Buku Fisika

BAHAN AJAR

KONSEP LISTRIK STATIS

Dalam fisika, ilmu tentang listrik dibagi dua yaitu listrik statis
(electrostatic) dan listrik dinamis (electrodynamic). Listrik statis adalah ilmu
yang mempelajari pengumpulan muatan listrik pada suatu benda.
Sedangkan listrik dinamis adalah ilmu yang mempelajari aliran muatan
listrik.

Menurut teori atom,

- Benda/zat terdiri dari atom-atom.

- Setiap atom terdiri dari inti yang dikelilingi

oleh satu atau lebih elektron.

- Inti atom tersusun dari proton yang

bermuatan positif dan netron yang tidak Gambar 1

bermuatan listrik. Bagian-bagian sebuah atom

- Partikel-partikel penyusun inti atom disebut nukleon. Inti atom

bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif.

- Elektron beredar mengelilingi inti atom.

- Pada atom netral, jumlah muatan positif (proton) sama dengan jumlah

muatan negatif (elektron).

- Elektron dapat berpindah meninggalkan atomnya sehingga atom

tersebut bermuatan positif. Sebuah atom juga dapat menangkap

elektron dari atom lain sehingga bermuatan negatif.

- Pada sebuah penghantar elektron mudah berpindah dari satu atom ke

atom lain. Sedangkan pada sebuah isolator sukar berpindah dari satu

atom ke atom lain.

- Benda dapat bermuatan listrik disebabkan adanya perpindahan

elektron dari satu benda ke benda lainnya.

A. Benda Bermuatan Listrik

Dilihat dari jumlah proton dan electron, benda bermuatan listrik
dapat dibagi menjadi 3 jenis,

1. Benda netral, bila jumlah proton sama dengan jumlah electron p = e
2. Benda bermuatan positif, bila jumlah proton lebih besar daripada

jumlah elektron (p > e).
3. Benda bermuatan negatif, bila jumlah proton lebih sedikit daripada

jumlah proton (p < e).

Setiap atom dapat tetap menjadi netral, bermuatan positif, atau
bermuatan negatif karena ada gaya inti antara pertikel penyusunnya.
Gaya inti adalah gaya tarik menarik antara inti atom dengan elektron.
Dengan adanya gaya inti ini, proton tidak dapat terlepas dari inti atom,
dan elektron tetap beredar mengelilingi inti atomnya. Akan tetapi, pada
keadaan tertentu elektron dapat berpindah dari atom ke atom lain.
Berpindahnya elektron ini dapat terjadi bila sebuah benda diberi
muatan listrik.

B. Cara Membuat Benda Bermuatan Listrik

Salah satu cara agar benda dapat bermuatan listrik adalah dengan
digosokan dan induksi. Cara menggosok sebagai contoh:
- Penggaris plastik dapat dimuati listrik bila digosok –gosok dengan
rambut kering atau kain wol. Elektron dapat berpindah dari rambut
kering ke plastik sehingga sisir bermuatan negatif dan kain wol kering
bermuatan positif.
- Batang kaca dapat dimuati listrik bila digosok dengan kain sutera.
Elektron akan berpindah dari kaca ke kain sutera. Akibatnya kaca
bermuatan positif dan kain sutera bermuatan negatif.
Semakin lama menggosok, jumlah potongan tisu yang menempel pada
sisir plastikpun akan semakin banyak

Mendapatkan benda bermuatan listrik secara induksi, sebagai
contoh:

- Sebuah balon yang sudah diberi muatan

negatif (balon 1) didekatkan pada balon 2

yang netral (gambar 2). Akibatnya balon 2

mengalami pemisahan muatan walaupun

secara keseluruhan balon 2 tetap netral. Gambar 2

- Pada sisi luar balon 2 bermuatan positif dan sisi dalamnya bermuatan

negatif. Keadaan ini menyebabkan kedua balon (1 dan 2) saling

menarik. Peristiwa ini disebut peristiwa induksi listrik.

