Yuk Kenal Lebih Bersahabat Lagi Dengan Muatan Listrik..

Pengantar

Ketika permukaan beling tidak digosok dengan kain, kripik yang berada di bawah beling nampaknya tenang-tenang saja. Tetapi dikala permukaan atas beling digosok dengan kain, kripik yang berada di bawah beling loncat-loncat kegirangan. Kripik bergerak mendekati permukaan kaca. Aneh ya… mengapa sanggup demikian ?

Untuk memperjelas masalah ini, alangkah baiknya jikalau dirimu melaksanakan percobaan gosok menggosok ;) terlebih dahulu. Sediakan 1 batang plastik (misalnya penggaris plastik), 1 batang beling dan 1 batang kain :mrgreen:   ada batang kain.. Maksudnya kain atau handuk. Lakukan percobaan menyerupai ditunjukkan pada video di atas atau di bawah…

Pada video di atas, dikala dua batang plastik yang digosok dengan kain didekatkan satu sama lain, tampak kedua batang plastik tersebut saling menolak atau saling menjahui. Sebaliknya dikala batang beling yang digosok dengan kain didekatkan dengan batang plastik yang digosok dengan kain, tampak keduanya saling tarik menarik atau saling mendekati. Fenomena menyerupai ini sudah diamati oleh orang yunani kuno. Bedanya orang yunani kuno pada waktu itu mengamati kecacatan ini memakai amber (Amber berasal dari getah pohon Pinus yang sudah membatu, bercampur dengan serangga, bulu-bulu hewan dan daun yang terperangkap di dalam getah tersebut). Ketika amber digosok dengan wol, amber tersebut sanggup menarik daun-daun kecil atau abu. Apakah harus digosok dengan kain ? tidak selamanya.. anda sanggup juga sanggup menggosokan sisir pada rambut kering. Setelah digosok pada rambut kering, sisir sanggup menarik potongan-potongan kertas… masih banyak pola lain. Anda sanggup menunjukan melalui ekperimen.

 Muatan listrik

Setelah digosok dengan kain, beling sanggup menarik kripik. Setelah digosok pada rambut kering, sisir sanggup menarik potongan-potongan kertas. Setelah digosokkan dengan kain, dua batang plastik yang didekatkan satu sama lain, saling bergerak menjahui atau tolak menolak. Sebaliknya batang plastik dan batang beling yang didekatkan satu sama lain bergerak mendekati atau saling menarik… Bagaimana menjelaskan hal ini ?

Sebelum adanya teori atom atau kajian mengenai struktur materi, para ilmuwan menyampaikan bahwa beling atau plastik atau amber atau sisir atau benda apapun yang menawarkan tanda-tanda yang sama dikatakan “bermuatan” akhir adanya proses penggosokan. Setelah mengalami proses penggosokan, benda menyerupai sisir atau plastik atau beling tampaknya “memuati” sesuatu sehingga sanggup bertingkah ajaib ;) Kalau tidak digosok, sisir atau plastik atau beling tampak bisa-biasa saja. Nah, orang yunani kuno lebih dahulu mengamati tanda-tanda ini pada amber dan menurut eksperimen, tanda-tanda yang ditunjukkan oleh plastik atau beling juga menyerupai mirip yang dialami oleh amber, maka para ilmuwan menamakannya “muatan listrik”. Kata listrik (electric) di sini berasal dari kata yunani elektron, yang berarti amber. Dinamakan sesuai nama benda yang menawarkan gejalanya. Kaprikornus adanya proses penggosokan menimbulkan benda menyerupai beling atau plastik atau amber mempunyai “muatan listrik” total.

 Jenis muatan listrik

Apakah muatan listrik yang dimiliki beling dan plastik sama ? menurut percobaan di atas, dikala dua batang plastik yang bermuatan didekati satu sama lain, keduanya saling menolak atau saling menjahui. Demikian juga dikala dua batang beling yang bermuatan didekatkan satu sama lain, keduanya juga saling menolak atau saling menjahui. Sebaliknya dikala batang beling yang bermuatan didekatkan dengan batang plastik yang bermuatan, keduanya saling tarik menarik atau saling mendekati.

Karena jenis bendanya sama, yakni plastik, maka kita sanggup menyimpulkan bahwa jenis muatan listrik pada kedua batang plastik niscaya sama. Demikian juga lantaran bendanya sama, yakni kaca, maka kita sanggup menyimpulkan bahwa jenis muatan listrik pada kedua batang beling niscaya sama. Dalam hal ini, ada dua jenis muatan yang berbeda, yakni muatan listrik menyerupai pada plastik yang digosok dan muatan listrik menyerupai pada beling yang digosok.

Dua batang beling yang didekatkan, saling menjahui atau tolak menolak, demikian juga dua batang plastik yang didekatkan, saling menjahui atau tolak menolak, maka sanggup disimpulkan bahwa muatan yang sejenis tolak menolak. Sebaliknya batang beling dan plastik yang didekatkan saling tarik menarik atau bergerak mendekati satu sama lain maka sanggup disimpulkan bahwa muatan yang tak sejenis saling tarik menarik.

