BAHAN AJAR

Listrik Statis Kelas IX semester 1

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 1

Listrik Statis Kelas IX semester 1

PERTEMUAN I

Kompetensi Dasar

3.4. Menjelaskan konsep listrik statis dan gejalanya dalam kehidupan sehari-hari,
termasuk kelistrikan pada sistem saraf dan hewan yang mengandung listrik.

4.4 Menyajikan hasil pengamatan tentang gejala listrik statis dalam kehidupan
sehari-hari

Indikator Pencapaian Kompetensi

3.4.1 Mendemonstrasikan contoh gejala kelistrikan yang terjadi dalam kehidupan sehari-
hari

3.4.2 Peserta didik dapat menjelaskan definisi listrik statis dengan benar
3.4.3 Mengidentifikasi jenis-jenis muatan listrik dan interaksinya
3.4.4 Menjelaskan fungsi dan prinsip kerja elektroskop

4.4.1 Menyajikan hasil pengamatan penyelidikan muatan listrik suatu benda menggunakan
elektroskop secara lisan

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 2

Listrik Statis Kelas IX semester 1

Tujuan Pembelajaran

5

1. Dengan kegiatan pengamatan video gejala listrik statis, peserta didik memberi contoh
gejala kelistrikan yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari dengan benar minimal 2

2. Diberikan demostrasi gejala listrik statis dengan mendekatkan dua benda bermuatan,
peserta didik dapat menjelaskan definisi listrik statis dengan baik

3. Dengan kegiatan pengamatan video gejala listrik statis, peserta didik dapat
menjelaskan interaksi dua muatan listrik

4. Diberikan LKPD 1 “Gejala Listrik Statis”, peserta didik dapat melakukan pengamatan
penyelidikan muatan listrik suatu benda menggunakan elektroskop dengan teliti

5. Dengan kegiatan pengamatan gejala-gejala listrik statik pada LKPD 1“Gejala Listrik
Statis”, peserta didik dapat mengidentifikasi muatan listrik dan interaksinya pada
suatu benda dengan benar

6. Dengan kegiatan pada LKPD 1, “Gejala Listrik Statis” peserta didik dapat
menjelaskan fungsi dan prinsip kerja elektroskop dengan baik

7. Diberikan LKPD 1 “Gejala Listrik Statis”, peserta didik dapat menyajikan hasil
percobaan menyelidiki muatan listrik suatu benda menggunakan elektroskop secara
lisan dengan baik

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 3

Listrik Statis Kelas IX semester 1

Peta Konsep

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 4

Listrik Statis Kelas IX semester 1

Pada saat hujan turun, pernahkah kamu
melihat petir? Petir adalah peristiwa alam

yang sangat berbahaya dan ditakuti

semua orang, karena petir menimbulkan

kilatan cahaya yang diikuti dengan suara

dahsyat di udara. Apabila seseorang

tersambar petir, maka tubuh orang

tersebut akan terbakar. Apa yang

menyebabkan terjadinya petir? Mengapa

gedung-gedung bertingkat yang tinggi

dilengkapi dengan penangkal petir?

Sumber : https://cerpin.com Temukan jawabannya dengan
Gambar 1.1 Peristiwa petir dan kilat
mempelajari materi ini

Betapa luar biasa anugerah Tuhan yang memberikan rahmat dan
hidayah pada manusia berupa pikiran. Dengan pikiran, manu sia dapat terus
melakukan inovasi yang dapat menunjang kesejahteraan kehidupan
manusia, salah satunya adalah listrik. Coba amati lingkungan sekitarmu,
apakah sudah ada listrik? Jika ada, digunakan untuk apa sajakah listrik
tersebut? Pada sebagian daerah, listrik sudah menjadi penunjang utama
kehidupan. Listrik di gunakan untuk menyalakan lampu, televisi, mengisi
baterai telepon genggam, dan bahkan untuk menanak nasi. Listrik yang
mengalir pada kabel atau sebuah rangkaian yang digunakan untuk berbagai
peralatan elektronik tersebut akan dipelajari lebih lanjut pada pembahasan
listrik dinamis atau bagian kedua dari bab ini. Bagian pertama pada bab ini
akan membahas tentang konsep listrik statis, yaitu sifat kelistrikan yang
dimiliki benda.

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 5

Listrik Statis Kelas IX semester 1

Ayo, Kita Pelajari Istilah Penting

 Muatan listrik  Elektron
 Hukum Coulomb  Proton
 Medan listrik  Elektroskop
 Beda potensial  Gaya Coulomb
 Kelistrikan pada sistem saraf  Medan listrik
 Hantaran listrik  Beda potensial listrik
 Hewan penghasil listrik

Mengapa Penting ?

Setelah memahami bab ini, kamu akan dapat menjelaskan perbedaan
konsep listrik statis dan dinamis, serta pemanfaatannya dalam
berbagai produk teknologi di lingkungan secara aman.

A. Muatan Listrik

Masih ingatkah kamu tentang partikel penyusun atom yang telah kamu
pelajari? Atom tersusun atas partikel subatom yaitu proton (bermuatan
positif), neutron (tidak bermuatan), dan elektron (bermuatan negatif). Listrik
sangat erat kaitannya dengan elektron dan proton. Karena neutron tidak
bermuatan, maka neutron tidak memainkan peran dalam listrik. Bagaimana
interaksi masing-masing muatan pada suatu bahan? Kejadian apa sajakah
dalam kehidupan sehari-hari yang menggambarkan adanya gejala interaksi
antara muatan listrik? Agar lebih memahami gejala kelistrikan yang biasa kita
jumpai dalam kehidupan sehari-hari, ayo lakukan aktivitas berikut ini.

Setelah kamu melakukan dan mendiskusikan kegiatan “Ayo, Lakukan
pada Aktivitas 4.1”, dapatkah kamu menjelaskan mengapa hal tersebut
terjadi? Hal ini berkaitan dengan adanya elektron. Masih ingatkah kamu
tentang elektron? Seperti yang telah dijelaskan pada Bab 4, elektron adalah
partikel penyusun atom yang bermuatan negatif yang mengelilingi inti atom
(nukleus). Atom yang kelebihan elektron akan menjadi bermuatan negatif dan
disebut sebagai ion negatif, contohnya Cl-, (OH)- dan O2-. Atom yang
kekurangan elektron akan menjadi bermuatan positif dan disebut sebagai ion
positif, contohnya H+, Na+, dan Mg2+.

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 6

Listrik Statis Kelas IX semester 1

Ayo, Kita Lakukan Seperti yang telah dijelaskan
pada Bab Atom, jika benda

Aktivitas 4.1 Gejala Listrik Statis bermuatan listrik positif didekatkan
dengan benda bermuatan listrik

Alat dan bahan negatif maka akan saling tarik
menarik. Sebaliknya, jika benda

1. Mistar plastic bermuatan listrik positif didekatkan

2. Sobekan – sobekan kertas dengan benda bermuatan listrik

3. Rambut kering positif, atau benda bermuatan listrik

negatif didekatkan dengan benda

Langkah Kerja bermuatan listrik negatif akan saling

1. Siapkan potongan kertas-kertas tolak menolak. Interaksi kedua
kecil dan letakkan di atas meja. muatan tersebut merupakan gejala
Coba dekatkan penggaris atau sederhana listrik statis.
sisir plastik ke arah kertas
Pada umumnya jumlah
2. Kemudian, coba gosokkan elektron dan proton pada atom-atom
penggaris plastik atau sisir plastik sebuah benda adalah sama, sehingga

ke rambutmu, teman-teman. Oh atom-atom pada benda tersebut

iya, dalam percobaan ini, tidak bermuatan listrik atau netral.
rambutmu harus dalam keadaan Salah satu cara untuk mengubah
kering, ya! benda netral menjadi bermuatan
3. Jika kamu mendekatkan listrik adalah dengan menggosokkan
penggaris atau sisir plastik yang benda seperti pada kegiatan “Ayo,
sudah digosok ke arah kertas Kita Lakukan pada Aktivitas 4.1”.

