Konsep Listrik Statis

Tujuan Pembelajaran :

3.4.1 Memberi contoh gejala kelistrikan yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari
3.4.2 Menganalisis peristiwa yang terjadi pada penggaris plastik yang digosokkan pada rambut yang kering
3.4.3 Mengidentifikasi jenis-jenis muatan listrik
3.4.4 Menjelaskan interaksi dua muatan listrik
3.4.5 Menjelaskan fungsi dan prinsip kerja elektroskop
3.4.6 Menjelaskan faktor-faktor yang memengaruhi besar gaya Coulomb dua muatan listrik
3.4.7 Menghitung besarnya gaya Coulomb dua muatan listrik
3.4.8 Menganalisis interaksi dua benda bermuatan karena pengaruh jarak
3.4.9 Menghitung besar medan listrik
3.4.10 Menganalisis beda potensial dua benda bermuatan

KONSEP LISTRIK STATIS

Listrik statis terjadi akibat adanya interaksi antara dua benda bermuatan listrik.

Anak-anak, coba disimak video pembelajaran berikut tentang "Gejala Listrik Statis".

Setelah anak-anak menyaksikan video pembelajaran tadi, coba jawablah beberapa pertanyaan berikut
1, Sebelum balon digosok dengan kain wol, apa yang terjadi pada saat balon
didekatkan dengan potongan kertas?
2. Setelah balon digosok dengan kain wol, apa yang terjadi pada saat balon
didekatkan dengan potongaan kertas?
3. Apakah perbedaan dari dua kegiatan tersebut? Jika ada, apa yang
menyebabkan itu terjadi?

Setelah memahami aktivitas dalam video pembalajaran tersebut, kita akan mempelajari materi muatan listrik. Fenomena kelistrikan telah dipelajari masyarakat sejak zaman dahulu. Jenis listrik yang dipelajari ini bukanlah listrik yang digunakan untuk menyalakan lampu atau menghidupkan televisi dan kipas angin. Namun kita akan mempelajari listrik yang terjadi akibat adanya interaksi antar muatan. Listrik tercipta saat muatan listrik terbentuk pada suatu benda.

Muatan Listrik

Gambar : Model Atom menurut Bohr

Sumber : https://www.kompas.com/skola/read/2020/06/27/150637669/perkembangan-teori-atom-model-dalton-thomson-rutherford-dan-bohr?page=all

a. Sifat Muatan Listrik
Muatan listrik ada dua macam yaitu muatan listrik positif dan negatif.
1. Muatan listrik positif disebut proton dan disimbolkan dengan tanda positif
(+)
2. Muatan listrik negatif disebut elektron dan disimbolkan dengan tanda negatif
(–).
Satuan muatan listrik adalah coulomb (C). Muatan listrik yang sejenis akan tolak-menolak, sedangkan muatan tidak sejenis akan tarik-menarik.

Pembahasan mengenai muatan listrik tidak terlepas dari teori atom. Secara umum teori ataom menerangkan hal-hal berikut :
1. Atom merupakan bagian terkecil dari suatu benda
2. Atom terdiri atas inti atom dan kulit atom
3. Inti atom terdiri atas proton (muatan positif) dan neutron (tidak bermuatan
atau netral)
4. Elektron bergerak mengelilingi inti atom pada kulit atom
5. Besar muatan proton sama dengan elektron yaitu 1,6 x 10 -19 C. Perbedaannya
hanyalah jenis muatan keduanya.

Gambar : Elektroskop

Sumber : https://ngertiaja.com/fungsi-elektroskop/

b. Pemberian Muatan Listrik pada Benda

Pada umumnya benda bersifat netral, Benda netral memiliki jumlah proton sama dengan jumlah elektron. Suatu benda netral dapat menjadi bermuatan listrik positif atau negatif dengan cara melepas atau menangkap elektron. Hal ini terjadi karena elektron dapat bergerak bebas di dalam atom. Benda yang kehilangan elektron akan bermuatan positif karena jumlah elektron berkurang, sedangkan jumlah proton tetap. Benda yang menangkap banyak elektron akan bermuatan negatif karena benda tersebut kelebihan elektron.

Pemberian muatan pada benda dapat dilakukan dengan berbagai cara, misalnya menggosok suatu benda dengan benda lain. Jika dua buah benda digosokkan, elektron akan berpindah dari satu benda ke benda yang lain.

Elektroskop adalah alat yang digunakan untuk mengetahui muatan listrik pada benda.

Deret tribolistrik adalah daftar benda-benda dalam deret tertentu ketika benda tersebut digosokkan dengan benda di deret atasnya, benda tersebut menjadi bermuatan negatif. Sebaliknya, ketika benda tersebut digosok dengan benda di deret bawahnya, benda akan bermuatan positif.
Misalnya jika gelas digosokkan secara searah pada wol, maka gelas tersebut akan menjadi bermuatan positif dan wol akan menjadi bermuatan negatif.

