Muatan Listrik

Posted: 27th February 2012 by Ilman Kamil Alamsyah in Uncategorized

Kajian tentang listrik statis pertama kali dilakukan oleh seorang matematikawan Yunani kuno bernama Thales of Miletus (625-574 SM). Ia menggosokkan batu ambar pada kain wol dan mendekatkannya pada benda ringan, seperti bulu ayam. Saat itu, bulu ayam tersebut terbang dan menempel pada batu ambar. Dari kata batu ambar inilah istilah listrik berasal. Listrik (electricity) diambil dari kata elektron, yang dalam bahasa Yunani berarti batu ambar.

Atom sebagai unsur penyusun zat pada dasarnya tersusun dari partikel-partikel yang sangat kecil, disebut partikel subatom. Terdapat 3 jenis partikel subatom, yaitu proton, neutron dan elektron. Subpartikel atom yang memiliki sifat sama, yaitu proton dan elektron, kemudian disebut sebagai muatan listrik. Muatan listrik ibarat udara yang tidak bisa dilihat, tetapi bisa dirasakan. Akibatnya, penelitian mengenai muatan listrik hanya bisa dilakukan berdasarkan efek reaksi yang diberikannya. Alat yang digunakan untuk mengetahui adanya muatan listrik disebut elektroskop.

Besar muatan listrik proton dan elektron adalah sama, tetapi jenisnya berbeda. Muatan listrik ini pertama kali ditemukan oleh Benjamin Franklin. Ia kemudian memberikan tanda (+) atau (-) pada muatan listrik yang tak mengandung arti fisis. Jenis muatan listrik proton adalah positif (+), neutron adalah netral dan elekton adalah negatif (-).

Untuk memberi muatan listrik pada benda padat dapat dilakukan dengan menggosok-gosokannya pada benda lain. Jadi, sebuah mobil yang sedang melaju akan memperoleh muatan listrik akibat gerakannya menembus udara sekelilingnya ; selembar kertas akan bermuatan listrik ketika bergerak dalam mesin cetak. Pada masing-masing kasus di atas sebuah benda menjadi bermuatan listrik karena proses penggosokan terhadap benda lain dan dikatakan memiliki muatan listrik total. Sesungguhnya persinggungan yang rapat saja sudah akan menimbulkan muatan listrik. Menggosok artinya tidak lain adalah membuat persinggungan rapat antara permukaan dua benda.

Apakah semua muatan listrik sama atau mungkinkah ada lebih dari satu jenis muatan ? Pada kenyataannya ada dua jenis muatan listrik berdasar kegiatan empiris. Sebuah penggaris plastik yang digantungkan dengan tali dan digosokkan dengan keras pada kain untuk membuatnya bermuatan. Ketika penggaris ke dua yang juga telah dimuati dengan cara yang sama di dekatkan ke penggaris yang pertama, terlihat bahwa satu penggaris menolak penggaris plastik lainnya. Dengan cara yang sama, jika sebuah batang kaca yang telah digosok dan kemudian didekatkan dengan batang kaca lain yang telah bermuatan kembali menunjukkan adanya gaya tolak-menolak.

Hukum Kekekalan Muatan Listrik : “Jumlah total muatan listrik yang dihasilkan pada setiap proses adalah nol”

Jika suatu benda atau bagian ruang mendapatkan muatan positif, maka muatan negatif dengan jumlah yang sama akan ditemukan di daerah sekitarnya atau benda di dekatnya. Tidak pernah ditemukan penyimpangan dari hukum ini dan hukum kekekalan ini sama kuatnya seperti hukum kekekalan energi dan momentum.

Seperti yang telah dijelaskan pada bagian sebelumnya cara memperoleh muatan listrik adalah dengan cara melebihkan salah satu muatan. Ada 2 cara, yaitu konduksi dan induksi.

1. Cara Konduksi

Bila sebuah logam bermuatan positif disentuhkan dengan logam lain yang tidak bermuatan (netral), maka elektron bebas dalam logam yang netral akan tertarik menuju logam yang bermuatan positif. Karena sekarang logam ke dua tersebut kehilangan beberapa elektronnya, maka logam ini akan bermuatan positif. Proses demikian disebut memuati dengan cara konduksi atau dengan cara sentuhan dan akhirnya kedua benda memiliki muatan dengan tanda yang sama.

2. Cara Induksi

Bila benda bermuatan positif didekatkan pada batang logam yang netral, tetapi tidak disentuhkan, maka elektron-elektron tersebut bergerak dalam batang logam menuju benda yang bermuatan dan meninggalkan muatan positif pada ujung yang berlawanan.

Proses seperti Gambar.6 dikatakan, muatan di-induksikan pada kedua ujung batang logam. Pada proses ini tidak ada muatan total yang dihasilkan pada batang logam, muatan hanya dipisahkan, sehingga muatan batang logam tetap nol. Meskipun demikian, jika batang logam dipotong menjadi 2 bagian, kita akan memiliki dua benda yang bermuatan, satu bermuatan positif dan yang satunya bermuatan negatif.

*