Muatan Listrik

  Muatan Listrik 

Ringkasan materi IPA Kelas 9 Semester I

Muatan listrik berkaitan langsung dengan susunan zat suatu benda. Semua benda tersusun atas partikel-partikel yang sangat kecil yang disebut atom. Atom terdiri atas inti atom atau nucleus dan electron. Inti atom terletak ditengah yang terdiri atas proton dan  electron. Elektron  bergerak mengelilingi inti atom dan elektron merupakan materi penyusun muatan yang dapat dengan mudah dipindahkan dari satu benda ke benda lain.  Susunan proton, neutron dan elektron pada suatu atom digambarkan sebagai berikut :

 

Keterangan gambar :

1)        Atom Hidrogen Netral terdiri dari satu proton dan satu elektron, inti atom hydrogen hanya terdapat satu proton.

2)        Atom Karbon Netral terdiri dari enam proton, enam netron dan enam elektron dan pada inti atom karbon terdapat enam proton dan enam netron.

 

Jenis-Jenis Muatan Listrik

Gosoklah kaca dengan kain sutera dan sisir plastik dengan kain wool maka kaca maupun sisir plastik yang sudah di gosok dengan benda-benda tersebut akan menjadi bermuatan listrik. Jenis muatan listrik yang dihasilkan oleh benda yang digosok dengan benda lain dapat dilihat pada tabel berikut :

 

Tabel Muatan Listrik yang dihasilkan oleh benda yang digosok dengan benda lain

No	Benda	Digosok dengan	Muatan positif	Muatan Negatif
1.	Batang kaca	Kain sutera	Batang kaca	Kain sutera
2.	Ebonit	Kain wool	Kain wool	Ebonit
3.	Sisir plastik	kain wool	kain wool	Sisir plastik
4.	Polietena	Kain wool	Kain wool	Polietena
5.	Selulosa asetat	Kain wool	Selulosa asetat	Kain wool

 

Terjadinya muatan listrik pada benda dapat dijelaskan melalui teori elektron sebagai berikut:

a.         Setiap zat terdiri atas atom-atom.

b.        Setiap atom terdiri dari sebuah inti yang dikelilingi oleh elektron.

c.         Inti atom terdiri atas neutron dan proton yang bermuatan positif, sedangkan elektron bermuatan negatif.

d.       Pada atom netral, muatan pada inti sama dengan muatan pada elektronnya.

e.       Karena suatu hal, satu elektron atau lebih dapat meninggalkan atomnya. Dengan demikian atom ini kelebihan muatan positif. Atom ini disebut bermuatan positif.

f.        Karena suatu hal, sebuah atom dapat menerima satu atau lebih elektron. Muatan negatif atom ini menjadi lebih besar daripada muatan positifnya. Atom ini disebut bermuatan negatif.

 

g.      Dalam penghantar (konduktor) elektron-elektron pada atom-atomnya mudah dipindah dari satu atom ke atom yang lainnya. Dalam isolator, elektron-elektron sukar berpindah dari satu atom ke atom lainnya.

 

Proses Terjadinya Listrik Statis

Peristiwa listrik statis dapat terjadi baik pada isolator maupun konduktor. Peristiwa listrik statis terjadi setelah adanya materi yang menjadi bermuatan karena proses gesekan (gosokan). Gesekan atau gosokan antara dua materi ini akan membuat electron dari atom materi yang satu berpindah ke atom materi yang lain, sehingga kedua materi menjadi bermuatan.

Penggaris plastik yang awalnya tidak bermuatan atau netral digosok-gosok dengan kain wol, elektron-elektron yang ada pada kain wol akan berpindah ke penggaris plastik tersebut. Akibatnya, penggaris plastik disebut sebagai benda yang bermuatan listrik negatif.

 

Sebagaimana penggaris plastik, batang kaca dapat menarik benda-benda kecil disekitarnya (potongan-potongan kertas kecil) setelah digosok dengan kain sutera. Ketika batang kaca digosok dengan kain sutera, terjadi perpindahan electron dari batang kaca ke kain sutera. Hal ini terjadi karena gaya Tarik inti atom kain terhadap electron lebih kuat dari pada gaya tarik inti atom kaca. Karena batang kaca kekurangan electron, maka batang kaca bermuatan positif

 

Sebenarnya Ketika terjadi perpindahan electron dari kain wol ke penggaris plastik, kain wol menjadi kekurangan electron (bermuatan positif). Namun, Pada saat yang hampir bersamaan, terjadi perpindahan electron dari tangan kita ke kain wol. Akibatnya, kain wol menjadi netral.