Apa yang perlu kamu diskusikan? mistar plastic yang digosokkan pada

1. Bagaimanakah peristiwa yang terjadi rambut kering dan didekatkan pada
sobekan – sobekan kertas seperti
pada kegiatan 1 apakah mistar dapat aktifitas (Gambar 4.1). Peristiwa
menarik sobekan – sobekan kerta? tersebut terjadi karena pada

2. Setelah mistar plastic di gosokkan mulanya rambut dan sisir bersifat
pada rambut kering secara berulang – netral (Gambar 4.2a). Suatu atom
ulang dan didekatkan pada sobekan – bersifat netral, karena jumlah proton

sobekan kertas, amatai apa yang terjadi dan elektron sama. Pada saat kamu

? menggosokkan sisir pada rambutmu,
Apa yang dapat kamu simpulkan? sejumlah atom di dalam rambutmu
Buatlah kesimpulan tentang muatan terganggu, sejumlah elektron di
listrik benda! dalam rambutmu terlepas dan

berpindah ke sisirmu. Akibatnya,

sisirmu memperoleh tambahan

elektron, dan sisirmu itu tidak lagi netral, tetapi memiliki muatan negatif.

Rambutmu kehilangan elektron, sehingga rambutmu itu bermuatan positif

(Gambar 4.2b). Peristiwa ini merupakan contoh mendapatkan listrik statis dengan

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 7

Listrik Statis Kelas IX semester 1

cara menggosok. Listrik statis adalah berkumpulnya muatan listrik pada suatu
benda. Pikirkan contoh-contoh lain tentang listrik statis.

Sumber: Extramax.id 2008
Gambar 4.1 Fenomena Rambut tertarik sisir

benda yang akan menjadi bermuatan negatif bila digosok dengansembarang
benda di atasnya dan akan bermuatan positif bila digosok dengan benda di
bawahnya. Misalnya jika gelas digosokkan secara searah pada wol, maka gelas
tersebut akan menjadi bermuatan listrik positif dan wol akan menjadi bermuatan
listrik negatif. Deret semacam ini dinamakan deret tribolistrik.

Tabel 4.1 Deret Tribolistik

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 8

Listrik Statis Kelas IX semester 1

1. Elektroskop

Gambar 4.4 Irfanmuhana.blogspot.com
Elektroskop adalah suatu piranti yang dapat digunakan untuk mendeteksi
muatan. Sebagaimana diperlihatkan Gambar 4.4, di dalam sebuah peti kaca
terdapat dua buah daun elektroskop yang dapat bergerak (kadang-kadang yang
dapat bergerak hanya satu daun saja), biasanya dibuat dari emas atau alumunium
foil. Daun-daun elektroskop ini dihubungkan ke sebuah bola logam yang berada di
luar peti kaca melalui suatu konduktor yang terisolasi dari peti. Apabila benda yang
bermuatan positif didekatkan ke bola logam, maka pemisahan muatan terjadi

melalui induksi, elektron-elektron ditarik
naik menuju bola, sehingga kedua daun

Sumber: Kuswanti, dkk (2008)

Gambar 4.5 Elektroskop dimuati
dengan cara (a) Induksi (b) konduksi

Elektroskop bermuatan positif dan saling menolak (Gambar 4.5a). Proses
demikian disebut memuati dengan cara induksi. Sedangkan, jika bola dimuati
dengan cara konduksi, maka bola logam konduktor, dan kedua daun elektroskop
memperoleh muatan positif karena ditinggalkan elektronelektron yang bergerak
menuju benda bermuatan positif tersebut, sebagaimana

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 9

Listrik Statis Kelas IX semester 1

ditunjukkan oleh Gambar 4.5b. Pada setiap kasus, makin besar muatan, maka
makin lebar pemisahan daun-daun elektroskop.

Perlu dicatat bahwa dengan cara ini, kamu

tidak dapat menentukan tanda muatan, karena

dalam setiap kasus, kedua daun elektroskop

saling menolak satu dengan yang lain. Meskipun

demikian, suatu elektroskop dapat digunakan

untuk menentukan “tanda muatan” jika pertama-

tama pemisahan muatan dilakukan dengan cara

konduksi, misalnya elektroskop bermuatan

negatif, sebagaimana ditunjukkan pada Gambar

4.6a. Jika benda bermuatan negatif didekatkan,

sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 4.6b,

maka lebih banyak elektron diinduksi untuk Sumber: Kuswanti, dkk (2008)
bergerak ke bawah menuju daun-daun Gambar 4.6 Elektroskop yang pertama
elektroskopsehingga kedua daun ini terpisah lebih dimuati dapat digunakan untuk
lebar. Di sisi lain, jika muatan positif didekatkan, menentukan tanda dari suatu muatan
yang diberikan.

maka elektron-elektron akan diinduksi untuk bergerak ke atas, sehingga menjadi

lebih negatif dan jarak pisah kedua daun ini menjadi berkurang (menjadi lebih

sempit), seperti pada Gambar 4.6c.

Saling Pengaruh antara Benda-benda Bermuatan Listrik

Apakah yang menyebabkan benda-benda bermuatan listrik positif atau negatif?

Sebelum kamu menggosok sisir dengan rambut pada Kegiatan 4.1 di atas
muatan listrik sisir itu netral. Atom-atom sisir tersebut memiliki jumlah proton dan
elektron yang sama. Pada saat kamu menggosok sisir tersebut dengan rambut,
gosokan itu menyebabkan elektron-elektron pindah dari rambut ke sisir. Dengan
membuat lebih banyak electron terkumpul pada sisir, kamu memberikan muatan
listrik negatif pada sisir tersebut. Sisir itu bermuatan negatif, dan rambut tersebut
bermuatan positif.

Benda-benda seperti sisir tersebut mendapatkan tambahan elektron,
sedangkan rambut kehilangan elektron. Kita mengatakan kedua benda itu dimuati
dengan listrik statis. Dengan kata lain, listrik statis adalah terkumpulnya muatan-
muatan listrik pada suatu benda. Jadi, benda-benda memperoleh muatan listrik
statis akibat kontak atau persentuhan satu sama lain, seperti pada saat kamu
menggosok sisir dengan kain atau rambut.Benda-benda bermuatan sejenis akan
tolak menolak, sedangkan benda-benda yang bermuatan tidak sejenis akan tarik
menarik. Dengan kata lain ada gaya yang bekerja antara dua atau lebih benda yang
bermuatan.

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 10

Listrik Statis Kelas IX semester 1

PERTEMUAN II

Kompetensi Dasar

3.4. Menjelaskan konsep listrik statis dan gejalanya dalam kehidupan sehari-hari,
termasuk kelistrikan pada sistem saraf dan hewan yang mengandung listrik.