Dengan demikian, induksi listrik adalah pemberian muatan listrik pada

benda netral oleh benda lain yang bermuatan. Hukum Kekekalan
Muatan Listrik:

“Dalam sebuah sistem yang terisolasi, jumlah total muatan listrik yang
ada pada setiap saat tidak mengalami perubahan (tetap).”

C. Interaksi Antar Muatan Listrik

Sifat interaksi antara 2 muatan listrik adalah,

- Muatan listrik yang sejenis akan tolak menolak

- Muatan listrik yang tidak sejenis akan tarik menarik

Benda bermuatan listrik Jenis muatan listrik Interaksi yang terjadi
- dan - Tolak menolak
Sisir – sisir plastik - dan - Tolak menolak
Ebonit – sisir plastik + dan - Tarik menarik
Kaca – sisir plastik + dan - Tarik menarik
Kaca – ebonit

D. Elektroskop

Fungsi elektroskop untuk mengetahui (mendeteksi) adanya muatan
listrik pada sebuah benda dan jenis muatan listriknya.

Gambar 3 Gambar 4
Elektroskop Elektroskop diberi

muatan positif

Prinsip kerja elektroskop:

- Jika elektroskop tidak bermuatan listrik, daun-daunnya dalam keadaan
tertutup. Tapi bila elektroskop disentuhkan pada benda bermuatan
listrik maka daun-daunnya akan terbuka

- Makin banyak muatan listrik yang disentuhkan makin besar daun-daun
elektroskop terbuka.

Misal: elektroskop diberi muatan negatif, maka ada 2 kemungkinan:

a. Bila disentuhkan benda bermuatan negatif, pada daun elektroskop
kelebihan elektron (muatan sejenis) sehingga kedua daun saling tolak
menolak dan akan terbuka lebar (gambar 4a).

b. Bila disentuhkan benda bermuatan positif, pada daun elektroskop
kekurangan elektron (muatan tak sejenis ) sehingga kedua daun saling
menarik dan akan tertutup (gambar 4b).

Begitu sebaliknya bila elektroskop diberi muatan positif.

Petir dan Penangkal Petir

Petir adalah gejala kelistrikan alam yang disebabkan adanya perbedaan
jumlah elektron antara dua tempat yang berbeda. Petir terjadi bila ada
perpindahan elektron diantara kedua tempat tersebut. Dari satu awan ke
awan lain.

DAFTAR PUSTAKA

Halliday dan Resnick, 1978, Physics Ed. 3, New York, John Wiley &
Sons

Kane and Sternhein, 1984, Physics Ed. 3, New York, John Wiley & Sons

Besari Ismail, 1987, Kamus Fisika, Bandung, Pionir Jaya

Morris, Noel M., 1987, Dasar-Dasar Listrik dan Elektronika, Jakarta, Elex
Media Komputindo

Soetrisno, 1986, Elektronika Teori dan Penerapannya Jilid 1, Bandung,
ITB

Didi Teguh Candra, 2002, Kumpulan Makalah, Lokakarya Pembelajaran
MIPA KBK, SLTP – Fisika, FMIPA UPI

Euwe Van den Berg, 1991, Miskonsepsi Fisika dan Remediasi,
Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga

Depdiknas, 2003, Fisika LKS Kelas 3 SMP, Dirjen Pendidikan Dasar dan
Menengah Direktorat Pendidikan Lanjutan Pertama

Marthen Kanginan, 2003, Fisika Kelas 3 SMP, Jakarta, Erlangga

https://www.youtube.com/watch?v=zomzsUlnOKs
https://www.youtube.com/watch?v=4J4EJQVy6U8
https://youtu.be/ViZNgU-Yt-Y
https://youtu.be/6pJY0tEavYM
https://youtu.be/OSihztucumc
https://youtu.be/x-cb3C6ZyII
https://quizizz.com/admin/quiz/5ec53a0bea6a34001b6bd8f6