 

Demikian juga halnya yang terjadi pada kain sutera. Sebenarnya, Ketika terjadi perpindahan electron dari kaca ke kain sutera, kain sutera menjadi kelebihan electron (bermuatan negatif). Namun, electron tersebut tidak berhenti di kain sutera, tetapi terus mengalir ke tangan kita. Akibatnya, kain sutera bersifat netral.

 

Adapun pada penggaris plastik dan batang kaca, aliran electron seperti itu tidak terjadi. dengan demikian, kita dapat membedakan benda menjadi dua macam, yaitu benda yang mudah dialiri electron dan benda yang sulit dialiri electron.

 

Benda yang mudah dialiri electron disebut konduktor, contohnya tubuh manusia dan bendalogam, sedangkan benda yang sulit dialiri electron disebut isolator, contohnya plastik, karet, dan kaca.

 Induksi Listrik adalah suatu peristiwa pemisahan muatan listrik karena benda tersebut didekatkan dengan benda bermuatan listrik.

Untuk pemisahan muatan listrik digunakan alat elektroskop yang bentuknya sebagai berikut

Keterangan gambar :

a : daun elektroskop

b : batang konduktor

c : tabung gelas

d : kepala elektroskop

 

Prinsip kerja elektroskop adalah induksi listrik. Dimana jika kepala elektroskop yang netral didekatkan dengan benda, maka daun elektroskop akan mengembang jika benda tersebut bermuatan listrik, dan tetap jika benda tersebut tidak bermuatan listrik

Kegunaan elektroskop

a.     Menyelidiki suatu benda bermuatan listrik atau netral.

1)        Elektroskop yang netral daun-daun logam menguncup

2)        Saat benda bermuatan negatif didekatkan, elektron pada batang logam terdorong menuju daun elektroskop, dan daun menjadi mekar.

3)        Saat benda bermuatan positif didekatkan, elektron pada batang logam bergerak ke knop/kepala, sehingga daun bermuatan positif, dan daun menjadi mekar.

 b.    Menyelidiki jenis muatan listrik

1)        Elektroskop bermuatan negatif

2)        Elektroskop yang bermuatan negatif, daun elektroskop akan membuka lebar jika didekati benda yang bermuatan negatif.

3)        Elektroskop yang bermuatan negatif, daun elektroskop akan menyempit  jika didekati benda yang bermuatan positif.

Kegiatan pemisahan muatan listrik atau mengamati benda bermuatan atau netral dapat dilihat seperti gambar berikut :

Keterangan gambar :

1)        Ketika sisir didekatkan pada elektroskop, daun elektroskop mekar. Muatan sisir menginduksi muatan dalam elektroskop.

2)        Ketika ujung elektroskop disentuh dengan jari, daun elektroskop menguncup.

3)        Ketika jari dijauhkan dari elektroskop, daunelektroskop tetap menguncup.

4)        Ketika sisir dijauhkan dari elektroskop, daun elektroskop mekar kembali. dan elektroskop sekarang menjadi bermuatan listrik positif

Sebetulnya sering kita jumpai contoh listrik statis dalam kehidupan sehari-hari tetapi mungkin saja tidak kita sadari. Berikut ini contohnya.

1.        Saat Anda menyisir rambut, tanpa disadari terkadang rambut akan terbawa berdiri sendiri beriringan dengan gerakan sisir. Hal tersebut terjadi karena ada interaksi muatan antara sisir dengan rambut.

2.        Penggaris atau sisir yang digosok-gosok ke rambut atau tangan kering akan menarik potongan kertas kecil.

3.        Debu yang tertempel pada layar tv

4.        Kain sutra yang digosok-gosok dengan batang kaca. Akan terjadi reaksi tarik-menarik antara dua benda tersebut. Karena elektron dari batang kaca akan berpindah ke kain sutera sehingga batang kaca akan memiliki muatan positif dan batang kaca akan memiliki muatan negatif

5.        Menggosokan balon dengan tangan

 

6.        Penggaris plastik digosok dengan kain woll. Kedua benda tersebut memiliki muatan netral, tetapi saat dua benda tersebut digesekkan maka akan ada perpindahan elektron dari kain woll ke penggaris plastik. Sehingga penggaris plastik memiliki muatan negatif dan kain wol memiliki muatan positif.

7.        Ketika Anda mendekatkan tangan ke layar TV yang baru saja dimatikan. Perhatikan bulu atau rambut yang ada di tangan Anda akan berdiri.

 

Uji Kompetensi

 

 

Share this post