ini, kedua benda bermuatan akan saling bergesekan. Nantinya, gesekan akan menimbulkan pergerakan muatan sehingga membuat salah satu benda akan kekurangan atau kelebihan muatan.
Perbedaan jumlah muatan inilah yang nantinya akan menghasilkan listrik statis yang mana akan berhenti ketika jumlah muatan antara kedua benda tersebut sudah kembali sama.
2. Konduksi
Cara lain untuk bisa menghasilkan listrik statis adalah melakukan konduksi. Singkatnya, konduksi merupakan proses transmisi dari benda bermuatan listrik ke benda yang tidak memiliki muatan melalui sebuah perantara.
Perantara pada proses konduksi akan Anda kenal dengan nama konduktor. Pada konsep konduktor, benda yang tadinya tidak memiliki muatan listrik menjadi memiliki muatan listrik, di mana akan hilang ketika proses konduksi selesai.
3. Induksi
Listrik statis ini juga bisa muncul karena adanya proses induksi atau kondisi di mana munculnya arus listrik karena adanya perubahan medan elektromagnetik.
Pada proses ini, Anda akan memisahkan muatan listrik pada suatu penghantar karena penghantar tersebut mengenai benda lain yang bermuatan listrik. Proses ini terjadi tanpa ada sentuhan antara kedua benda tersebut.
Contoh Listrik Statis
Dalam kehidupan sehari-hari, ada beberapa hal yang bisa Anda temukan dan merupakan salah satu contoh dari terjadinya listrik statis. Beberapa contoh tersebut antara lain:
- Petir: Proses munculnya petir terjadi karena perpindahan elektron. Dalam hal ini, langit memiliki kelebihan elektron. Agar kelebihan elektron tersebut segera berpindah, maka petir akan mencari tempat yang paling dekat dengan awan.
- Menyisir Rambut: Gesekan antara rambut dan sisir akan mengganggu sejumlah muatan di kedua benda. Adanya perbedaan jumlah muatan ini akan menghasilkan listrik.
- Kain sutra yang di gosokkan pada batang kaca: Prosesnya kurang lebih sama dengan saat Anda menyisir rambut. Gesekan pada keduanya akan membuat adanya lompatan elektron, hingga kedua benda saling tarik menarik.
- Penggaris plastik di gosokkan pada kain wol: Prosesnya sama dengan kain sutra dan kaca. Dua benda yang bermuatan netral saling di gosokkan akan terganggu, sehingga akan ada lompatan elektron.
Rumus yang Berkaitan dengan Listrik Statis
Pemanfaatan lainnya dari listrik ini juga akan Anda temukan pada beberapa rumus berikut:
1. Potensial Listrik
Potensial listrik merupakan sebuah usaha dari tiap satuan muatan listrik yang berguna untuk memindahkan satu muatan dari satu titik ke titik lainnya. Besaran potensial listrik itu sendiri bisa Anda hitung dengan cara berikut:
V = k.Q/R
Pada rumus tersebut, V merupakan potensial listrik dalam satuan volt (V), Q merupakan muatan sumber dalam satuan coulomb (C), dan r adalah jarak terhadap sumber muatan dengan satuan meter. Sementara, k sendiri merupakan koefisien yang dinyatakan dengan nilai 9×109 Nm2/C2.
2. Energi Potensial Listrik
Hal lainnya yang juga bisa Anda ukur dengan memanfaatkan listrik statis adalah energi potensial listrik yang bisa muncul. Energi potensial listrik sendiri merupakan energi yang akan Anda butuhkan untuk memindahkan muatan listrik dari satu titik ke titik lainnya. Rumus untuk menghitungnya adalah sebagai berikut:
Ep = k. (q1.q2/r)
Pada rumus tersebut, Ep merupakan energi potensial muatan yang diperlukan. Kemudian, q1 dan q2 adalah muatan partikel dengan satuan coulomb dan r adalah jarak sumber muatan dengan satuan meter. Sementara k adalah koefisien yang dinyatakan dengan nilai 9×109 Nm2/C2.
3. Medan Listrik
Jika ada benda bermuatan listrik, maka daerah di sekitar benda tersebut juga bisa memiliki muatan listrik, itulah medan listrik. Untuk mengukur medan listrik ini sendiri Anda bisa menggunakan listrik statis.
Apabila bermuatan positif, maka arah medan listrik bergerak keluar dari sumber muatan. Namun, apabila bermuatan negatif, maka arah medan listrik akan bergerak masuk ke arah sumber muatan.
Nantinya, benda dengan muatan yang menghasilkan medan listrik bernama muatan sumber. Sementara muatan lain yang terletak atau terpengaruh medan listrik adalah muatan uji. Rumus hitung kuat medan listrik adalah:
E = k. Q/r2
Pada rumus tersebut, E adalah kuat medan listrik, Q adalah besar muatan sumber dan r adalah jarak muatan uji terhadap muatan sumber. Sementara k adalah koefisien yang dinyatakan dengan nilai 9×109 Nm2/C2. Rumus lainnya adalah:
E = F/q
Pada rumus tersebut, F adalah gaya coulomb dan q adalah besar muatan uji.
Adakah Bahaya pada Listrik Statis?
Selain masalah pemanfaatan, maka hal lainnya yang juga perlu menjadi perhatian adalah masalah bahaya yang bisa muncul. Dalam hal ini, maka listrik statis memang bisa memunculkan bahaya. Sebab pada prosesnya, listrik tersebut bisa menimbulkan percikan api.
Contohnya saat mobil berjalan, gejala statis akan muncul saat ban bergesekan dengan jalan dan menimbulkan muatan negatif. Selain itu, logam yang saling berdekatan dengan ban akan memiliki muatan positif. Apabila terjadi induksi, maka api bisa terpercik ketika kedua muatan saling bertemu.
