Bab 1 :
Rangkuman (Fisika)
"LISTRIK STATIS"
Setiap benda memiliki Atom. Model atom sekarang dikenal adalah model atom hasil penyelidikan dan dari teori-teori yang di kemukakan oleh E.Ruther Ford (1871-1937), Niels Bohr (1885-1962), dan ahli fisika lain dari berbagai negara. Sebuah Atom terdiri atas inti atom dan elktron. Inti atom terdiri atas satu atau lebih Proton dan Neutron, tergantung jenis atomnya.
Proton bermuatan positif (+), Neutron bermuatan netral, Elektron bermuatan negatif (-).
Suatu atom dikatakan Netral jika : jumlah muatan positif (Jumlah Proton) sama dengan jumlah muatan negatif (Jumlah Elektron)
Atom akan bermuatan Negatif jika : atom tersebut mendapatkan kelebihan Elektron.
Atom akan bermuatan Positif jika : atom tersebut kekurangan Elektron.
Listrik Statis adalah listrik yang diam.
Listrik Statis adalah Kumpulan muatan listrik pada suatu benda.
Muatan Listrik memiliki 2 jenis yaitu Muatan Positif dan Mutan Negatif.
*Sifat-sifat benda bermuatan :
1. Benda yang bermuatan sama akan tolak menolak
2. Benda yang bermuatan beda akan tarik menarik
=> Konduktor dan Isolator
~Konduktor Listrik : Benda-benda yang dapat menghantarkan listrik, Contoh : Tembaga, Aluminium, Seng, Emas, Perak, Air, Paku besi dan masih banyak lagi.
~Isolator Listrik : Benda-benda yang tidak dapat menghantarkan listrik, Contoh : Kayu, Plastik, Karet dan masih banyak lagi.
*ELEKTROSKOP*
Cara kerja :
1. Foil Elektroskop akan tetap menutup jika tidak didekati benda bermuatan apapun.
2. Foil Elektroskop akan membuka jika didekati benda bermuatan.
Contoh :
Benda bermuatan positif disentuhkan pada kepala Elektroskop, maka muatan negatif Elektroskop akan mengalir ke benda tersebut, akibatnya ujung-ujung foil / daun Elektroskop akan sama-sama menjadi bermuatan positif dan terjadi gaya tolak menolak sehingga mekar.
Saat benda bermuatan dilepaskan daun Elektroskop akan tetap mekar. Setelah jari tangan disentuhkan ke kepala Elektroskop maka akan terjadi aliran Elektron dari tubuh menuju daun Elektroskop sehingga terjadi penetralan dan daun Elektroskop menjadi menguncup.
*Peristiwa Penghasil Muatan Listrik*
Pada musim hujan sering terjadi arak-arakan awan pekat di udara. Arak-arakan awan pekat yang mengandung titik" air tersebut terjadi gebekan antar awan, gesekan ini menghasilkan muatan negatif yang besar lama kelamaan muatan ini akan terkumpul menjadi besar, akibatnya tegangan yang besar antara awan dan bumi loncatan yang melewati daerah tinggi akan menghasilkan lidah api yang besar yang disebut Petir dan menghasilkan ledakan yang sangat besar yang disebut guruh. Jika awan bermuatan bergerak didekat gedung, maka muatan listrik akan mengalirri bumi melalui gedung dan membuat gedung menjadi kebakaran. Untuk menhindari hal tersebut biasanya diatap gedung paling tinggi dilengkapi dengan penangkal petir. Orang yang menemukan Penangkal Petir pertama kali adalah Benjamin Franklin.
Teknik penangkal petir :
1. Sistem yang menggunakan ujung metal yang runcing sebagai pengumpul muatan resikonya putusnya saluran petir ke tanah,
2. Sistem Dissipation Array Sistem (DAS), sistem ini banyak menggunakan ujung runcing.
Muatan listik alam juga terjadi di rawa-rawa karena terjadi proses pembusukan berupa tumbuh-tumbuhan produk sampingannya berupa metana dan gas-gas lain. Akibat dari radiasi sinar matahari ini Oksigen terurai menjadi O.
