Muatan Listrik

Pada minggu yang cerah, Icha menyetrika baju seragamnya. Sambil
menunggu panasnya setrika, ia menggosok-gosokkan setrika pada bajunya yang
tipis. Ternyata Icha melihat dan merasakan seakan-akan baju itu tertarik oleh
setrika dan terdengar olehnya bunyi gemercik. Mengapa semua itu bisa terjadi?
Bagaimana hubungannya dengan konsep fisika? Untuk menjawab pertanyaan ini
perlu diperhatikan beberapa konsep, yaitu menggosok, panas, dan baju tipis. Saat
Icha menggosok baju dengan setrika ada perpindahan energi gerak yang diberikan
ke baju. Setrika yang panas akan memudahkan perpindahan muatan, sedangkan
sifat atau jenis baju sangat menentukan mudah tidaknya terjadi perpindahan
muatan. Oleh karena itu, baju yang kering akibat disetrika, akan mudah
menimbulkan sifat kelistrikan begitu juga pada rambut kering bila digosok dengan
sisir, maka sisir itu akan bermuatan listrik. Mengapa harus yang kering? Tentu
karena air mempunyai sifat konduktor yang kurang baik dan energi yang
ditimbulkan akibat gosokan antara rambut basah dan sisir plastik akan diserap oleh
air tersebut, sehingga tidak muncul gejala kelistrikannya. Gejala lain dari sifat
kelistrikan secara alami adalah petir. Untuk memahami konsep listrik statis dan
penerapannya lebih lanjut akan dijelaskan pada bab ini.
Di dalam kehidupan kita sehari-hari kata listrik
bukan merupakan hal yang asing lagi. Banyak
peralatan rumah tangga yang menggunakan listrik,
misalnya setrika, radio, televisi, lemari es, kipas
angin, mesin jahit listrik, magic jar, dan mesin cuci.
Hal ini menunjukkan bahwa di dalam kehidupan kita
energi listrik sudah menjadi kebutuhan pokok. Oleh
karena itu penting bagi kita untuk mempelajari listrik.
Dalam ilmu fisika, listrik dibedakan menjadi dua
macam, yaitu listrik statis dan listrik dinamis. Listrik
statis mempelajari sifat kelistrikan suatu benda tanpa
memperhatikan gerakan atau aliran muatan listrik.
Dalam ilmu fisika disebut elektrostatika. Sebaliknya,
jika memperhatikan adanya muatan listrik yang
bergerak atau mengalir, maka disebut listrik dinamis
atau elektrodinamika. Thales dari Milete (540 –
546 SM) adalah ahli pikir Yunani purba, yang menurut
sejarahnya bahwa gejala listrik statis terjadi pada
batu ambar yang digosok dengan bulu. Ternyata batu
ambar tersebut dapat menarik benda-benda ringan
yang lain misalnya bulu ayam. Dalam bahasa Yunani
batu ambar sering disebut elektron.
Sesuai dengan pengamatan pada kegiatan di atas
ternyata benda-benda tertentu yang telah digosok
dapat menarik benda-benda kecil yang ada di
sekitarnya. Benda-benda yang telah digosok dan
dapat menarik benda kecil yang ada di sekitarnya ini
disebut benda yang telah bermuatan listrik.
Dari kegiatan di atas yang telah kalian
lakukan dapat disimpulkan bahwa:
1. Plastik yang telah digosokkan pada
rambut kering akan bermuatan listrik
negatif.
2. Kaca yang telah digosok dengan bulu
akan bermuatan listrik positif.
3. Dua buah benda yang bermuatan listrik
sejenis akan tolak-menolak dan jika
muatan listriknya berbeda akan tarikmenarik.
Untuk menerangkan pengertian adanya
sifat kelistrikan pada suatu benda, perlu
dipahami adanya konsep atom yang
dimunculkan oleh para ahli di antaranya, teori
atom Dalton, Thompson, Rutherford dan
Bohr. Secara umum dapat dijelaskan bahwa:
1. Benda terdiri atas atom-atom sejenis.
2. Setiap atom terdiri atas sebuah inti yang dikelilingi
oleh satu atau lebih elektron.
3. Inti atom bermuatan positif, elektron bermuatan
negatif.
4. Inti atom terdiri atas proton yang bermuatan
positif dan netron yang tidak bermuatan listrik.
Benda atau materi pada umumnya
mempunyai jumlah proton sama dengan
jumlah elektron benda disebut dalam
keadaan netral. Jika keseimbangan antara
jumlah proton dan jumlah elektron terusik
yaitu adanya pengurangan atau
penambahan muatan elektron, maka benda
tersebut dikatakan bermuatan listrik. Benda
akan bermuatan listrik positif bila
kekurangan elektron dan benda bermuatan
negatif apabila kelebihan elektron.
Cara tradisional untuk memperoleh
benda bermuatan listrik bisa dilakukan
dengan gosokan. Jika dua benda saling
digosokkan, maka elektron dari benda
yang satu akan pindah ke benda yang
lain, sehingga benda yang kehilangan
elektron akan bermuatan positif dan
benda yang menerima pindahan elektron
akan bermuatan negatif. Menurut
Benjamin Franklin (1706–1790),
adanya perpindahan muatan dari benda
satu ke benda yang lain merupakan
implikasi dari hukum kekekalan muatan,
artinya pada saat terjadi gosokan antara dua benda,
tidak menciptakan muatan listrik baru namun
prosesnya merupakan perpindahan muatan dari satu
benda ke benda yang lain.
Sebenarnya untuk perpindahan elektron antara
dua benda keduanya tidak perlu digosok-gosokkan,
cukup dikontakkan atau ditempelkan saja, tetapi
dengan saling digosokkan, maka perpindahan
elektron akan lebih mudah. Mengapa?
Jika ingin memperoleh logam bermuatan dengan
cara gosokan, maka logam itu harus diisolasi dari
tanah agar muatannya tidak dinetralkan, karena
adanya aliran elektron ke tanah bila bendanya
bermuatan negatif, atau sebaliknya elektron dari
tanah bila benda tersebut bermuatan positif. Atau
jika pemegang tidak pakai sepatu yang bersifat
isolator maka muatan listrik bisa mengalir melalui
tangan, badan, dan kaki si pembuat eksperimen.
Seorang ahli telah menyusun deret benda-benda,
lihat Tabel 7.1! Deret benda tersebut menunjukkan
bahwa benda akan memperoleh muatan negatif bila
digosok dengan sembarang benda di atasnya, dan
akan memperoleh muatan positif bila digosok dengan
benda di bawahnya. Deret semacam ini dinamakan
deret tribolistrik.
Tabel 7.1 Deret Tribolistrik
No. Nama Benda No. Nama Benda
1. Bulu kelinci 8. Kayu
2. Gelas 9. Batu Ambar
3. Mika 10. Damar
4. Wol 11. Logam (Cu, Ni, Ag)
5. Bulu kucing 12. Belerang
6. Sutra 13. Logam (Pt, Au)
7. Kapas 14. Seluloid
Sumber: www.google.com/listrik statis (Diunduh tanggal 8 Januari 2009)
by Syam