Pengetahuan Listrik

Fenomena Elektrostatis

Muatan listrik adalah salah satu sifat dasar dari partikel elementer tertentu.
Terdapat dua jenis muatan, muatan positif dan muatan negatif. Muatan positif
pada bahan dibawa oleh proton, sedangkan muatan negatif oleh elektron.
Muatan yang bertanda sama saling tolak-menolak, muatan dengan tanda
berbeda saling tarik-menarik Satuan muatan ”Coulomb (C)”,
muatan proton adalah +1,6 x 10–19 C, sedangkan muatan elektron –1,6 × 10–
19 C. Prinsip kekekalan menjadikan muatan selalu konstan. Bila suatu benda
diubah menjadi energi, sejumlah muatan positif dan negatif yang sama akan
hilang.Sebatang plastik digosokkan pada kain beberapa saat. Dekatkan batang
plastik pada potongan kertas kecil. Yang terjadi potongan kertas kecil akan
menempel ke batang plastik Kejadian di atas menunjukkan
fenomena muatan elektrostatis, di mana batang plastik bermuatan positif,
menarik potongan kertas yang bermuatan negatif. Dua benda yang
muatannya berbeda akan saling tarik- menarik satu dengan lainnya. Batang
plastik digantung bebas dengan benang, batang plastik lainnya digosokkan
dengan bulu binatang dan dekatkan ke batang plastik tergantung
Yang terjadi kedua batang benda saling tolak-menolak. Artinya kedua batang
plastik memiliki muatan yang sama dan saling tolak-menolak. Batang plastik
digantung bebas dengan benang. Batang kaca digosokkan dengan kain sutra
dan dekatkan ke batang plastik tergantung Yang terjadi kedua
batang benda saling tarik-menarik. Artinya batang plastik dan batang gelas
memiliki muatan yang berbeda dan saling tarik- menarik.


Gambar 1.1 Sifat muatan listrik


Gambar 1.2 Fenomena elektrostatis


Gambar 1.3 Batang plastik yang bermuatan
sama saling tolak menolak

Gambar 1.4 Batang kaca dan batang plastik
yang berbeda muatannya saling tarik menarik

Persamaan muatan listrik:Persamaan muatan listrik:
Q = n·e
Q = Muatan listrik (Coulomb)
n = Jumlah elektron
e = Muatan elektro –1,6 × 10–19 C
Contoh: Muatan listrik –1 C, hitung jumlah elektron di dalamnya
Jawaban:



Satu Coulomb adalah total muatan yang mengandung 6,25 × 1018 elektron
Fenomena elektrostatis ada di sekitar kita, muatan listrik memiliki muatan
positip dan muatan negatif. Muatan positip dibawa oleh proton, dan muatan
negatif dibawa oleh elektron. Satuan muatan ”Coulomb (C)”, muatan
proton +1,6 × 10–19 C, sedangkan muatan elektron –1,6 × 10–19 C.
Muatan yang bertanda sama saling tolak-menolak, muatan bertanda
berbeda saling tarik-menarik.

Generator Elektrostatis Van de Graf
Robert J Van de Graff menciptakan alat generator elektrostatis Gambar 1.5.
Prinsip kerjanya ada dua roda poly yang dipasang sebuah sabuk nonkonduktor.
Roda poly atas diberikan selubung yang bisa menghasilkan muatan
positif. Roda poly diputar searah jarum jam sehingga sabuk bergerak. Sabuk
akan menyentuh konduktor runcing, muatan elektrostatis positif akan berkumpul
di bola bulat bagian kiri. Logam bulat bermuatan positif dan selubung yang
bermuatan negatif akan muncul garis medan elektrostatis.

Tegangan Listrik
Tegangan atau beda potensial antara dua titik, adalah usaha yang dibutuhkan
untuk membawa muatan satu coulomb dari satu titik ke titik lainnya.
1. Dua bola yang bermuatan positif dan bermuatan negatif, karena
muatan keduanya sangat lemah di mana beda potensial antara keduanya
mendekati nol, maka kedua bola tidak terjadi interaksi, kedua bola hanya
diam saja Gambar1.6a.

2. Dua buah bola yang masing-masing bermuatan positif dan negatif. Dengan
muatan berbeda kedua bola akan saling tarik-menarik. Untuk memisahkan
kedua bola, diperlukan usaha F1 Gambar 1.6b.

3. Kejadian dua buah bola bermuatan positif dan negatif, dipisahkan jaraknya
dua kali jarak pada contoh 2), untuk itu diperlukan usaha F2 sebesar 2.F1
Gambar 1.6c.
4. Ada empat bola, satu bola bermuatan positif dan satu bola bermuatan
negatif, dua bola lainnya tidak bermuatan. Jika dipisahkan seperti contoh
3), diperlukan usaha F2 sebesar 2.F1 Gambar 1.6d.

Sumber-Sumber Tegangan
Sumber tegangan yang sering dipakai sehari-hari seperti stop
kontak PLN(220V) adaptor (0–12V), accumulator (6V, 12V).
Sebuah adaptor menurunkan tegangan AC 220V dengan
transformator stepdown, kemudian tegangan AC disearahkan
dengan dioda dan hasilnya listrik DC dengan tegangan yang
berbeda-beda. Sebuah adaptor menyediakan tegangan DC dari
3V, 6V,9V, dan 12V Gambar 1.7.

Gambar 1.7 Sumber tegangan DC Power suply

Secara garis besar ada lima jenis sumber tegangan yang dipakai.


Prinsip Elektromagnet

Belitan kawat yang didalamnya terdapat
magnet permanen, magnet digerakkan keluar
masuk, di ujung belitan timbul tegangan listrik.
Dipakai prinsip generator listrik


Prinsip Elektrokimia


Dua elektrode bahan pelat tembaga kutub +
dan pelat seng kutub –. Direndam dalam
elektrolit asam sulfurik. Di antara kedua ujung
kutub terjadi beda tegangan. Dipakai sebagai
akumulator, baterai kering.

Prinsip Thermo-elemen

Dua logam berbeda panas jenisnya,
dipanaskan pada titik sambungan logamnya.
Di ujung lainnya akan timbul tegangan listrik.

Prinsip Foto-elemen


Bahan semikonduktor bila terkena cahaya,
maka di kedua terminal yang berbeda timbul
tegangan listrik. Dipakai sebagai sel surya

Prinsip Piezo-Kristal

Bahan piezo-kristal yang diapit bahan
aluminium. Piezo diberikan tekanan pada
ujung berbeda timbul tegangan listrik.