4.4 Menyajikan hasil pengamatan tentang gejala listrik statis dalam kehidupan
sehari-hari

Indikator Pencapaian Kompetensi

3.4.5 Menjelaskan faktor-faktor yang memengaruhi besar gaya Coulomb dua muatan listrik
3.4.6 Menghitung besarnya gaya Coulomb dua muatan listrik
4.4.2 Menyajikan hasil percobaan interaksi dua benda bermuatan (gaya Coloumb)

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 11

Listrik Statis Kelas IX semester 1

Tujuan Pembelajaran

1. Diberikan demonstrasi tentang interaksi antara dua balon yang bermuatan
listrik, peserta didik dapat menjelaskan faktor yang mempengaruhi besar
gaya coloumb antar dua muatan listrik dengan baik

2. Diberikan LKPD 2 “Gaya Coulomb”,, peserta didik dapat melakukan
pecobaan interaksi dua benda bermuatan listrik (gaya Coloumb) terhadap
jarak dan lamanya waktu menggosok dengan teliti

3. Dengan kegiatan percobaan pada LKPD 2 “Gaya Coulomb”,, peserta
didik dapat menjelaskan hubungan interaksi dua benda bermuatan listrik/
besar gaya Coloumb terhadap jarak dan lamanya waktu menggosok dengan
baik

4. Dengan pengamatan gambar dua muatan listrik, peserta didik dapat
menentukan nilai gaya Coloumb antar dua muatan listrik dengan teliti

5. Diberikan LKPD 2 “Gaya Coulomb”, peserta didik dapat menyajikan hasil
percobaan gaya Coloumb secara lisan dengan baik

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 12

Listrik Statis Kelas IX semester 1

B. Hukum Coloumb

Masih ingatkah kamu, bahwa muatan listrik dapat

saling menarik dan dapat saling menolak? Bagaimana

hubungan antara gayatolak-menolak atau gaya tarik-

menarik dua benda bermuatan listrik terhadap jarak

keduanya? Ilmuwan Perancis, 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 Sumber: Zitzewitz , dkk (2005)
alat neraca puntir Coulomb seperti pada Gambar 4.7. Pada
materi ini kamu tidak perlu melakukan penyelidikan Gambar 4.7 Set Percobaan
Coloumb

tersebut dengan menggunakan neraca puntir, cukup lakukan Aktivitas 5.2 berikut

dengan penuh semangat.

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 13

Listrik Statis Kelas IX semester 1

Ayo, Kita Lakukan

Aktivitas 4.2 Bagaimana Interaksi Dua Benda Bermuatan
terhadap Jaraknya?

Alat dan Bahan

1. 1 buah penggaris
2. 2 buah statif
3. 2 buah balon yang sudah ditiup
4. benang, dan
5. kain wol (dapat diganti dengan rambut yang kering)

Langkah Kerja
1. Agar kedua menjadi bermuatan listrik, gosokkan kedua balon tersebut pada kain wol atau
rambut yang kering selama 30 detik
2. Gantung kedua balon dengan menggunakan tali sepanjang 50 cm pada masing-masing
statif yang diletakkan secara berjauhan (±30 cm), seperti pada gambar berikut. Amati
interaksi yang terjadi.
3. Ulangi langkah pertama dan kedua, namun buat variasi lamanya waktu untuk menggosok
balon, misalnya dengan menggosokkan balon ke kain wol atau rambut yang kering selama
60 detik.
4. Ulangi langkah pertama hingga ketiga, namun denganmemisahkan statif sedikit lebih
dekat, misalnya 20 cm.

Apa yang perlu kamu diskusikan?
1. Bagaimana pengaruh interaksi kedua balon terhadap variasi jarak kedua statif? Apakah
jarak mempengaruhi besarnya gaya tolak-menolak atau gaya tarik-menarik kedua
balon?(Bandingkan hasil pengamatan nomor 1a dengan 1b atau nomor 2a dengan 2b)
2. Bagaimana pengaruh interaksi kedua balon terhadap lamanya waktu menggosok? Apakah
besar muatan mempengaruhi besarnya gaya tolak-menolak atau gaya tarik-menarik kedua
balon? (Bandingkan hasil pengamatan nomor 1a dengan 2a atau nomor 1b dengan 2b)

Apa yang dapat kamu simpulkan?
Bagaimana hubungan antara gaya Coulomb dengan jarak dan besar masing-masing muatan?

Berdasarkan percobaan dengan menggunakan neraca puntir, Coulomb

menyimpulkan bahwa besar gaya listrik antara dua benda bermuatan adalah:

- Berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan atau

F~ 1
2

- Berbanding lurus dengan perkalian besar kedua muatan partikel atau F~ q1.q2

(a) Tolak-menolak (b) Tarik-menarik

Sumber: Dokumen Kemdikbud
Gambar 4.7 Gaya Coulomb pada Muatan Listrik

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 14

Listrik Statis Kelas IX semester 1

Secara matematis, rumusan Gaya Coulomb (Fc) dapat dituliskan sebagai berikut.

= . 1. 2
2

Keterangan:
Fc = gaya Coulomb (newton)
k = konstanta = 9 x 109 Nm2/C2
r = jarak antara dua muatan (meter)
q1 = besar muatan listrik pertama (coulomb)
q2 = besar muatan listrik kedua (coulomb)

Contoh Soal

1. Dua buah muatan listrik positif yang ada di dalam membran sel saraf masing-
masing sebesar q dan 2q terletak pada jarak 2 cm. Hitung berapakah gaya
coulomb yang dialami kedua muatan tersebut jika q = 1,6 x 10-19 C !

Diketahui:

Muatan 1 (q1) = +q = 1,6 x 10-19 C
Muatan 2 (q2) = +2 q = 3,2 x 10-19 C
Jarak kedua muatan (r) = 2 cm = 2 x 10-2 m
Konstanta = 9 x 109 Nm2/C2

Ditanya: gaya Coulomb kedua muatan?

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 15

Listrik Statis Kelas IX semester 1

Jawab:

Jadi besar gaya coulomb yang dialami muatan positif q dan 2q yang terpisah
pada jarak 2 cm adalah 11,52 x 10-25 N
2. Jika besar gaya coulomb antara dua muatan identik A dan B adalah 1,6 N, serta
kedua muatan tersebut terpisah pada jarak 3 cm, berapakah besar masing-
masing muatan A dan B?
Diketahui:
Gaya coulomb kedua muatan = 1,6 N
Jarak kedua muatan = 3 cm = 0,03 m
Ditanya: besar masing-masing muatan A dan B
Jawab:

Jadi besar masing-masing muatan identic A dan B adalah 0,4 µC

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 16

Listrik Statis Kelas IX semester 1

PERTEMUAN III

Kompetensi Dasar

3.4. Menjelaskan konsep listrik statis dan gejalanya dalam kehidupan sehari-hari,
termasuk kelistrikan pada sistem saraf dan hewan yang mengandung listrik.

4.4 Menyajikan hasil pengamatan tentang gejala listrik statis dalam kehidupan
sehari-hari

Indikator Pencapaian Kompetensi

3.4.7 Menentukan nilai medan listrik
3.4.8 Menghitung beda potensial listrik

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 17

Listrik Statis Kelas IX semester 1

Tujuan Pembelajaran

1. Dengan kegiatan membaca bahan ajar/ Buku Penunjang “Listrik Statis”, peserta
didik dapat menjelaskan pengertian kuat medan listrik dengan baik

2. Dengan kegiatan “ayo kita pahami” pada handout “Listrik Statis”, peserta didik
dapat menentukan nilai kuat medan listrik dari suatu muatan dengan teliti

3. Diberikan kesempatan mengamati video terjadinya petir, peserta didik dapat
menjelaskan konsep beda potensial listrik antara dua muatan listrik dengan baik

4. Diberikan gambar dua buah muatan berbeda pada handout “Listrik Statis”, peserta
didik dapat menentukan nilai medan listrik dengan benar

5. Diberikan gambar dua buah muatan berbeda pada handout “Listrik Statis”, peserta
didik dapat menentukan nilai beda potensial antara dua benda bermuatan listrik
dengan teliti

6. Diberikan latihan soal, pserta didik dapat menghitung nilai dari medan listrik dengan
teliti

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 18

Listrik Statis Kelas IX semester 1

C. Medan Listrik

Tahukah kamu mengapa benda-benda yang berada di permukaan bumi selalu
ditarik menuju pusat bumi? Seluruh benda yang ada di permukaan bumi atau
sekitarnya akan ditarik menuju pusat bumi karena memiliki massa yang jauh lebih
kecil dari pada massa bumi. Hal serupa ternyata juga terjadi pada muatan-muatan
listrik. Muatan-muatan listrik memiliki medan listrik sehingga dapat mempengaruhi
muatan lain yang berada tidak jauh darinya. Medan listrik dapat didefinisikan
sebagai daerah di sekitar muatan yang masih kuat menimbulkan gaya listrik
terhadap muatan lain.

