Definisi Listrik Statis
Kalian tahu nggak listrik statis itu pa..???
Hayo ada yang tahu nggak…???
Ya benar, Listrik statis itu adalah merupakan fenomena fisika yang dapat menunjukkan adanya interaksl dari benda-benda yang bermuatan listrik. Muatan listrik yang dimiliki benda-benda itu bisa bermuatan negatif maupun positif. Kita ambil Contoh dari fenomena listrik statis yaitu batu ambar yang apabila digosok-gosokkan dengan kain sutra maka akan bermuatan listrik. Hal ini dapat diketahui apabila batu ambar itu didekatkan dengan kertas-kertas kecil maka kertas-kertas itu akan dapat tertarik oleh batu ambar.
Proton dan Elektron
Semua zat itu pasti tersusun atas atom-atom. Setiap atomnya pun itu tersusun atas inti atom yang di dalamnya itu terdapat proton dan inti atom itu dikelilingi oleh elektron-elektron. Proton itu bermuatan listrik positif sedangkan elektron itu bermuatan listrik negatif.
Muatan Listrik (Q)
Di dalam ilmu fisika muatan listrik itu Ada dua macam, yaitu muatan listrik positif (+), dan muatan listrik negatif (-). Apabila kedua muatan listrik yang berbeda (positif dengan negative) itu didekatkan, maka mereka berdua akan saling tarik-menarik. Namun, apabila dua muatan listrik yang sejenis (positif dengan positif dan sebaliknya) itu didekatkan, maka mereka akan saling tolak-menolak. Muatan listrik itu dapat dinotasikan dengan menggunakan simbol Q dan memiliki satuan coulomb (C).
Hukum Coulomb
Hukum Coulomb itu tentu saja menerangkan tentang gaya listrik dalam ilmu fisika. Sedangkan Gaya listrik itu dapat dinyatakan dengan notasi F dan memiliki satuan newton (N). Hukum Coulomb ini menyatakan bahwa: “Gaya tarik atau gaya tolak-menolak antara dua muatan listrik sebanding dengan besar muatan yang berinteraksi dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan tersebut.”
Induksi Listrik
Kalian tahu nggak induksi listrik itu apa…???
Induksi listrik itu adalah fenomena fisika yang apabila pada suatu benda yang tadinya netral atau (tidak bermuatan listrik) menjadi bermuatan listrik karena akibat adanya pengaruh dari gaya listrik atau dari benda yang bermuatan lain dan didekatkan padanya.
Elektroskop
Apa itu elektroskop …???
Elektroskop itu adalah sebuah alat yang dapat digunakan untuk mendeteksi muatan listrik statis. Elektroskop itu bekerja berdasarkan prinsip induksi listrik. Elektrometer adalah elektroskop yang selain dapat mendeteksi muatan, dia juga dapat mengukur jumlah muatan listrik yang ada pada suatu benda. Sifat elektroskop itu seperti berikut.
1. Jika benda bermuatan positif didekatkan pada sebuah elektroskop netral
maka di bagian kepala elektroskop itu berkumpul muatan negatif dan di bagian
daunnya berkumpul muatan positif. Ini menyebabkan daun elektroskop akan
mengembang.
2. Jika benda bermuatan positif didekatkan pada sebuah negatif maka di bagian kepala elektroskop berkumpul muatan negatif dan di bagian daunnya itu tidak ada muatan. Ini menyebabkan daun elektroskop akan menguncup.
3. Jika.benda bermuatan positif didekatkan pada sebuah elektroskop positif maka di bagian kepala elektroskop tidak ada muatan dan di bagian daunnya berkumpul muatan positif. Ini menyebabkan daun elektroskop akan mengembang.
Medan Listrik (E)
Medan listrik itu kayak suatu daerah yang berada di sekitar muatan listrik yang ternyata masih sangat dipengaruhi oleh gaya listrik. Arah medan listrik itu adalah keluar dari muatan positif dan masuk ke muatan negatif.
Kuat Medan Listrik
Kuat medan listrik itu ialah besarnya medan listrik yang dimiliki oleh suatu muatan listrik dari suatu titik acuan tertentu. Kuat medan listrik itu dapat dinotasikan dengan E dan memiliki satuan N.C1.
Manfaat Listrik Statis dalam Kehidupan Sehari-hari
Gejala listrik statis dimanfaatkan dalam aplikasi sebagai berikut.
1. Generator Van de Graff
Generator Van de Graff menggunakan prinsip listrik statis yang mampu menghasilkan tegangan sangat tinggi, yakni sekitar 20.000.000 volt, hebat ya….
2. Catsemprot.
3. Mesin fotokopi.
4. Pencetak (printer) laser
Medan Listrik
Medan adalah suatu besaran yang mempunyai harga pada tiap titik dalam ruang. Atau secara matematis, medan merupakan sesuatu yang merupakan fungsi kontinu dari posisi dalam ruang. Medan ada dua macam yaitu :
- Medan Skalar, misalnya temperatur, potensial dan ketinggian
- Medan vektor, misalnya medan listrik dan medan magnet
Untuk membahas suatu medan listrik, digunakan pengertian kuat medan, yakni : �Vektor gaya Coulomb yang bekerja pada suatu muatan yang kita lewatkan pada suatu titik dalam medan gaya ini�, dan dinyatakan sebagai E(r). dalam bentuk matematis :
Dengan menggunakan persamaan harus diingat ;
- hubungan ini hanya berlaku untuk muatan sumber berupa titik
- pusat sistem koordinat ada pada muatan sumber
- besaran yang digunakan dalam sistem MKS
- hubungan diatas hanya berlaku dalam vakum atau udara
X.2.1 Kuat Medan Listrik oleh Satu Muatan Titik
Muatan sumber q berupa muatan titik terletak pada vektor posisi r�, sedang titi p pada posisi r. Posisi relatif p terhadap muatan sumber adalah (r-r�), vektor satuan arah SP adalah
Jadi kuat medan listrik E di titik r oleh muatan q adalah
X.2.2 Kuat Medan Listrik oleh Beberapa Muatan Titik
Jika sumber muatan berupa beberapa muatan titik yang berbeda besar dan posisinya, maka kuat medan listrik resultan E (r )adalah penjumlahan masing-masing kuat medan, dimana secara matematis dinyatakan sebagai
Bila ada N buah muatan titik sebagai sumber, dengan muatan sumber q1 yang masing-masing berada pada jarak ri�, maka medan resultan pada vector posisi r adalah :
Contoh 3
Dua buah muatan berada pada bidang x-y dengan masing-masing muatan q1 = 7 C pada pusat koordinat dan muatan q2 = 5 C terletak pada sumbu x positif berjarak 0,3 meter dari pusat koordinat.
a. tentukan besar dan arah kuat medan listrik di titik P yang terletak pada sumbu y positif yang berjarak 0,4 meter dari pusat koordinat.
b. Tentukan gaya yang dialami oleh muatan sebesar 2 x 10-3 C jika terletak di titik
