Pernahkah Sahabat Yosiefisika mencoba menggosokkan penggaris plastik ke rambut kepala selama beberapa saat, kemudian mencoba mendekatkan penggaris pada serpihan-serpihan kertas? Ternyata, kertas tersebut terangkat dan menempel pada penggaris.
Hal tersebut merupakan salah satu contoh fenomena listrik statis. Listrik statis merupakan jenis listrik yang tidak mengalir. Hal ini berarti muatan tersebut hanya akan ada di benda/materi muatannya, tidak dapat berpindah. Berbeda dengan listrik dinamis yaitu aliran listrik yang mengalir.
Listrik statis tidak dapat mengalir dari satu tempat ke tempat lain. Melainkan, muatan listrik hanya akan menyala sekejap di satu tempat sehingga listrik statis tidak akan mampu menghasilkan arus listrik.
Listrik statis pertama kali ditemukan oleh Thales of Miletus (625 - 547 SM). Thales merupakan ahli matematika Yunani Kuno yang saat itu menggosokkan batu ambar kepada kain wol. Tanpa dugaan, bulu ayam yang ada di sekitarnya menempel pada batu ambar atau batu yang mirip kaca berwarna keemasan.
Berdasarkan peristiwa itu, batu ambar yang digosokkan pada kain wol telah mengandung muatan listrik. Muatan listrik inilah yang menarik bulu-bulu ayam di sekitar Thales dan membuatnya menempel pada batu ambar tersebut.
Dalam bahasa Yunani, batu ambar disebut dengan electron. Adapun kata listrik dari bahasa Yunani berarti elektron yang diterjemahkan pada makna menarik benda-benda ringan. Sehingga muatan listrik dapat menimbulkan gaya tarik menarik. Namun, di sisi lain muatan juga dapat membentuk gaya tolak-menolak. Mengapa demikian? Yuk simak penjelasannya.
Penyebab Listrik Statis
Fenomena listrik statis (electrostatistics) dapat terjadi baik pada isolator maupun konduktor. Listrik statis dapat terjadi setelah adanya materi yang berubah menjadi bermuatan akibat dari gesekan (gosokan). Hal ini diistilahkan dengan charging by friction, atau menjadi bermuatan karena gesekan.
Listrik statis disebabkan oleh gesekan atau gosokan antara dua materi yang mampu menghasilkan elektron. Hal ini terjadi karena memindahkan atom dari satu materi ke materi lain dan memungkinkan kedua materi jadi bermuatan.
Materi yang melepaskan elektronnya jadi bermuatan positif. Sedangkan materi yang menyerap elektron akan bermuatan negatif. Pada hakikatnya, fenomena listrik statis terjadi sebagai upaya pelepasan muatan (discharge) dari materi yang sudah bermuatan listrik untuk menjadi materi bermuatan netral.
Muatan Listrik Statis
Setiap materi akan mengandung muatan positif dan muatan negatif. Materi mengandung muatan karena terbentuk atas atom, yang dalam bagian inti atom mengandung partikel bermuatan positif (proton), negatif (elektron), dan netral (neutron).
Suatu materi dikatakan bermuatan positif ketika jumlah proton lebih besar dibandingkan elektronnya. Ketika jumlah proton sama dengan jumlah elektron maka benda tersebut tidak bermuatan atau netral.
Kedua muatan listrik yang ada di dalam materi ini dapat saling berinteraksi satu sama lain. Muatan dapat berpindah ketika digosokkan dan mengubah komposisi muatan dalam suatu materi. Misalkan, materi yang awalnya netral dapat bermuatan negatif atau positif.
Dua muatan listrik, yaitu muatan positif dan muatan negatif dapat menimbulkan gaya tarik-menarik atau bahkan tolak-menolak. Kedua gaya tersebut diteliti lebih lanjut oleh Charles Augustin de Coulomb. Alat yang digunakan Coulomb untuk mengukur gaya tarik dan gaya tolak antar dua muatan listrik disebut dengan neraca Torsi.
Manfaat Listrik Statis
Listrik statis banyak dimanfaatkan di kehidupan sehari-hari. Berikut ini beberapa contoh pemanfaatan listrik statis :
- Generator Van de Graff yang diperoleh dengan menggosokkan karet dengan silinder sehingga muatan listrik terkumpul di bola logam.
- Alat penggumpal asap yang terdiri dari kawat dan pelat logam bermuatan positif hingga berhasil menarik partikel abu asap yang bermuatan negatif
- Cat semprot. Butiran cat dari aerosol menjadi bermuatan ketika bergesekan dengan mulut pipa semprot dan udara kering.
- Mesin fotokopi melibatkan pemindahan muatan listrik dari satu drum ke kertas
- Printer laser menggunakan listrik statis dalam beberapa tahap proses pencetakan. Salah satu tahap penting adalah proses penciptaan gambar pada silinder fotosensitif.
Contoh Listrik Statis
Berdasarkan penjelasan di atas, pengertian listrik statis secara sederhana dapat dipahami sebagai muatan listrik yang terbentuk karena gesekan. Adapun proses perpindahan muatan akan lebih baik terjadi dalam udara dan benda yang kering.
Muatan yang besar akan membentuk isolator atau konduktor yang terisolasi sehingga menimbulkan beberapa contoh statis yang dapat kita temukan di kehidupan sehari-hari.
Berikut contoh gejala listrik statis :
- Menggosokkan penggaris pada rambut di kepala sehingga mampu mengangkat serpihan-serpihan kertas kecil
- Helaian rambut dapat berdiri saat menyentuh kubah generator Van de Graff.
- Kilatan petir terjadi ketika muatan listrik statis dalam awan mencapai titik tertentu, yang kemudian melepaskan muatan tersebut dalam bentuk kilatan cahaya dan suara.
- Ketika debu menempel pada layar televisi atau layar monitor komputer, ini disebabkan oleh listrik statis.