Medan listrik digambarkan oleh serangkaian garis gaya listrik yang arahnya
keluar atau masuk 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.

Gambar 4.8 Garis Medan Listrik Dua Muatan
Selain melalui gambar, medan listrik suatu muatan dapat ditentukan besarnya
dengan cara menghitung. Bagaimana cara menghitung besar kuat medan listrik?
Agar dapat memahami cara menghitung besarnya medan listrik (E) perhatikan
Gambar 4.9 dan penjelasan berikut.

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 19

Listrik Statis Kelas IX semester 1

Sumber: Zubaidah, dkk, 2015

Gambar 4.9 Muatan Q didekati Muatan Tes q0
Agar mengetahui besar kuat medan listrik muatan Q, sebuah muatan uji positif (qo)
yang muatannya jauh lebih kecil diletakkan di dekat muatan tersebut dengan jarak r.
Berdasarkan hukum Coulomb, muatan qo tersebut akan mendapatkan gaya tolak
dari muatan Q sebesar,

karena kuata medan listrik (E) didefinisikan sebagai besarnya gaya listrik (F) yang
bekerja pada satu satuan muatan uji (qo), maka besarnya kuat medan listrik yang
dialami oleh muatan uji tersebut:

Sehingga dapat disimpulkan bahwa besar kuat medan listrik pada suatu titik yang
berjarak r dari muatan Q adalah:
Keterangan,
E = medan listrik (N/C)
F = gaya Coulomb (Newton)
q = besar muatan listrik (Coulomb)
Coba pikirkan, untuk mengetahui besar medan listrik suatu muatan,
mengapa muatan uji yang digunakan harus jauh lebih kecil?

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 20

Listrik Statis Kelas IX semester 1

Contoh Soal
1. Gaya Coulomb yang dialami kedua muatan A dan B adalah sebesar
4x10-4 N. Jika besar muatan A sebesar 4 x 10-6 C dan muatan uji B
sebesar 4 x 10-12 C, berapakah besar kuat medan listrik yang dirasakan
muatan uji B oleh muatan A tersebut?
Diketahui:
Besar gaya Coulomb = 4 x 10-4 N
Besar muatan A = 4 x 10-6 C
Besar muatan B = 4 x 10-12 C
Ditanyakan: besar kuat medan listrik yang dirasakan muatan uji B oleh
muatan A (EA)
Jawab:

Jadi, besar kuat medan listrik yang ditimbulkan oleh muatan A adalah
108 N/C.

2. Medan listrik yang dirasakan oleh muatan uji A terhadap muatan B
sebesar 80 N/C. Jika jarak kedua muatan tersebut adalah 3 cm,
berapakah besar muatan B?
Diketahui:
Medan listrik = 80 N/C
Jarak kedua muatan = 3 cm = 0,03 m
Ditanyakan: besar muatan B
Jawab:

Jadi besar muatan B adalah Q = 8 x 10-12 C

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 21

Listrik Statis Kelas IX semester 1

Soal Latihan Medan Listrik
1. Gaya Coulomb yang dialami kedua muatan A dan B adalah
sebesar 3 x 10-4 N. Jika besar muatan A dan B masing-masing
sebesar 2x 10-6 C dan 1,5 x 10-6 C, berapakah besar kuat medan
listrik yang dirasakan muatan A oleh muatan B?
2. Pada percobaan dua buah balon bermuatan yang didekatkan,
gaya tolak menolak kedua balon akan semakin besar jika posisi
kedua balon tersebut semakin didekatkan. Dapatkah kamu
menunjukkan sketsa (gambar) peristiwanya?

D. Beda Potensial dan Energi LIstrik

Tahukah kamu, 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 ka rena adanya perbedaan potensial
yang sangat besar antara dua awan yang berbeda, atau antara awan dengan bumi,
sehingga akan terjadi lompatan muatan listrik, atau perpindahan elektron secara
besar-besaran dari awan ke bumi, atau dari awan ke awan lainnya.

Sumber: (a) freedigitalpothos.net (b) hdw.datawallpaper.com

Gambar 4.10 (a) Benjamin Franklin , (b) Sambaran Petir pada Malam Hari

Perpindahan muatan listrik (elektron) tersebut disebabkan oleh adanya perbedaan
potensial listrik (beda potensial listrik). Besarnya beda potensial listrik dapat

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 22

Listrik Statis Kelas IX semester 1

dihitung dengan membandingkan besar energi listrik yang diperlukan untuk
memindahkan sejumlah muatan listrik. Secara matematis dituliskan sebagai berikut.

Keterangan:
ΔV= Beda potensial listrik (volt)
W = energi listrik (joule)
Q = muatan listrik (coulomb)
Agar lebih memahami konsep beda potensial, lakukan kegiatan berikut.

1. Jika ada dua benda bermuatan listrik seperti 4 gambar berikut, maka benda
manakah yang memiliki beda potensial yang lebih besar?

2. Jika selisih potensial antara benda A dan B cukup besar, maka akan terjadi
loncatan muatan listrik (elektron). Dari benda mana ke benda manakah
loncatan elektron tersebut mengalir?

3. Apa yang terjadi apabila benda A dan B memiliki elektron yang sama?
Apakah ada perpindahan elektron?

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 23

Listrik Statis Kelas IX semester 1

Contoh Soal
1. Berapakah beda potensial kutub-kutub baterai sebuah rangkaian jika
baterai tersebut membutuhkan energi sebesar 60 J untuk
memindahkan muatan sebesar 20 C?
Diketahui:
W = 60 J
Q = 20 C
Ditanya: beda potensial ?

Jawab:


= = =

Jadi beda potensial kutub-kutub baterai rangkaian tersebut adalah 3 V

2. Sebuah baterai yang memiliki beda potensial sebesar 1,5 V. Berapakah
besar energi yang diperlukan baterai jika memindahkan muatan

sebesar 40 C?

Diketahui :

Beda potensial = 1,5 V

Besar muatan = 40 C

Ditanya: Besar energi untuk memindahkan muatan
Jawab :

W= V. Q = 1,5 x 40 = 60 J

Jadi besar energy untuk memindahkan muatan tersebut sebesar 60 J

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 24

Listrik Statis Kelas IX semester 1

Soal Latihan Potensial Listrik
1. Beda potensial antara dua titik pada kawat penghantar adalah 9V,
Berapakah energi listrik yang digunakan untuk memindahkan
muatan sebesar 30 C diantara dua titik tersebut?
2. Jumlah muatan yang dipindahkan pada sebuah rangkain listrik
adalah 15 C. Jika energi yang dibutuhkan untuk memindahkan
muatan tersebut dari ujung-ujung rangkaian listrik adalah 45 J,
berapakah beda potensial antara ujung-ujung rangkaian tersebut?

Generator Listrik Statis

rambut akan berdiri karena Generator Van de Graff. Gambar 4.11 Generator Van de
Dilaboratorium-laboratorium penelitan biasa dipakai Graaff
mesin pembangkit listrik yang bernama Generator Van
de Graff. Generator inilah contoh kedua penerapan
listrik statis dalam kehidupan sehari-hari karena
merupakan alat yang digunakan untuk
menghasilkan listrik statis tersebut. Cara kerjanya
adalah dengan metode gesekan, yaitu gosokan antara
silinder bagian bawah dengan sabuk karet yang
menjadikan adanya muatan listrik negatif di sabuk
karetnya.
Untuk memperdalam tentang generator van de Graaf
bisa di akses di generator van de graaf djukarna

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 25

Listrik Statis Kelas IX semester 1

PERTEMUAN IV

Kompetensi Dasar

3.4. Menjelaskan konsep listrik statis dan gejalanya dalam kehidupan sehari-hari,
termasuk kelistrikan pada sistem saraf dan hewan yang mengandung listrik.