Atom O tersebut berkombinasi dengan O2 membentuk O3 dengan reaksi 3O2 -> 2O3 (O3= Ozon).
Jadi, ada gejala alam yang menunjukkan keberadaan listrik Statis yaitu terjadinya kilat secara tidak langsung dirawa-rawa.
Allesandro Volta (1745-1827) adalah seorang fisikawan yang dapat membuat alat untuk menghasilkan muatan listrik yang disebut dengan Eletroforus.
Untuk menghasilkan benda bermuatan listrik dapat dilakukan dengan cara berikut:
1. Menggosok
Contoh : Penggaris yang digosok-gosokkan pada rambut kering, Elektron yang terdapat pada rambut kering akan berpindah ke penggaris, maka penggaris plastik di katakan kelebihan elektron atau bermuatan Negatif (Elektron).
2. Induksi adalah peristiwa pemisahan muatan listrik pada penghantar karena didektakan dengan benda yang bermuatan. Misalnya menggunakan mesin Wimshurst dan mesin Van de graff.
Besarnya muatan benda, Oleh Charles de Coulomb dapat ditentukan berdasarkan gaya tarik dan gaya tolak menggunakan Neraca Puntir yang dibuatnya. Besarnya muatan pada benda diberi satuan Coulomb (C).
*Medan Listrik dan Kuat Medan Listrik*
Jauh dekatnya jangkauan diistilahkan dengan Medan, sehingga ruangan disekitar yang masih mendapat pengaruh gaya listrik disebut MEDAN LISTRIK. Gaya yang kuat dan medan listrikyang besar dipengaruhi oleh jumlah muatan listrik. Maka besarnya muatan listrik diberi satuan C (Coulomb).
#Muatan Listrik pada benda makin banyak, maka medan listriknya juga akan makin besar. Hal ini dapat dirumuskan secara matematis dengan persamaan medan listrik yaitu :
E= k.q : r.r atau E= k.q : r kuadrat
ket :
E = Kuat medan listrik (N/C)
k = Konstanta pembanding (9x10pangkat 9N. m2/C2)
q = Muatan (C= Coulomb)
r = Jarak muatan (meter)
Adanya medan listrik menimbulkan gaya listrik. Gaya listrik merupakan besran yang abstrak, namun memiliki arah yang dapat digambarkan sebagai garis-garis gaya listrik. Arah garis gaya listrik di sepakati keluar dari muatan positif menuju muatan negatif. Jika sumber muatan berupa titik maka arah garis gaya listrik oleh muatan positif keluar menyabar secara divergen. Sebaliknya, pada muatan negatif akan menghasilkan garis gaya listrik yang menuju pusat atau konvergen.
Benda yang bermuatan beda akan terjadi gaya tarik menarik, sedangkan benda yang bermuatan sama akan tolak menolak . Gaya tarik menarik dan gaya tolak menolak benda bermuatan listrik tersebut oleh Charles de Coulomb diselidiki menggunakan Neraca Puntir. Neraca Puntir digunakan oleh Coulomb agar dapat menentukan hubungan antara muatan benda, jarak antar benda bermuatan tersebut dan gaya yang dihasilkan. Gaya Listrik ini disebut dengan "Hukum Coulomb" yang berbunyi :*Gaya tolak menolak atau tarik menarik antara 2 benda yang bermuatan listrik berbanding lurus dengan hasil kali kedua muatanny dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar kedua muatan tersebut*.
Maka :
F= k.q1.q2 / r kuadrat
ket :
F = Gaya tarik menarik/tolak menolak (Newton) (1 Newton = 10pangkat 5 dyne)
k = Konstanta Coulomb (9x10pangkat 9 N. m2 /C2 )
q1 =Muatan listrik pada benda 1 (C)
q2 =Muatan listik pada benda 2 (C)
r = Jarak antara kedua benda bermuatan (meter)
