Pengertian dan Penjelasan Listrik Statis Lengkap Beserta Penjelasan Yang Sangat Jelas

 

Listrik Statis – Petir adalah suatu kejadian alam yang luar biasa, karena dalam setiap kejadiannya energi yang dilepaskan lebih besar daripada yang dihasilkan oleh seluruh pusat pembangkit tenaga listrik di Amerika. Cahaya yang dikeluarkan oleh petir lebih terang daripada cahaya 10 juta bola lampu pijar berdaya 100 watt. Hal lain yang menakjubkan bahwa molekul-molekul nitrogen, yang sangat penting untuk tumbuhan, muncul dari kekuatan ini.

Mengapa petir dapat membebaskan energi? Darimana petir mendapatkan energi listrik?

Berapa biaya listrik yang dapat kita hemat jika kita dapat mengumpulkan energi dari petir?

Saat kita merenungi semua perihal petir ini, kita dapat memahami bahwa peristiwa alam ini adalah sesuatu yang menakjubkan. Bagaimana sebuah kekuatan luar biasa semacam itu muncul dari partikel bermuatan positif (proton) dan negatif (elektron) dari dalam sebuah atom, yang tak terlihat oleh mata telanjang. Perbedaan jumlah proton dan elektron dalam sebuah atom mengakibatkan atom bermuatan listrik. Karena semua benda tersusun oleh atom-atom, maka perubahan muatan listrik pada atom akan mengakibatkan perubahan listrik pada benda.

Setiap benda memiliki kecenderungan untuk berada dalam keadaan netral, oleh karena itu jika benda bermuatan maka secara spontan dapat membebaskan muatannya. Salah satu contohnya adalah petir. Sifat-sifat muatan listrik antara lain: 1) listrik terdiri dari dua jenis muatan yaitu muatan positif dan negatif, 2)muatan listrik akan saling berinteraksi, muatan sejenis tolak menolak dan muatan tidak sejenis tarik-menarik. Para ahli berusaha memanfaatkan muatan listrik statis untuk berbagai keperluan dalam kehidupan sehari-hari.

Bagaimana Benda dapat Bermuatan Listrik?
Setiap zat tersusun atas atom-atom, dengan demikian muatan listrik suatu zat tergantung dari jenis muatan listrik atom-atomnya. Jika atom-atom benda lebih cenderung melepaskaan elektron, maka zat yang disusunnya lebih cenderung bermuatan positif. Sebaliknya jika atom-atom benda lebih cenderung menangkap elektron, maka zat yang disusunnya cenderung bermuatan negatif. Dengan demikian muatan listrik sebuah benda sangat tergantung dengan muatan listrik atom-atom penyusunnya.

Bagaimana cara membuat benda bermuatan listrik?

Suatu benda dapat dimuati listrik dengan dua cara yaitu:

1. Menggosok

a. Menggosok penggaris plastik dengan kain wool –> Penggaris menjadi bermuatan listrik jenis negatif.
b. Menggosok kaca dengan kain sutera –> Kaca menjadi bermuatan listrik jenis positif.

Mengapa dengan menggosokkan benda ke benda lain dapat membuat benda bermuatan listrik? Apakah semua benda jika digosokkan akan bermuatan listrik?

Muatan listrik pada sebuah benda, sangat dipengaruhi olah muatan listrik atom-atom penyusunnya. Ada atom-atom yang cenderung melepas elektron, tetapi ada juga atom-atom yang cenderung mengikat elektron. Jika dua benda tersusun dari atom-atom yang memiliki perbedaan sifat tersebut saling digosokkan maka, maka interaksi itu akan lebih mudah membuat benda bermuatan listrik.

Dari animasi di atas. Jika kain sutera digosokkan pada kaca, maka elektron-elektron kaca akan berpindah menuju sutera, sehingga kaca menjadi bermuataan positif. sementara itu kain sutera menjadi bermuatan negatif karena mendapat tambahan elektron.

Jika kain wool digosokkan pada plastik, maka elektron-elektron kain wool akan berpindah menuju plastik, sehingga plastik menjadi bermuataan negatif. sementara itu kain wool menjadi bermuatan positif karena kehilangan elektron-elektronnya.

2. Induksi

Bagaimana proses pemuatan listrik dengan induksi?

Induksi dapat dilakukan dengan cara mendekatkan benda yang bermuatan listrik ke benda netral. Akibatnya benda netral akan terpolarisasi. Jika benda netral yang telah terpolarisasi di hubungkan dengan tanah (di ground kan), maka elektron-elektronnya akan mengalir menuju tanah. Setelah penghantar yang menuju tanah di hilangkan dan benda bermuatan listrik dijauhkan, maka benda netral akan menjadi kekurangan elektron (bermuatan positif). Induksi dalam jumlah muatan tertentu dapat mengakibatkan muatan listrik melompati gap (jarak pemisah), dalam hal ini dapat menimbulkan lintasan bunga api. Salah satu peristiwa yang besar adalah terjadinya petir.