4.4 Menyajikan hasil pengamatan tentang gejala listrik statis dalam kehidupan
sehari-hari

Indikator Pencapaian Kompetensi

3.4.9 Mengidentifikasi bagian sel saraf
3.4.10 Mengidentifikasi jenis bahan isolator, semi konduktor, dan konduktor suatu bahan
3.4.11 Mengidentifikasi sifat hantaran listrik melalui LKPD

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 26

Listrik Statis Kelas IX semester 1

Tujuan Pembelajaran

1. Diberikan gambar sel saraf, peserta didik dapat mengidentifikasi bagian sel saraf
dengan baik

2. Diberikan LKPD 3, peserta didik dapat melakukan pengamatan identifikasi jenis
bahan isolator, semi konduktor, dan konduktor suatu bahan dengan baik

3. Diberikan LKPD 3, peseta didik dapat menjelaskan persamaan struktur dan fungsi
sel saraf dari konsep bahan isolator, semikonduktor, dan konduktor dengan baik

4. Diberikan LKPD 3, peserta didik dapat menyajikan hasil laporan pengamatan
tentang sifat hantaran listrik bahan dengan baik

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 27

Listrik Statis Kelas IX semester 1

E. Kelistrikan pada Sel Saraf

elain pada kabel, ternyata tubuh kita juga dialiri oleh arus listrik, khususnya
pada syaraf yaitu dengan adanya impuls listrik. Bidang yang khusus mempelajari
tentang aliran impuls listrik pada tubuh manusia disebut biolistrik. Tegangan pada
tubuh berbeda dengan yang kita bayangkan seperti listrik rumah tangga. Kelistrikan
pada tubuh hanya berkaitan dengan komposisi ion yang terdapat dalam tubuh,
bukan listrik yang mengalir seperti pada kabel listrik di rumah-rumah.

1. Impuls Saraf

Tahukah kamu, bagaimana cara sel saraf menghantarkan impuls
listrik? Bagaimana keadaan sel saraf saat tidak menghantarkan listrik?
Muatan yang ada di luar dan di dalam sel saraf tidak dapat saling tarik
menarik dengan sendirinya karena ada pemisah berupa membran sel saraf
(perhatikan Gambar 4.10). Tarik menarik antar muatan akan terjadi jika ada
rangsangan dari neurotransmitter. Masih ingatkah kamu apa itu
neurotransmitter? Coba buka kembali tentang Partikel Penyusun Benda dan
Makhluk Hidup untuk mengingat kembali.

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 28

Listrik Statis Kelas IX semester 1

Sumber: Dokumen Kemdikbud

Gambar 4.12 Ilustrasi Muatan Listrik pada Sel Saraf Tidak Bermyelin

Saat sel saraf tidak menghantarkan impuls, muatan positif Na+
melingkupi bagian luar membran sel. Pada kondisi demikian, membrane sel
saraf bagian luar bermuatan listrik positif dan membran sel bagian dalam
bermuatan listrik negatif (Cl-). Lebih jelasnya, perhatikan Gambar 4.13

Sumber: Biggs, 2008: 638.

Gambar 4.13 Impuls Listrik pada Saraf Manusia

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 29

Listrik Statis Kelas IX semester 1

Setiap manusia memiliki sistem saraf yang dapat mengontrol gerak otot.
Sistem saraf terdiri atas sel-sel saraf berfungsi untuk menerima, mengolah, dan
mengirim rangsangan yang diterima panca indera. Rangsangan ini disebut impuls.
Setiap sel saraf terdiri atas 3 bagian, yaitu badan sel saraf, dendrit, dan akson atau
neurit. Selain ketiga bagian tersebut, pada sel saraf juga terdapat bagian tambahan
berupa selubung myelin. Myelin sebetulnya bukan bagian sel saraf, tetapi terdiri dari
sel pembentuk myelin yang berfungsi menyelubungi akson. Berdasarkan keberadaan
myelin, terdapat dua macam neuron, yaitu neuron yang berselubung myelin dan
neuron yang tidak berselubung myelin. Agar dapat mengetahui sel saraf lebih lanjut
mari lakukan kegiatan berikut.

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 30

Listrik Statis Kelas IX semester 1

Ayo, Kita Lakukan

Aktivitas 4.3 Identifikasi Bagian Sel Saraf

Bacalah dengan teliti Tabel 4.3 Bagian Sel Saraf, kemudian

tunjuk kan bagian-bagian sel saraf pada Gambar 5.11.

Tabel 4.3 Bagian Sel Saraf

No Bagian Sel Deskripsi Fungsi

Saraf

1 Dendrit Penonjolan badan sel yang Menerima impuls dari sel
bercabang-cabang dan lain dan meneruskan ke
berbentuk seperti cabang pohon badan sel

2 Badan Sel Didalamnya terdapat inti sel Meneruskan impuls dari
yang dikelilingi oleh sitoplasma. dendrit ke akson
Sitoplasma mengandung
organela sel seperti mitokondria
, ribosom, badan golgi, dan
reticulum endoplasma khusus
milik sel saraf yang disebut

badan nissl

3 Akson/ Penonjolan badan sel berbentuk Meneruskan impuls dari
Neurit panjang dan silindris. Setiap badan sel saraf ke sel saraf
satu sel saraf hanya memiliki lain atau ke sel otot atau ke
satu akson ujung akson disebut sel kelenjar. Pada bonggol
dengan terminal akson, terminal sinaptik terjadi sinapsis,
ini meiliki beberapa yaitu komunikasi antara sel
percabangan dan berbonggol. saraf satu dengan yang lain
Pada bonggol inilah akan atau sel saraf dengan sel
dilepaskan neurotransmitter dan otot dan sel kelenjar
disebut sebagai bonggol menggunakan
sinaptik. neurotransmitter

4 Myelin Selubung lemak berlapis-lapis Mempercepat saraf dengan
dihasilkan oleh sel Schwann. membantu loncatan
Lapisan lemak myelis sulit muatan
ditembus oleh ion-ion yang
keluar dan masuk membrane sel
saraf pada bagian akson

5 Nodus Daerah akson terbuka yang tidak Tempat terjadinya tarik-
ranvier diselubungi myelin menarik muatan listrik di
membrane sel saraf

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 31

Listrik Statis Kelas IX semester 1

Gambar 4.14 Impuls saraf
Sumber: http://andriwempede.blogspot.com

Apabila tidak terdapat rangsangan atau neuron dalam keadaan istirahat,
sitoplasma di dalam membran plasma bermuatan listrik negatif, sedangkan
cairan di luar membran bermuatan positif. Keadaan yang demikian
dinamakan polarisasi atau potensial istirahat. Perbedaan muatan ini
terjadi karena adanya mekanisme transpor aktif yakni pompa natrium-kalium.
Konsentrasi ion natrium (Na+) di luar membrane plasma dari suatu akson
neuron lebih tinggi dibandingkan konsentrasi di dalamnya. Sebaliknya,
konsentrasi ion kalium (K+) di dalamnya lebih besar daripada di luar.
Akibatnya, mekanisme transpor aktif terjadi pada membran plasma.
Kemudian, apabila neuron dirangsang dengan kuat, permeabilitas membran
plasma terhadap ion Na+ berubah meningkat. Peningkatan permeabilitas
membran ini menjadikan ion Na+ berdifusi ke dalam membran, sehingga
muatan sitoplasma berubah menjadi positif. Bila neuron mendapat
rangsangan, maka akan terjadi perubahan muatan pada kedua permukaannya,
yaitu permukaan luar bermuatan negatif sedangkan bagian dalamnya
bermuatan positif, keadaan ini disebut depolarisasi atau potensial aksi.

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 32

Listrik Statis Kelas IX semester 1

Sementara itu, ion K+ akan segera berdifusi keluar melewati membrane.

