Pengertian Listrik Statis, Rumus, dan Contohnya

Diposting pada

Listrik Statis Adalah

Elektrostatik mengacu pada muatan listrik stasis; oleh karena itu dikenal sebagai listrik statis. Elektrostatik umumnya digunakan dalam xerografi, filter udara, dan beberapa cat otomotif. Beberapa kegunaan metode elektrostatik yang diketahui adalah Penyemprotan elektrostatik; Pelapisan elektrostatik; Impedansi AC. Meskipun demikian, listrik statis dapat menjadi gangguan atau bahkan bahaya, misalnya energi yang membuat rambut berdiri tegak juga dapat merusak elektronik dan menyebabkan ledakan, karena fenomena listrik statis membutuhkan pemisahan muatan positif dan negatif.

Ketika dua bahan bersentuhan, elektron dapat berpindah dari satu bahan ke bahan lainnya, yang meninggalkan kelebihan muatan positif pada satu bahan, dan muatan negatif yang sama di sisi lainnya. Ketika bahan dipisahkan mereka mempertahankan ketidakseimbangan muatan ini. Sehingga harus dikendalikan dan dimanipulasi dengan baik.

Listrik Statis

Elektrostatika merupakan studi tentang fenomena elektromagnetik yang terjadi ketika tidak ada muatan bergerak yang biasanya terjadi setelah keseimbangan statis terbentuk. Muatan mencapai posisi keseimbangan mereka dengan cepat karena kekuatan listrik sangat kuat. Metode matematika elektrostatik memungkinkan untuk menghitung distribusi medan listrik dan potensi listrik dari konfigurasi muatan, konduktor, dan isolator yang diketahui.

Sebaliknya, mengingat satu set konduktor dengan potensi yang diketahui, dimungkinkan untuk menghitung medan listrik di daerah antara konduktor dan untuk menentukan distribusi muatan pada permukaan konduktor.

Sejak ditemukannya makna fisika klasik, telah diketahui bahwa beberapa bahan, seperti amber, menarik partikel ringan setelah digosok. Fenomena elektrostatik muncul dari gaya-gaya yang saling mengisi muatan listrik. Kekuatan seperti itu dijelaskan oleh hukum Coulomb.

Meskipun gaya yang diinduksi secara elektrostatis tampaknya agak lemah, beberapa gaya elektrostatik seperti yang ada di antara elektron dan proton, yang bersama-sama membentuk atom hidrogen, sekitar 36 kali lipat lebih kuat daripada gaya gravitasi yang bekerja di antara mereka.

Pengertian Listrik Statis

Listrik statis, apabila ditinjau dari asal katanya, yaitu kata listrik yang diikuti dengan kata “statis” yang berarti “diam”. Hal tersebut mengisyaratkan bahwa listrik statis berkaitan dengan gejala kelistrikan yang diam atau tidak mengalir.

Atau dengan kata lain, listrik statis tidak bisa mengalir dari satu tempat ke tempat yang lain, tapi hanya menyala sekejap di satu tempat. Jadi, bisa dikatakan bahwa listrik statis tidak dapat menghasilkan arus listrik.

Muatan listrik statis bisa terbentuk ketika dua permukaan bersentuhan dan terpisah, dan setidaknya salah satu permukaan tersebut mempunyai daya tahan tinggi terhadap arus listrik (dan karenanya merupakan insulator listrik).

Efek listrik statis sudah menjadi hal yang umum bagi kebanyakan orang sebab orang bisa merasakan, mendengar, dan bahkan melihat percikan saat muatan berlebih dinetralkan ketika dibawa dekat dengan konduktor listrik besar (misalnya, jalur ke tanah), atau daerah dengan muatan berlebih dari polaritas yang berlawanan (positif atau negatif). Fenomena kejutan statis yang lazim – lebih khusus, pelepasan muatan listrik statis – disebabkan oleh netralisasi muatan.