2. Hukum Coulomb

Anak-anak, coba disimak video praktikum interakasi muatan listrik ini !!!!

Gambar : Neraca puntir

Sumber : https://idgeek.blogspot.com/2015/02/gaya-listrik-dan-bunyi-hukum-coulomb.html

Anak-anak, masih ingatkah kalian bahwa muatan listrik dapat saling menarik atau saling menolak?
Bagaimana hubungan antara jarak dua benda yang bermuatan listrik terhadap gaya tolak-menolak atau gaya tarik-menarik antar kedua benda?

Seorang ilmuwan berkebangsaan Prancis yang bernama "Charles Augustin Coulomb" (1736–1806), menyelidiki hubungan gaya tolak-menolak atau gaya tarik-menarik dua benda bermuatan listrik terhadap besar muatan listrik dan jaraknya menggunakan alat neraca puntir Coulomb (seperti pada gambar) atau melakukan aktivitas seperti pada video pembelajaran berikut.

Setelah melakukan aktivitas seperti pada video pembelajaran tersebut atau percobaan dengan menggunakan neraca puntir, Coulomb menyimpulkan interaksi dua benda yang bermuatan sebagai berikut.
a. Semakin besar jarak kedua benda yang bermuatan, semakin kecil gaya listrik
antara benda tersebut dan sebaliknya.
b. Semakin besar muatan kedua benda, semakin besar gaya listrik antara benda
tersebut.

Peristiwa tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua muatan disebabkan oleh gaya Coulomb. Persamaan gaya Coulomb dituliskan sebagai berikut beserta keterangannya dan contoh soalnya:

Berdasarkan persamaan gaya coulomb tersebut, besar gaya Coulomb berbanding lurus dengan besarnya nilai kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan. Istilah lain untuk gaya tarik atau gaya tolak antar mauatan disebut gaya elektrostatis.

3. Medan Listrik

Gambar : Garis gaya pada dua benda bermuatan

Daerah yang masih terpengaruh oleh sifat kelistrikan suatu benda disebut medan listrik. Sifat kelistrikan benda dapat ditunjukkan oleh adanya garis gaya. Arah garis-garis gaya akan menunjukkan jenis muatan yang ada dalam suatu benda. Garis gaya ini biasa digambarkan dengan anak panah.

Medan listrik dapat digambarkan oleh serangkaian garis gaya listrik yang arahnya ke luar atau ke dalam muatan. Arah garis gaya listrik ke dalam digunakan untuk menunjukkan muatan negatif dan arah garis medan listrik ke luar digunakan untuk menunjukkan muatan positif.

Berikut ini beberapa hal yang berkaitan dengan garis gaya
a. Garis gaya pada benda bermuatan positif berupa garis yang menuju ke luar
benda
b. Garis gaya pada benda bermuatan negatif berupa garis yang menuju ke dalam
benda
c. Arah garis gaya dimulai dari muatan positif dan menuju muatan negatif.
d. Pelukisan tingkat kerapatan garis gaya menunjukkan besar kecilnya kuat
medan listrik

Kuat medan listrik ditentukan dengan persamaan yang melibatkan gaya Coulomb dan jarak benda yang bermuatan listrik. Persamaan medan listrik dituliskan sebagai berikut beserta keterangannya dan contoh soalnya:

Arah kuat medan listrik yang dialami oleh muatan uji bergantung pada jenis muatan uji dan muatan sumber. Jika muatannya berlainan akan tarik menarik, tetapi jika jenis muatannya sama akan tolak menolak.

4. Beda Potensial Listrik dan Energi Listrik

Gambar : Petir

Sumber : https://www.itb.ac.id/news/read/57093/home/mengenal-petir-dan-manfaatnya-bagi-kehidupan-di-bumi

Tahukah anak-anak, mengapa petir berbahaya? Apa sebenarnya petir itu?

Orang yang pertama kali menyatakan bahwa petir terjadi akibat adanya gejala listrik statis adalah "Benjamin Franklin" (1706 – 1790). Menurutnya, petir adalah kilatan cahaya yang muncul akibat perpindahan muatan negatif (elektron) antara awan dan awan atau antara awan dan bumi. Petir dapat terjadi karena adanya beda potensial yang sangat besar antara dua awan yang berbeda atau antara awan dengan bumi. Akibatnya akan terjadi lompatan muatan listrik atau perpindahan elektron secara besar-besaran dari awan ke awan atau dari awan ke bumi.

Anak-anak, coba disimak video animasi "Proses Terjadinya Petir" !!!

Saat terjadi petir, muatan berpindah dari awan ke awan atau awan ke bumi. Muatan dapat berpindah karena adanya beda potensial listrik. Besarnya beda potensial listrik dapat dihitung dengan membandingkan besar energi listrik yang diperlukan dengan jumlah muatan listrik yang dipindahkan, yaitu:

Page updated

Google Sites

Report abuse

Konsep Listrik Statis

Tujuan Pembelajaran :