Fase ini dinamakan repolarisasi. Perbedaan muatan pada bagian yang

mengalami polarisasi dan depolarisasi akan menimbulkan arus listrik. kondisi

depolarisasi ini akan berlangsung secara terus-menerus, sehingga menyebabkan

arus listrik. Dengan demikian, impuls saraf akan terhantar sepanjang akson.

Setelah impuls terhantar, bagian yang mengalami depolarisasi akan mengalami

fase istirahat kembali dan tidak ada impuls yang lewat. Waktu pemulihan ini

dinamakan fase refraktori atau undershoot.

Sistem saraf terdiri dari sistem saraf pusat dan sistem saraf otonom.

Sistem saraf pusat terdiri dari otak, medulla spinalis dan saraf perifer. Saraf

perifer ini adalah serat saraf yang mengirim informasi sensoris ke otak atau ke

Medulla spinalis disebut Saraf Affren, sedangkan serat saraf yang

menghantarkan informasi dari otak atau medulla spinalis ke otot atau medulla

spinalis ke otot serta kelenjar disebut saraf Efferen. Sistem saraf otonom

berfungsi sebagai pengatur organ dalam tubuh seperti jantung, usus, dan

kelenjar secara tidak sadar.

Sistem kelistrikan pada saraf

ditunjukkan dengan adanya kecepatan

impuls serat syaraf yang berupa

kemampuan menghantarkan impuls.

Serat syaraf ada 2 macam, yaitu

Bermyelin dan Myelin. Bermyelin,

berdiameter 1 μm dengan kecepatan 100

m/s, merupakan insulator yang baik dan

memiliki kemampuan mengaliri listrik

sangat rendah. Aliran sinyal dapat

meloncat dari satu simpul ke simpul lain. Sumber: http://adetrooper.wordpress.com
Myelin berdiameter 1 mm dengan Gambar 4.15 Saraf
kecepetan 20 s.d. 50 m/s).

Sel manusia dibungkus oleh sebuah membran yang diliputi oleh cairan

logam kalium dibagian dalam dan cairan logam natrium dan klorida dibagian

luar membran. Ketika sel-sel bekerja mengirimkan sinyal berupa energi listrik,

pada saat potensial listrik antara membran sel bagian luar dan dalam sama maka

sel tidak dapat mengirimkan lagi energi listrik. Akan tetapi, saat beda potensial

listrik atara kedua bagian membran sel itu sama, tubuh manusia kembali

memproduksi cairan logam kalium dan natrium dalam tubuh dan terjadi proses

oksidasi sehingga elektron dari cairan logam kalium akan kembali bergerak

menuju cairan logam natrium. Ketika elektron bergerak dari cairan logam

kalium menuju cairan logam natrium, sel akan kembali bermuatan sehingga

kembali menimbulkan beda potensial listrik antara keduanya. Hal inilah yang

menyebabkan energi listrik pada sel-sel tubuh manusia tidak pernah habis.

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 33

Listrik Statis Kelas IX semester 1

F. Hantaran Listrik

Sering kita mendengar bahwa listrik dapat mengalir pada kabel. Apa yang
mengalir dan bahan apa yang dapat mengalirkan listrik? Pernyataan bahwa listrik
mengalir sebenarnya berkaitan dengan muatan yang berpindah, sebab perpindahan
elektron pada bahan akan menghasilkan arus listrik yang arahnya berlawanan
dengan arah perpindahan elektron tersebut. Bahan-bahan apakah yang dapat
menghantarkan listrik dengan baik dan yang tidak dapat menghantarkan listrik?
Agar mengetahui jawabannya, “Ayo, Kita Lakukan” kegiatan berikut.

Ayo, Kita Lakukan Sering kita melihat orang
menggunakan kabel untuk
Aktivitas 4.4 Mengidentifikasi Jenis menghantarkan listrik dari suatu
Bahan Isolator dan ujung kabel ke ujung lainnya.
Konduktor Mengapa menggunakan kabel?
Kabel biasanya terdiri dari bahan
Apa yang harus kamu lakukan? tembaga atau perak di
1. Susunlah alat dan bahan seperti Gambar bagiandalamnya dan dilapisi
bahan plastik atau karet di bagian
4.13 luarnya. Mengapa demikian? Hal
ini berkaitan dengan kemampuan
Sumber: Zubaidah, dkk (2015) bahan untuk menghantarkan
Gambar 4.16 Rangkaian Listrik Percobaan Konduktor dan Isolator listrik. Setiap bahan memiliki
daya hantar listrik yang berbeda-
2. Sambungkan bahan yang digunakan beda. Tembaga dan perak
dengan menggunakan kabel yang merupakan bahan yang paling
dilengkapi penjepit buaya. baik untuk menghantarkan
listrik, sedangkan plastik dan
3. Amati nyala lampu yang terjadi. Catat hasil karet merupakan bahan yang
pengamatanmu dalam bentuk tabel. tidak dapat menghantarkan
listrik. Apakah kamu sudah
Apa yang perlu kamu diskusikan? memahami mengapa logam perak
1. Apakah semua bahan dapat atau tembaga pada kabel dilapisi
plastik atau karet? Jika masih
menghantarkan arus listrik? belum mengerti, pelajari materi
2. Kelompokkan mana bahan yang termasuk berikut dengan teliti dan penuh
semangat.
konduktor dan isolator listrik!
Apa yang dapat kamu simpulkan?
Berdasarkan kegiatan yang telah kamu
lakukan, apa yang dapat kamu simpulkan?

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 34

Listrik Statis Kelas IX semester 1

1. Konduktor Listrik

Mengapa kabel digunakan untuk mengalirkan arus listrik Sumber: Dokumen Kemdikbud
dari sumber listrik ke peralatan elektronik? Agar arus listrik dapat
disalurkan dengan baik, maka dibutuhkan bahan yang mampu Gambar 4.17 Kabel
menghantarkan arus listrik dengan baik pula. Pada bahan ini, Listrik dari Tembaga
electron dapat mengalir dengan mudah. Bahan-bahan yang dapat dengan Pelapis Plastik
digunakan untuk menghantarkan listrik disebut dengan konduktor
listrik. Contoh dari konduktor listrik adalah tembaga, perak, dan
emas. Meskipun perak dan emas merupakan konduktor yang
sangat baik, tetapi karena harganya yang sangat mahal, kabel
rumah tangga biasanya menggunakan bahan dari tembaga.

2. Isolator Listrik

Mengapa kabel listrik perlu dilapisi dengan plastik atau karet? Pemberian
plastik atau karet sebagai pelapis kabel bertujuan agar kabel lebih aman digunakan.
Sifat plastik dan karet yang sangat buruk dalam menghantarkan arus listrik
membuat kedua bahan tersebut masuk ke dalam kelompok bahan isolator. Bahan
isolator adalah bahan yang sangat buruk untuk menghantarkan listrik karena di
dalam bahan ini elektron sulit mengalir.

3. Semikonduktor Listrik

Bahan-bahan yang berada pada suhu rendah bersifat sebagai Sumber: Dokumen Kemdikbud
isolator, sementara pada suhu tinggi bersifat sebagai konduktor
disebut bahan semikonduktor listrik. Contoh bahan Gambar 4.18 Bebrapa Jenis
semikonduktor listrik ada lah karbon, silikon, dan germanium. Semikonduktor: Resistor,
Pada bidang elektronika, karbon biasa digunakan untuk Diode, Transistor, dan IC
membuat transistor yang kemudian dirangkai menjadi IC
seperti pada Gambar 4.15.

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 35

Listrik Statis Kelas IX semester 1

Petir dapat menimbulkan korban karena Sumber: Dokumen Kemdikbud
membawa energi yang sangat besar. Petir
cenderung akan menyambar benda-benda yang Gambar 4.19 Penangkal Petir
tinggi seperti pohon, tiang bendera, dan
bangunan-bangunan yang tinggi. Oleh sebab
itu, pada konstruksi bangunan-bangunan
tersebut selalu diberi penangkal petir yang
dipasang di atap. Tahukah kamu bagaimana
sistem kerja pe nangkal petir?