Pengertian Listrik Statis Menurut Para Ahli

Adapun definisi listrik statis menurut para ahli, anatar lain:

Wikipedia

Listrik statis merupakan ketidakseimbangan muatan listrik dalam atau pada permukaan benda. Muatan listrik tetap ada hingga benda kehilangan muatan tersebut dengan cara sebuah arus listrik melepaskan muatan listrik. Listrik statis berbeda dengan arus listrik, yang bisa mengalir melalui kabel atau konduktor lainnya dan mentransmisikan listrik.

Energy Education

Listrik statis adalah ketidakseimbangan muatan listrik pada permukaan suatu material. Statis berarti tetap atau stasioner, oleh karena itu digunakan berbeda dengan listrik dinamis (bergerak) yang berbentuk arus listrik.

Biasanya atom adalah netral, yang berarti memiliki jumlah elektron dan proton yang sama. Namun atom menjadi bermuatan ketika ada ketidakseimbangan dalam jumlah partikel ini, yang dapat terjadi dengan cukup mudah untuk bahan tertentu.

Kemampuan suatu material untuk mempertahankan elektronnya menentukan tempatnya dalam “deret triboelektrik”. Semakin jauh dua materi diperingkat dalam seri ini, semakin terlihat pemisahan muatan saat mereka bersentuhan. Misalnya ketika kaca digosok dengan sutera akan kehilangan banyak elektron pada sutera, dan listrik statis dapat diamati.

Rumus Listrik Statis

Berikut ini beberapa rumus atau persamaan yang berkaitan dengan listrik statis, yaitu:

  1. Gaya Columb (F)

Rumus Listrik Statis

  • Kuat Medan Listrik (E)

Rumus Kuat Medan Listrik

  • Potensi Listrik (V)

Rumus Potensi Listrik

  • Energi Potensial (EP)

Rumus Energi Potensial

  • Usaha (W)

Rumus Usaha

  • Kapasitas Keping Sejajar

Rumus Kapasitas Keping Sejajar

  • Energi Kapasitor

Rumus Energi Kapasitor

  • Bola Kapasitor

Rumus Bola Kapasitor

Keterangan:

  • WAB    = usaha memindahkan muatan dari potensi A ke B
  • Q         = muatan sumber
  • q          = muatan uji
  • R         = jarak antar muatan
  • K         = 8,99 x 109Nm2C-2
  • C         = kapasitansi kapasitor
  • r           = jari-jari bola
  • ε0            = permitivitas ruang hampa
  • K         = koefisien dialektik
  • A         = luas penampang plat
  • d          = jarak antar keeping

Contoh Listrik Statis

Berikut ini beberapa contoh timbulnya listrik statis, antara lain:

  1. Ketika kita menyisir rambut, tanpa kita sadari terkadang rambut akan berdiri sendiri beriringan dengan gerakan sisir. Hal tersebut disebabkan karena terdapat interaksi muatan antar sisir dengan rambut kita.
  2. Penggaris atau sisir yang kita gosok-gosokkan ke rambut atau tangan kering dapat menarik potongan kertas kecil.
  3. Debu yang menempel pada layar tv.
  4. Kain sutra yang kita gosok-gosokkan dengan batang kaca akan menyebabkan terjadinya reaksi tarik-menarik antara dua benda tersebut, sebab elektron dari batang kaca akan berpindah ke kain sutera. Hal itu mengakibatkan batang kaca akan bermuatan positif dan sutra akan bermuatan
  5. Menggosokan balon dengan tangan.
  6. Penggaris plastik yang kita gosok dengan kain woll. Kedua benda tersebut mempunyai muatan netral, tapi ketika keduanya digesekkan maka akan ada perpindahan elektron dari kain woll ke penggaris plastik. Hal itu mengakibatkan penggaris plastik bermuatan negative, sedangkan kain woll bermuatan positif.
  7. Saat kita mendekatkan tangan ke layar TV yang baru saja dimatikan. Perhatikan bulu atau rambut yang ada di tangan kita akan berdiri.

