Apa Itu Listrik Statis?
Jika listrik dinamis adalah listrik yang dapat bergerak atau mengalir secara bebas, berbeda halnya dengan listrik statis yang muatan-muatan di dalamnya hanya diam (statis) dan tidak bergerak. Tidak hanya itu saja, perpindahan aliran atau arus listriknya pun sangat terbatas dan terjadi karena adanya dua benda yang saling bergesekan.
Misalnya, debu yang ikut terbang bersama udara yang bergesekan dengan permukaan TV, atau gesekan antar awan yang menyebabkan terjadinya petir, dan masih banyak lagi. Dalam gesekan-gesekan tersebut, terjadilah perpindahan muatan elektron.
Perlu kamu pahami, ketika muatan elektron berpindah, maka kedua benda akan mengalami kelebihan elektron sehingga bermuatan negatif, atau kebalikannya menjadi kekurangan elektron sehingga bermuatan positif. Perbedaan sifat muatan inilah (negatif dan positif) kedua benda menjadi saling tarik-menarik.
Jika kamu masih bingung, coba ambil sisir plastik lalu gosokkan ke rambut kamu yang kering. Nah, ketika sisir plastik digosokkan ke rambut ini, terjadi perpindahan elektron dari rambut ke sisir, sehingga sisir plastik menjadi bermuatan listrik. Akan tetapi, muatan listrik pada sisir ini tidak akan mengalir, maka dari itulah disebut dengan listrik statis.
Penyebab Listrik Statis
Sebenarnya tidak hanya melalui gosokan atau gesekan antara dua benda saja, namun ada beberapa penyebab yang bisa membuat terjadinya perpindahan muatan dalam listrik statis. Beberapa di antaranya yaitu:
Penggosokan
Selain gesekan antara penggaris plastik dengan rambut, ada beberapa bahan lain yang jika digesekkan dapat menghasilkan listrik statis. Misalnya seperti berikut:
Konduksi
Penyebab selanjutnya yaitu karena benda yang bermuatan listrik didekatkan (biasanya tanpa menyentuh) dengan benda yang tidak bermuatan listrik atau disebut dengan konduksi. Melalui konduksi, benda yang mempunyai muatan listrik pun menjadi bermuatan listrik.
Induksi
Listrik statis juga dapat disebabkan oleh proses induksi yaitu proses memisahkan muatan listrik di dalam suatu konduktor atau penghantar. Dimana benda yang bermuatan listrik didekatkan ke benda lain yang berada dalam kondisi netral. Kamu bisa membuktikannya dengan menyelidiki suatu benda menggunakan elekstroskop.
Muatan Listrik
Sebenarnya apa sih muatan listrik itu ? Jadi, muatan listrik adalah muatan yang dimiliki oleh partikel penyusun atom. Jika kamu belum tau, atom terdiri dari proton (muatan positif), elektron (muatan negatif), dan neutron (tidak bermuatan/netral). Nah, benda-benda yang mempunyai muatan listrik sejenis seperti positif dengan positif atau negatif dengan negatif, maka akan saling tolak-menolak ketika didekatkan. Sedangkan, benda-benda yang muatan listriknya berbeda maka akan saling tarik-menarik ketika didekatkan.
Hukum Coulomb
Jika sebelumnya kamu belajar tentang hukum Ohm, nah pada listrik statis kamu akan mempelajari terkait hukum Coulomb. Hukum ini berbunyi “Gaya listrik antara dua benda bermuatan sebanding dengan muatan masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dua benda tersebut.”
Melihat gambar di atas, kamu bisa melihat bahwa kedua muatan yang sejenis maupun tidak sejenis masing-masing akan menimbulkan gaya listrik antara keduanya. Nah, besar gaya listrik yang terjadi antara dua benda bermuatan ini disebut dengan gaya Coulomb yang dirumuskan melalui persamaan:
Manfaat Listrik Statis dalam Kehidupan
1. Pengecetan Mobil
Ketika cat disemprot, butir-butir halus cat akan menjadi bermuatan karena bergesekan dengan udara. Mobil yang akan dicat diberi muatan yang berlawanan dengan muatan butiran cat, sehingga butiran cat akan tertarik ke mobil tersebut.