Sifat Muatan Listrik –> Muatan listrik dapat menarik benda-benda kecil

Potongan kertas kecil-kecil dapat menempel pada penggaris yang bermuatan listrik karena adanya gaya listrik. Jika gaya listrik lebih besar dari gaya gravitasi benda maka benda akan menempel pada penggaris, sebaliknya jika gaya listrik kurang dari gaya gravitasi, maka benda tidak akan menempel.

Interaksi antara dua muatan listrik
baik
berupa gaya tolak atau gaya tarik dapat digambarkan dengan menggunakan garis-garis gaya listrik berikut:

 

(Pengertian Listrik Dinamis dan Rangkaian Listrik) – Listrik dinamis adalah listrik yang dapat bergerak. Cara mengukur kuat arus pada listrik dinamis dengan cara muatan listrik dibagai waktu dengan satuan muatan listrik adalah coulumb dan satuan waktu adalah detik. Kuat arus pada rangkaian bercabang sama dengan kuat arus yang masuk dengan kuat arus yang keluar.

Sementara itu, pada rangkaian seri, kuat arus tetap sama di setiap ujung-ujung hambatan. Sebaliknya, tegangan berbeda pada hambatan. Pada rangkaian seri, tegangan sangat bergantung pada hambatan. Akan tetapi, pada rangkaian bercabang tegangan tidak berpengaruh pada hambatan. Semua itu telah dikemukakan dalam hukum Kirchoff yang berbunyi “jumlah kuat arus listrik yang masuk sama dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar”.

Berdasarkan hukum Ohm, dapat disimpulkan bahwa cara mengukur tegangan listrik adalah kuat arus dikali hambatan. Hambatan nilainya selalu sama karena tegangan sebanding dengan kuat arus. Tegangan memiliki satuan volt (V) dan kuat arus adalah ampere (A), serta hambatan adalah ohm.

Hukum Ohm
Aliran arus listrik dalam suatu rangkaian tidak berakhir pada alat listrik, tapi melingkar kernbali ke sumber arus. Pada dasarnya, alat listrik bersifat menghambat alus listrik. Hubungan antara arus listrik, tegangan, dan hambatan, dapat diibaratkan seperti air yang mengalir pada suatu saluran.

Orang yang pertama kali meneliti hubungan antara arus listrik, tegangan, dan hambatan adalah Georg Simon Ohm (1787-1854). Dia adalah seorang ahli fisika Jerman. Hubungan tersebut lebih dikenal dengan sebutan hukum Ohm.

Setiap arus yang mengalir melalui suatu penghantar selalu mengalami hambatan. Hambatan listrik dilambangkan dengan R, beda potensial V, dan kuat arus I. Jadi, hubungan antara R, V, dan I, secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut. V=I.R

Misalnya, jika nilai hambatan 1 ohm dan tegangan 1 volt di antara kedua ujungnya mampu mengalirkan arus listrik sebesar 1 ampere melalui konduktor tersebut. Komponen yang khusus dibuat untuk menghambat arus listrik disebut resistor (penghambat). Sebuah resistor dapat dibuat agar memiliki nilai hambatan tertentu. Jika dipasang pada rangkaian sederhana, resistor berfungsi untuk mengurangi kuat arus.

Hambatan Kawat Penghantar
Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya. Beda potensial hanya bisa mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu. Jika penghantar yang dilalui sangat panjang, kuat arusnya akan berkurang. Hal itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus listrik pada penghantar panjang. Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik turun. Makin panjang penghantar, makin besar pula penurunan tegangan listrik.

Hukum Kirchoff
Arus listrik yang melalui suatu penghantar dapat dipandang sebagai aliran air sungai. Jika sungai tidak bercabang, jumlah air di setiap tempat pada sungai tersebut sama. Demikian halnya dengan arus listrik. Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan tersebut. Pernyataan itu sering dikenal sebagai hukum I Kirchhoff karena dikemukakanpertama kali oleh Kirchhoff.

Rangkaian Listrik
Rangkaian listrik adalah rangkaian alat-alat listrik yang terhubung dan teraliri dalam suatu rangkaian listrik. Rangkaian listrik terbagi menjadi beberapa model. berikut ini macam rangkaian listrik.

Rangkaian listrik berdasarkan terbuka atau tertutupnya rangkaian listrik, yaitu:
Rangkaian listrik terbuka adalah rangkaian yang memiliki ujung sehingga arus tidak dapat mengalir dan rangkaian listrik tertutup adalah rangkaian yang tidak memiliki ujung sehingga arus dapat mengalir.