Penangkal petir dibuat runcing dari bahan konduktor (logam) dipasang di
atas sebuah bangunan atau ge dung yang dihubungkan dengan kabel sampai ke
tanah, kemudian kabel tersebut di tanam di dalam tanah dengan tujuan agar
arus petir yang sangat besar dapat segera dinetralkan ke dalam tanah
(grounding). Masih ingatkah kamu bagaimana sifat konduktor? Jika masih ingat,
coba jelaskan alasan penggunaan bahan konduktor untuk membuat penangkal
petir!

Sel saraf sering diibaratkan seperti kabel listrik karena memiliki bentuk
dan mekanisme kerja yang hampir sama. Coba perhatikan Gambar 5.16. Setiap
sel saraf hanya memiliki satu akson yang mendukung terjadinya perambatan atau
hantaran arus listrik. Selain akson, penghantar listrik lain di dalam tubuh
makhluk hidup selain akson adalah cairan tubuh. Cairan tubuh dapat berupa
darah, cairan jaringan dan sitosol dalam sitoplasma sel. Pada sel saraf juga
terdapat isolator listrik, yaitu selubung myelin pada akson.

Sumber: Dokumen Kemdikbud

Gambar 4.20 Berkas Sel Saraf dan Kabel Listrik

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 36

Listrik Statis Kelas IX semester 1

Pada akson tidak berselubung myelin, sehingga hantaran arus listrik dapat
terjadi sepanjang akson. Pada akson berselubung myelin, beda potensial terjadi
di daerah akson yang tidak diselubungi myelin atau di daerah yang disebut
nodus ranvier. Tarik menarik muatan listrik terjadi di nodus ranvier satu dan
seterusnya. Dengan demikian, selain myelin berfungsi sebagai pelindung akson
juga dapat mempercepat terjadinya loncatan muatan listrik pada saraf.

Sumber: Dokumen Kemdikbud

Gambar 4.21 Pergerakan Impuls pada Akson Bermyelin dan Tidak Bermyelin

Tidak hanya benda padat seperti tembaga dan perak, zat cair pun ada yang dapat
menghantarkan arus listrik dan ada juga yang tidak dapat menghantarkan arus
listrik, contohnya larutan garam dan larutan gula. Larutan garam merupakan
salah satu jenis elektrolit karena dapat menghantarkan arus listrik, sedangkan
larutan gula disebut sebagai non elektrolit karena tidak dapat menghantarkan
arus listrik.

Sumber: Biggs, 2008: 642.

Gambar 4.22 Larutan Garam dan Larutan Gula

Cobalah lakukan kegiatan menyalakan bola lampu dengan membuat larutan

garam dan larutan gula terlebih dahulu. Kamu dapat menggunakan alat dan

bahan sederhana seperti kabel yang dilengkapi penjepit buaya dan lampu LED

atau amperemeter untuk mendeteksi ada tidaknya arus listrik yang mengalir.

Bandingkan hasilnya antara lampu yang menggunakan larutan garam dan larutan

gula. Selanjutnya buatlah laporannya untuk dipajang di majalah dinding di

sekolahmu! HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 37

Listrik Statis Kelas IX semester 1

Tabel 4.3 Hambatan Jenis Bahan

Setiap bahan memiliki kemampuan untuk menghantarkan listrik yang ber
beda-beda tergantung nilai hambatan jenisnya. Semakin kecil hambatan jenis suatu
bahan, maka akan semakin baik kemampuan bahan tersebut untuk meng hantarkan
listik. Tabel 5.4 menyajikan beberapa nilai hambatan jenis bahan. Berdasarkan
Tabel 4.3, coba pikirkan bahan apakah yang paling baik digu nakan sebagai
konduktor listrik atau kabel? Mengapa?

Tahukah kamu bagaimana cara menghitung
besarnya hambatan listrik dalam sel saraf? Agar
dapat menghitung besarnya hambatan listrik
dalam sel saraf, kita dapat mengibaratkan sel saraf
sebagai kabel listrik. Coba pahami materi berikut!

Sumber: Serway dkk., 2004

Besar hambatan setiap jenis kawat yang
panjangnya satu satuan Panjang per satu satuan
luas penampang disebut hambatan jenis (ρ) Besar
hambatan jenis berbeda-beda untuk setiap jenis
kawat (lihat Tabel 4.3). Besar hambatan kawat (R)
yang panjangnya (L) dan luas penampangnya (A)
adalah:

Dengan:
=

R = hambatan kawat (Ω)

ρ = hambatan jenis kawat (Ωm)

L = panjang kawat (m)

A = luas penampang kawat (m2)

Coba hitung berapakah besar hambatan listrik sel saraf jika diketahui
diameter akson adalah 5 x 10-6 m, hambatan jenis sel saraf 6,37 x 10-9Ωm dan
apanjang sel saraf 20x 10-6 m? Bandingkan hasil perhitunganmu dengan hasil
temanmu!

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 38

Listrik Statis Kelas IX semester 1

PERTEMUAN V

Kompetensi Dasar

3.4. Menjelaskan konsep listrik statis dan gejalanya dalam kehidupan sehari-hari,
termasuk kelistrikan pada sistem saraf dan hewan yang mengandung listrik.

4.4 Menyajikan hasil pengamatan tentang gejala listrik statis dalam kehidupan
sehari-hari

Indikator Pencapaian Kompetensi

3.4.12 Mengidentifikasi hewan-hewan yang menghasilkan listrik
3.4.13 Menyebutkan sistem khusus pada hewan yang dapat menghasilkan listrik
3.4.14 Menyebutkan penggunaan teknologi listrik di lingkungan sekitar

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 39

Listrik Statis Kelas IX semester 1

Tujuan Pembelajaran

1. Diberikan kesempatan mengamati video tentang beberapa hewan penghasil listrik,
peserta didik dapat mengidentifikasi hewan-hewan yang mampu menghasilkan listrik
dari buku bacaan atau internet dengan baik

2. Diberikan kesempatan mengamati video tentang beberapa hewan penghasil listrik,
peserta didik dapat menyebutkan sistem khusus pada hewan yang dapat menghasilkan
listrik

3. Dari kegiatan literasi, siswa dapat menyebutkan penggunaan teknologi listrik di
lingkungan sekitar

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 40

Listrik Statis Kelas IX semester 1

G. Hewan-hewan Penghasil Listrik

Beberapa hewan ada yang memiliki keunikan yang tidak dimiliki oleh hewan lainnya. Salah
satunya adalah hewan yang mampu menghasilkan listrik seperti hewan-hewan berikut ini.
Listrik yang mereka hasilkan biasanya digunakan untuk berburu mangsa, melawan predator,
atau pun untuk navigasi (penunjuk arah). Adapun proses tersengatnya kita oleh hewan
tersebut dikarenakan adanya muatan listrik pada tubuh kita sendiri. Karena itulah, tubuh kita
akan bereaksi ketika dekat dengan benda yang bermuatan sama atau mengandung listrik
seperti yang dimiliki oleh hewan-hewan ini.

1. Belut Listrik

Belut listrik sering ditemukan di perairan Amerika Selatan. Bentuk tubuhnya sangat ubnik,
hampir 7/8 bagian tubuhnya berupa ekor. Di bagian ekor inilah terdapat baterai-baterai kecil
berupa lempengan horizontal dan vertikal. Jumlahnya sangat banyak, lebih dari 5000 buah.
Untuk navigasi, belut listrik hanya membutuhkan tegangan listrik yang kecil. Namun, ketika
bertemu musuh atau mangsanya, belut listrik akan memberikan tegangan semaksimal
mungkin melalui kepala dan ekornya yang ditempelkan pada tubuh musuh atau mangsanya.
Arus listrik sekitar 1 ampere yang ditimbulkan akan membunuh mangsa tersebut. Hewan lain
tidak terganggu karena mereka tidak bersentuhan langsung dengan ekor dan kepala belut.