Bahaya listrik statis

Listrik statis dapat menumpuk di awan. Ini dapat menyebabkan percikan besar terbentuk antara tanah dan awan. Ini menyebabkan kilat – aliran muatan ke atmosfer. Berikut adalah beberapa contoh bahaya yang terkait dengan listrik statis:

  1. Berbahaya jika ada gas yang mudah terbakar atau konsentrasi oksigen tinggi. Percikan api bisa memicu gas dan menyebabkan ledakan.
  2. Berbahaya ketika kita menyentuh sesuatu dengan muatan listrik besar di atasnya. Muatan akan mengalir ke seluruh tubuh kita dan menyebabkan sengatan listrik. Ini bisa menyebabkan luka bakar atau bahkan menghentikan jantung kita. Seseorang bisa mati karena sengatan listrik.

Manfaat listrik statis

Meskipun listrik statis dapat menjadi gangguan – seperti mendapatkan kejutan ketika kita memegang gagang pintu atau listrik statis menempel pada pakaian kita, tapi listrik statis juga memiliki sejumlah kegunaan yang bermanfaat.

Kekuatan tarik-menarik yang disebabkan oleh listrik statis digunakan dalam pengendalian polusi udara, pengecatan mobil, dan xerografi atau mesin fotokopi. Berikut penjelasannya:

  1. Pengendalian pencemaran

Dengan mengisi partikel kotoran di udara dengan muatan statis, kotoran-kotoran tersebut dapat terkumpul, sehingga dalam hal ini listrik statis bertindak sebagai kontrol polusi udara yang efektif, atau sering disebut pengendapan elektrostatik.

  1. Cerobong asap

Pabrik menggunakan listrik statis untuk mengurangi polusi yang berasal dari cerobong asap mereka. Mereka memberi asap muatan listrik. Ketika melewati elektroda dengan muatan yang berlawanan, sebagian besar partikel asap menempel pada elektroda. Ini mencegah polusi keluar ke atmosfer.

  1. Penyegar udara

Beberapa orang membeli apa yang disebut ionizers udara untuk menyegarkan dan memurnikan udara di rumah mereka.

Itu bekerja dengan prinsip yang sama dengan pengendalian polusi cerobong asap. Perangkat ini melepaskan elektron dari molekul asap, partikel debu, dan serbuk sari di udara, seperti yang terjadi dalam menciptakan listrik statis.

Partikel debu dan asap yang terisi ini kemudian tertarik ke dan menempel pada piring pada perangkat dengan muatan yang berlawanan. Setelah beberapa saat, banyak polusi diambil dari udara.

Karena partikel bermuatan juga akan menempel pada permukaan netral, beberapa di antaranya dapat menempel pada dinding di dekat ionizer, sehingga sangat kotor dan sulit dibersihkan.

  1. Xerografi

Mesin fotokopi atau mesin Xerox menggunakan listrik statis untuk menyalin cetakan ke halaman. Ini dilakukan melalui ilmu xerografi. Satu versi memberi tinta muatan listrik sehingga akan menempel pada kertas di area yang ditentukan.

Versi lain dari mesin fotokopi menggunakan biaya untuk menempelkan tinta ke drum, yang kemudian mentransfernya ke kertas.

  1. Mengecat mobil

Beberapa produsen mobil memanfaatkan listrik statis untuk membantu mereka dalam mengecat mobil yang mereka buat. Cara kerjanya adalah pertama-tama mereka menyiapkan permukaan mobil dan menaruhnya di bilik cat, selanjutnya mereka memberi cat muatan listrik, dan kemudian mereka menyemprotkan kabut cat ke dalam bilik.

Partikel-partikel cat yang diisi tertarik ke mobil dan menempel pada tubuh, seperti balon dibebankan ke dinding. Setelah cat mengering, cat akan menempel jauh lebih baik ke mobil dan lebih halus karena didistribusikan secara merata.

Itulah tadi serangkain artikel yang sudah kami tuliskan kepada segenap pembaca terkait dengan pengertian listrik statis menurut para ahli, rumus, dan contohnya. Semoga melalui materi ini bisa memberikan wawasan dan menambah pengetahuan bagi segenap pembaca sekalian. Trimakasih,

Daftar Pustaka
  • Electrostatics dari https://www.cliffsnotes.com/study-guides/physics/electricity-and-magnetism/electrostatics
  • Static electricity dari https://en.wikipedia.org/wiki/Static_electricity

 

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *