Listrik statis adalah bagian dari kehidupan sehari-hari yang ada di mana-mana. Semua ada di sekitar kita, kadang lucu dan jelas. Listrik jenis ini adalah salah satu fenomena ilmiah tertua yang diamati dan dijelaskan oleh banyak orang. Ketika sambaran petir melompat ke tanah, kita mendemonstrasikan kekuatan listrik jenis statis ini secara mendadak (energi listrik yang berkumpul di satu tempat).
Meskipun kilat adalah contoh spektakuler dari listrik ini, itu bukan sesuatu yang dapat kita manfaatkan. Sebagian besar dari kita tahu bahwa statis terbentuk ketika kita menggosok segala sesuatu dengan benda lainnya, meskipun itu bukan penjelasan yang memuaskan. Lantas apa itu listrik statis? Dan ada apa dengan menggosok benda yang menghasilkan fenomena listrik?
Pengertian Listrik Statis
Listrik statis adalah fenomena permukaan dan dihasilkan ketika dua permukaan atau lebih bersentuhan satu sama lain dan dipisahkan lagi. Ini menyebabkan semacam pemisahan, atau transfer elektron negatif dari satu atom ke atom lainnya. Tingkat muatan, (kekuatan medan) bergantung pada sejumlah faktor: bahan dan sifat fisik dan listriknya, suhu, kelembaban, tekanan, dan kecepatan pemisahan.
Semakin besar tekanan atau kecepatan pemisahan, semakin besar muatannya. Listrik ini terjadi karena penumpukan muatan listrik pada permukaan suatu benda. Ini disebut “statis” karena muatannya tetap di satu daerah daripada bergerak atau “mengalir” ke daerah lain. Jadi, listrik jenis ini disebut juga dengan listrik yang mempunyai muatan tetap.
Semua bahan terbuat dari atom. Atom adalah partikel terkecil dari suatu material yang masih mengandung sifat-sifat material tersebut. Setiap atom terdiri dari inti bermuatan positif di mana satu atau lebih elektron negatif bergerak. Dalam keadaan diam, muatan positif inti sama dengan jumlah muatan negatif elektron yang bergerak di sekitar inti yang sama. Karena itu muatannya netral.
Listrik statis dapat menjadi gangguan atau bahkan bahaya. Energi yang membuat rambut Anda berdiri tegak juga dapat merusak elektronik dan menyebabkan ledakan. Namun, dikendalikan dan dimanipulasi dengan baik, itu juga bisa menjadi anugerah luar biasa bagi kehidupan modern.
Konsep Listrik Statis
“Muatan listrik adalah sifat dasar materi,” menurut Michael Richmond, seorang profesor fisika di Rochester Institute of Technology. Hampir semua muatan listrik di alam semesta dibawa oleh proton dan elektron. Proton dikatakan memiliki muatan unit elektron +1, sedangkan elektron memiliki muatan −1, meskipun tanda-tanda ini sepenuhnya arbitrer.
Karena proton umumnya terbatas pada inti atom, yang pada gilirannya tertanam di dalam atom, mereka hampir tidak bebas untuk bergerak seperti halnya elektron. Oleh karena itu, ketika berbicara tentang arus listrik, pasti hampir selalu berarti aliran elektron, dan ketika berbicara tentang listrik statis, umumnya berarti ketidakseimbangan antara muatan negatif dan positif pada benda.
Listrik statis merupakan akumulasi muatan listrik pada permukaan suatu benda. 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.
Listrik statis terjadi ketika dua bahan berbeda dipisahkan atau digosokkan bersama, menyebabkan muatan positif (+) terkumpul di satu permukaan material dan muatan negatif (-) di permukaan lainnya.
Listrik jenis ini dapat menyebabkan bahan saling tarik atau saling tolak. Ini juga dapat menyebabkan percikan melompat dari satu bahan ke bahan lainnya.