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 41

Listrik Statis Kelas IX semester 1

2. Echidnas

Hewan ini termasuk anggota dari ordo monotreme, hewan berduri yang memiliki moncong
memanjang, berfungsi baik sebagai mulut dan hidung. Moncong ini juga mengirim sinyal-
sinyal listrik yang membantu mereka menemukan serangga untuk dimakan.

3 Catfish Electric

Disebut juga lele air tawar, asli dari perairan tropis Afrika. Mampu menghasilkan listrik
sampai 350 volt (jumlah yang mampu menghidupkan komputer selama 45 menit). Organ
listrik mereka membentuk lapisan agar-agar di bawah kulit.

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 42

Listrik Statis Kelas IX semester 1

4. Hiu Kepala Martil

Seperti belut listrik, hewan ini juga mampu mengendalikan tegangan di setiap muatan listrik
dalam tubuhnya. Organ produksi listrik terletak di kedua sisi kepala dan bersama-sama
menghasilkan tegangan listrik sampai 220 volt. Hiu ini menjadi satu-satunya hiu yang
memiliki sensivitas listrik terbesar yang dapat mendeteksi sinyal dari setengah miliar vol
hewan lainnya dan memudahkanmnya mencari mangsa.

5. Electric Skate Fish

Intensitas shock bervariasi dari spesies ke spesies tapi pada umunya mereka diberkati dengan

daya tahan yang memungkinkan mereka untuk menahan goncangan cukup lama. Selain

digunakan untuk melawan predator, listrik yang mereka hasilkan juga menjadi cara untuk

mengenali dan berkomunikasi antara satu dengan yang lainnya.

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 43

Listrik Statis Kelas IX semester 1

6. Elephant Nose Fish (Ikan Belalai Gajah)

Hewan ini banyak ditemukan di negara Afrika Barat dan Afrika Tengah. Ikan berwarna gelap

ini lebih suka hidup di lumpur sungai atau perairan tenang serta genangan air yang

menyerupai kolam.

Organ tubuh yang menghasilkan medan listrik pada ikan ini terletak di bagian ekor yang

terdiri dari ribuan kotak atau electropax. Dalam keadaan istirahat, masing-masing electropax

memiliki muatan negatif di bagian dalam dan muatan positif di bagian luar.

7. Ikan Pari Electric

Hewan ini menghabiskan sebagian besar waktu mereka di dasar lau (air dingin) dan mampu
menggunakan kemampuan electrosense mereka untuk mengambil medan listrik lemah yang
dikeluarkan oleh udang, siput, dan kerang kegemaran mereka. Mulut mereka terletak di
bawah tubuh sehingga memudahkan dalam mencari makan. Masing-masing dikembangkan

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 44

Listrik Statis Kelas IX semester 1

dengan organ bilateral di sepanjang ekor yang menghasilkan sengatan listrik
intermiten. Intensitas shock bervariasi dari spesies ke spesies, tetapi umumnya mereka
diberkati dengan daya tahan, yang memungkinkan mereka untuk menahan goncangan cukup
lama. Meskipun mengandalkan diri mereka dengan listrik yang dihasilkan untuk melawan
predator, mereka juga menggunakannya sebagai cara untuk mengenali dan berkomunikasi
dengan satu sama lain. Jika kita bermain Monster shooter maka salah satu lawannya adalah
iken pari elektrik ini. Ikan pari elektrik adalah jenis ikan pari yang mampu mengendalikan
tegangan listrik yang ada pada tubuhnya. Kedua sisi kepala ikan pari elektrik mampu
menghasilkan listrik hingga sebesar 220 volt. Besar tegangan ini sama seperti besar tegangan
listrik yang ada di rumah yang sepertinya cukup untuk mematikan orang dewasa. Oleh karena
itu jika Agan berenang dan melihat ikan pari elektrik ini jauhi saja kecuali jika agan
mempunyai senjata seperti tokoh di moster shooter maka tembak saja.

8. Platipus

Selain bertelur, memiliki tagihan dan dilengkapi dengan duri berbisa, platipus yang sangat
unik juga bisa mendeteksi listrik. Seperti kerabat dekatnya echidna, platipus juga memiliki
electroreceptors di moncongnya yang membantu mendeteksi impuls listrik dari makanan
potensial. Kemampuan ini melayani platipus dengan baik, karena ia sering berburu di
perairan dalam dimana mangsa mungkin tidak mudah dilihat.

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 45

Listrik Statis Kelas IX semester 1

9. Lumba-lumba Guiana (Sotalia Guianensis)

Seekor lumba-lumba Guiana memiliki pori-pori khusus yang disebut crypt vibrissal. Folikel
rambut yang dimodifikasi ini memungkinkan lumba-lumba merasakan medan listrik. Ini tidak
terdengar sangat berguna sampai Anda menganggap bahwa semua hewan mangsa lumba-
lumba menghasilkan listrik dalam beberapa bentuk atau lainnya. Para peneliti yang
menemukan bakat listrik lumba-lumba telah berhipotesis bahwa mamalia laut lainnya
mungkin memiliki keterampilan serupa.
10. Ikan Black Ghost Knife

Ikan Black Ghost Knife (Apteronotus albifrons) mendiami habitat air tawar daerah tropis di
Amerika Selatan termasuk lembah Amazon. Ikan ini dinamai dengan warna hitamnya kecuali
dengan motif api putih di hidung dan dua cincin putih di ekornya. Ikan itu berskala-kurang
dan tumbuh mencapai panjang maksimal sekitar 50 cm. Ikan black ghost knife aktif saat
malam hari. Ini memiliki organ listrik dan elektro-reseptor yang didistribusikan ke seluruh
tubuh. Jadi, di antara sedikit hewan yang bisa menghasilkan dan merasakan listrik. Ikan
menggunakan kemampuan electrogenic dan electrosensing untuk menemukan larva serangga,

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 46

Listrik Statis Kelas IX semester 1

makanan utama. Ikan menghasilkan sinyal listrik yang disebut pembuangan organ listrik
(EOD's) menggunakan organ listrik. EOD diambil oleh reseptor electrosensing yang ada di
tubuh ikan. Ikan menggunakan sifat listrik ini untuk berkomunikasi satu sama lain dan juga
untuk elektrolokasi.

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 47

Listrik Statis Kelas IX semester 1

Daftar Pustaka

https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fidschool.net%2Fsmp%2F
bagian-fungsi-cara-kerjae-elektroskop-

http://digized.blogspot.com/2015/01/hewan-penghasil-listrik.html

Karim, Saeful., dkk. 2009. Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk
Kelas IX SMP/ MTs. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan
Nasional.

Kuswanti, Nur., dkk. 2008. Contextual Teaching and Learning Ilmu Pengetahuan
Alam SMP/MTs Kelas IX edisi 4. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen
Pendidikan Nasional.

Puspita, Diana., dkk. 2009. Alam Sekitar IPA Terpadu untuk SMP/ MTsKelas IX.
Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.

Wasis, dan Sugeng Yuli Irianto. 2008. Ilmu Pengetahuan ALam SMP dan MTs Kelas
IX. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.

Zubaidah, S., dkk. 2015. Buku Guru Ilmu Pengetahuan ALam untuk SMP/MTs Kelas
IX. Jakarta: Pusat Perbukuan Kementrian Pendidikan Nasional.

Zubaidah, S., dkk. 2015. Buku Siswa Ilmu Pengetahuan ALam untuk SMP/MTs
Kelas IX. Jakarta: Pusat Perbukuan Kementrian Pendidikan Nasional

HANDOUT LISTRIK STATIS UNTUK SMP / MTS KELAS IX 48