Cara ini akan sangat bermanfaat jika mobil memiliki permukaan yang tidak rata. Sebab butiran cat akan menempel dan mengikuti medan listrik yang ada. Akibatnya, butiran cat akan menutupi seluruh bagian mobil yang mungkin tersembunyi dari semprotan cat. Dengan demikian, cara ini akan menghasilkan pengecetan yang rata dan menjangkau tempat-tempat yang tersembunyi.
2. Mesin Fotokopi
Mesin fotokopi pertama kali dirancang oleh fisikawan Amerika yang bernama Chester F. Carlston. Mesin ini memanfaatkan prinsip muatan induksi serta gaya Coloumb.
Bagian utama dari mesin fotokopi adalah pelat foto konduktif. Pelat ini tidak menghantarkan listrik jika berada dalam ruang yang gelap. Pelat baru akan akan menghantarkan listrik jika dikenai cahaya.
Mula-mula pelat foto konduktif diinduksi dengan menggerakan kawat bermuatan listrik negatif di sepanjang permukaannya.
Dengan begitu, pelat foto terbentuk muatan induksi yang bertanda positif.
Jika kertas yang akan difotokopi disinari, cahaya pantulan mengenai pelat foto konduktif yang telah mengandung muatan induksi. Akibatnya, terbentuk pula muatan listrik persis seperti pada kertas yang akan diperbanyak.
Tinta yang bermuatan negatif disemprotkan pada pelat. Selanjutnya, tinta dipindahkan ke kertas lain untuk membuat fotokopinya. Kertas ini akan dipanaskan agar tinta menempel kuat.
3. Printer Inkjet
Alat pencetak ini bekerja dengan cara menyemprotkan butiran halus tinta pada permukaan kertas. Dengan banyaknya titik semprotan, materi yang akan dicetak menampakkan bentuknya.
Namun, untuk melakukan hal itu, printer harus mengontrol tempat jatuhnya semprotan tinta dengan menerapkan gaya elektrostatistis. Butiran halus tinta diberi muatan saat disemprotkan melalui saluran yang sangat kecil pada head printer.
Selanjutnya butiran itu akan melewati dua buah pelat logam. Jika kedua pelat itu diberi tegangan listrik, butiran-butiran tinta menjadi bermuatan. Dengan mengatur muatan yang dimiliki pelat, printer akan mengontrol arah jatuhnya butiran tinta bermuatan tadi. Jika butiran tinta bermuatan positif, itu akan tertarik ke arah pelat yang bermuatan negatif dan ditolak oleh pelat yang bermuatan positif. Dengan demikian, butiran tinta akan mengarah ke atas.
4. Penggumpal Asap
Alat penggumpal asap berguna untuk mengurangi polusi udara yang keluar dari cerobong asap pabrik. Penggunaan alat ini dilakukan dengan memasang dua logam yang memiliki muatan besar tetapi berlawanan tanda pada cerobong asap pabrik yang terpasang.
Partikel asap yang mengalir melalui cerobong akan terinduksi sehingga memiliki muatan induksi. Muatan yang dihasilkan ada yang positif dan negatif. Partikel asap ini akan tarik menarik sehingga membentuk partikel yang lebih besar dan berat. Bertambahnya berat mengakibatkan partikel tidak lagi ikut mengalir ke atas bersama asap. Partikel itu akan jatuh di dasar cerobong.
Selain menyatu di antara mereka, partikel asap yang telah bermuatan itu juga ditarik ke arah logam bermuatan yang terdapat di bagian dalam cerobong. Partikel ini kemudian menggumpal pada logam dan membentuk gumpalan yang lebih besar. Dengan demikian, gumpalan itu mudah dibersihkan dan polusi udara pun dapat dikurangi.