Jika ada muatan listrik positif (+) yang cukup pada suatu benda atau material dan muatan negatif yang cukup – pada permukaan benda lain, tarikan antara muatan tersebut mungkin cukup besar untuk menyebabkan elektron melompati celah udara di antara benda tersebut.
Setelah beberapa elektron mulai bergerak melalui ruang itu, udara dipanaskan.
Sehingga semakin banyak elektron akan melompati celah atau ruang itu. Ini semakin memanaskan udara. Semuanya terjadi sangat cepat, dan udara menjadi sangat panas sehingga bersinar untuk waktu yang singkat. Itulah percikannya. Hal yang sama berlaku untuk petir, kecuali pada skala yang jauh lebih besar dengan voltase dan arus yang lebih tinggi.
Ketika udara lembab, molekul air dikumpulkan di permukaan kedua bahan. Ini dapat mencegah akumulasi muatan listrik. Alasannya berkaitan dengan bentuk molekul air dan kekuatan listriknya sendiri.
Tetapi ketika ada turbulensi ekstrim di antara tetesan air, seperti di awan badai, muatan listrik statis menumpuk di tetesan air.
Rumus Listrik Statis
Rumus listrik statis menurut hukum Coulomb
Dimana,
F = besarnya gaya listrik
k = CoulombsConstant = 8.99 × 109 = Nm2 / C2 r ^ = satuan vektor yang menunjuk dari Q2 ke Q1
Contoh Listrik Statis
- Anda menggosok kaki Anda di atas karpet dan kemudian menarik sesuatu ketika Anda menyentuhnya.
- Ketika rambut kering disikat dengan sisir plastik, listrik statis dihasilkan. Jika dilakukan di ruangan gelap Anda akan melihat kilau. Namun kilau dari rambut yaa, bukan kilau dari wajah Anda yang glowing. hehee
- Ketika sisir melewati rambut, rambut yang kering mulai terpisah satu sama lain atau mungkin dalam helai dan mulai bergerak terpisah.
- Pakaian saling menempel setelah berada di pengering
- Seseorang yang memakai topi wol kemudian melepas topinya, maka rambutnya menjadi terisi listrik. Ini karena wol bergesekan dengan rambut ketika topi dilepas, memindahkan elektron dari rambut orang itu ke topi. Ini membuat rambut terisi positif.
- Gas mudah terbakar atau konsentrasi oksigen tinggi. Percikan api bisa memicu gas dan menyebabkan ledakan.
- Kaca dan sutera relatif berjauhan dalam seri ini, jadi ketika kaca digosok dengan sutera akan kehilangan banyak elektron pada sutera, dan listrik statis dapat diamati.
- Ketika Anda menyentuh sesuatu dengan muatan listrik besar di atasnya.
- Menggosok balon di kepala kita untuk membuat rambut kita berdiri
- Mengocok lantai dengan sandal berbulu dan mengguncang kucing keluarga
- Celana Anda terus menempel ke kaki Anda.
- Berjalan di atas karpet
- Ketika pena plastik melewati pakaian wol, listrik statis dihasilkan. Karena itu, pena plastik dapat menarik potongan kertas kecil.
Dalam setiap kasus listrik statis, gesekan karena menggosok berbagai jenis material mentransfer elektron. Objek kehilangan elektron menjadi bermuatan positif, sedangkan objek yang mendapatkan elektron menjadi bermuatan negatif. Kedua objek menjadi tertarik satu sama lain sampai mereka dapat menemukan cara untuk menyamakan kedudukan.
Baut petir adalah demonstrasi yang sangat dramatis dari kekuatan listrik jenis static ini, dan Benjamin Franklin membuktikan ini di salah satu demonstrasi ilmiah paling terkenal sepanjang masa dengan mengikat kunci string layang-layang basah selama badai. Dan pada akhir percobaannya, Franklin menyentuh kunci dan merasakan sengatan listrik statis, ini menunjukkan hubungan antara listrik dan kilat.