Rangkaian listrik berdasarkan cabangnya, yaitu:

  • rangkaian seri (berurutan); dan
  • rangkaian paralel (bercabang).

 

LISTRIK STATIS DAN DINAMIS

Listrik Statis

Pendahuluan
Ilmu pengetahuan tentang listrik bermula dari pengamatan yang dilakukan oleh Thales dari Miletus pada tahun 600 SM, bahwa batu ambar yang digosok dengan kain berbulu dapat menarik potongan jerami yang ada didekatnya. Pengatahuan tentang magnetisme kembali kepada pengamatan bahwa batu-batuan yang terdapat secara alami (yakni, magnetik) akan menarik besi. Kedua ilmu pengetahuan ini berkembang agak terpisah sampai tahun 1820, ketika Hans Christian Oersted (1777 – 1851) mengamati hubungan antara keduanya, bahwa arus listrik di dalam sebuah kawat dapat mempengaruhi sebuah jarum kompas magnetik. Ilmu pengetahuan baru mengenai elektromagnetisme dikembangkan lebih jauh oleh banyak peneliti, dan salah seorang yang paling penting diantaranya adalah Michael Faraday (1791 – 1867). James Clerk Maxwell (1831 – 1879) merumuskan hukum-hukum elektromagnetisme di dalam bentuk yang kita kenal seperti sekarang. Dalam kehidupan sehari-hari terdapat beberapa contoh gejala listrik statik, misalnya :
• Sisir atau penggaris yang digosok-gosokkan pada rambut yang kering atau kain wol akan menarik potongan kertas kecil. Lihat gambar!

Listrik statis (listrik tidak mengalir) adalah listrik yang tidak mengalir dan perpindahan arusnya terbatas. Listrik statis atau elektrostatiska merupakan bagian dari ilmu listrik yang mempelajari sifat -sifat muatan listrik. Dari pelajaran listrik statis, kita dapat mengetahui bahwa elektron adalah muatan listrik negatif yang mudah berpindah melalui bahan konduktor serta sulit berpindah melalui bahan isolator. Namun demikian, pemanfaatan listrik lebih banyak berkaitan dengan muatan listrik yang bergerak (listrik dinamis), seperti pemanfaatan listrik dalam kehidupan seharai- hari, baik di rumah, di kantor, di perusahaan, maupun di industri kecil dan besar.

Listrik Dinamis

Pendahuluan
Perkembangan teknik kelistrikan sampai tahun 1800, terutama yang mencakup produksi muatan statis masih dihasilkan oleh alat- alat yang relatif besar sehingga kurang praktis dalam penggunaannya. Di alam sendiri terjadi pertunjukan kelistrikan yang sangat hebat, yaitu kilat. Kenyataan bahwa kilat adalah fenomena kelistrikan baru dipahami ketika pada tahun 1752, Franklin dengan eksperimen layangannya yang tekenal menunjukkan bahwa kilat merupakan percikan listrik raksasa. Akhirnya, pada tahun 1800, suatu peristiwa yang sangat penting secara praktis terjadi, yaitu ketika Alessandro Volta membuat batrai listrik yang dapat menghasilkan aliran muatan listrik tetap (arus listrik). Penemuan ini membuka era baru yang mengubah peradaban kita karena teknologi saat ini bertumpu pada arus listrik.

Listrik dinamis (listrik mengalir) adalah listrik yang mengalir. Sumber arus listrik yang dapat menghasilkan beda potensial yang dapat menyebabkan listrik dapat mengalir

Perbedaan Listrik Statis dan Dinamis

Beberapa hal yang membedakan fenomena listrik dinamis dan listrik statis dapat kita rangkum sebagai berikut.
Pertama, aliran (perpindahan) elektron secara kontinyu pada listrik dinamis tidak terjadi pada listrik statis. Hal ini terjadi karena elektron- elektron pada konduktor (yang menjadi penghantar) memang sangat mudah berpindah. Sedangkan perpindahan elektron pada listrik statis terjadi karena gesekan atau gosokan (pada beberapa kasus juga karena induksi) serta tidak mengalir kontinyu.
Kedua, listrik dinamis hanya terjadi dengan penghantar konduktor. Sementara isolator berfungsi untuk mencegah manusia tersengat listrik dinamisnya.
Ketiga, listrik dinamis terdiri atas arus searah dan bolak balik.
Keempat, parameter parameter listrik dinamis dapat diukur dengan alat ukur yang baku. Sementara pada listrik statis susah diukur, misalnya sulit mengukur arus, tegangan, hambatan, dan daya listrik pada penggaris plastik yang menarik serpihan kertas.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s