Apakah benar hanya ada dua jenis muatan listrik ? mungkinkah ada jenis muatan listrik lain ? untuk mengetahui hal ini, tentu harus dilakukan eksperimen. Dirimu sanggup melaksanakan aneka macam eksperimen untuk mengetahui hal ini. Sesuai dengan eksperimen yang dilakukan para ilmuwan, diketahui bahwa hanya ada dua jenis muatan listrik, yakni muatan listrik menyerupai pada beling yang digosok dan muatan listrik menyerupai pada plastik yang digosok. Mengapa hanya ada dua jenis muatan listrik ?

Seorang negarawan, filsuf dan ilmuwan Amerika serikat, yakni Benjamin Franklin (1706 – 1790) mengemukakan sebuah model untuk menjelaskan hal ini. Menurutnya, secara normal setiap benda mempunyai sejumlah muatan listrik. Apabila sebuah benda digosokkan dengan benda lainnya maka akan terjadi perpindahan muatan listrik dari satu benda ke benda lainnya. Karena adanya perpindahan muatan listrik maka salah satu benda menjadi kelebihan muatan listrik, sedangkan benda lainnya menjadi kekurangan muatan listrik dalam jumlah yang sama. Om Franklin menggambarkan muatan listrik yang dihasilkan pada proses penggosokan dengan tanda aktual dan tanda negatif. Dia menentukan muatan listrik menyerupai pada beling yang digosok dengan kain sebagai muatan positif. Kaprikornus dikala beling digosok dengan kain, beling mendapatkan muatan aktual sedangkan kain mendapatkan muatan negatif, dalam jumlah yang sama. Jenis muatan pada beling berbeda dengan jenis muatan pada plastik;  lantaran muatan pada beling bertanda aktual maka muatan pada plastik bertanda negatif. Kaprikornus dikala plastik digosok dengan kain, plastik mendapatkan muatan negatif sedangkan kain mendapatkan muatan aktual dalam jumlah yang sama.

Muatan listrik dan Struktur materi

Pemahaman mengenai muatan listrik disempurnakan sesudah munculnya kajian mengenai struktur materi. Setiap bahan di alam semesta tersusun dari atom-atom yang bersifat netral secara kelistrikan (tidak ada muatan listrik total). Setiap atom tersusun dari tiga partikel, yakni proton yang bermuatan positif, neutron yang bermuatan netral dan elektron yang bermuatan negatif. Setiap atom mempunyai suatu inti kecil yang padat, yang tersusun dari proton dan neutron. Bayangkan saja jikalau diameter atom beberapa kilometer maka ukuran inti atom kira-kira menyerupai bola pimpong. Inti atom yang netral dikelilingi oleh elektron yang jumlahnya sama dengan jumlah proton.

Muatan proton dan elektron sama besar dan berlawanan tanda. Dalam atom netral, jumlah muatan proton dan elektron sama dengan nol. Banyaknya proton atau elektron dalam sebuah atom netral suatu unsur dinamakan nomor atom (Z) dari unsur tersebut. Apabila satu atau lebih elektron dalam sebuah atom dihilangkan (maksudnya dipindahkan ke atom lain) maka atom tersebut dinamakan ion positif. Sebaliknya jikalau sebuah atom mendapatkan perhiasan satu atau lebih elektron maka atom tersebut dinamakan ion negatif. Proses di mana suatu atom menerima perhiasan elektron atau kehilangan elektron dinamakan ionisasi. Sekian dulu ulasan mengenai atom…

Apabila jumlah proton dalam suatu benda, contohnya beling atau plastik atau sisir, sama dengan jumlah elektron dalam benda tersebut, maka benda tersebut bersifat netral secara kelistrikan. Untuk menciptakan sebuah benda menjadi bermuatan negatif, maka kita sanggup menambahkan sejumlah elektron pada benda tersebut. Sebaliknya untuk menciptakan sebuah benda bermuatan aktual maka kita sanggup menghilangkan sejumlah elektron dari benda tersebut. Mengapa kita menambahkan atau menghilangkan elektron, bukan proton ? Hal ini disebabkan lantaran elektron lebih gampang berpindah-pindah. Dalam pembahasan sebelumnya sudah dijelaskan bahwa proton berada dalam inti atom, sebaliknya elektron berada di luar inti atom. Karena berada di luar maka elektron lebih gampang berpindah-pindah atau dipindahkan.

Sekarang kita kembali ke pembahasan awal. Dalam ulasan sebelumnya dijelaskan bahwa dikala beling digosokkan dengan kain, beling menjadi bermuatan aktual sedangkan kain menjadi bermuatan negatif. Perhatikan bahwa pada mulanya beling atau kain bersifat netral secara kelistrikan. Ini berarti jumlah proton dan elektron dalam beling sama besar. Demikian juga jumlah proton dan elektron dalam kain sama besar. Nah, sesudah beling digosokkan dengan kain, beling menjadi bermuatan aktual sedangkan kain menjadi bermuatan negatif. Ini sanggup diartikan bahwa dikala beling digosokkan dengan kain, sejumlah elektron pada beling berpindah menuju kain. Karena beling kehilangan sejumlah elektron maka beling menjadi bermuatan positif. Dalam hal ini, muatan listrik total pada beling ialah positif. Sebaliknya kain mendapatkan perhiasan elektron sehingga kain menjadi bermuatan negatif. Dalam hal ini, muatan listrik total pada kain ialah negatif.

Sebelumnya dijelaskan juga bahwa dikala plastik digosokkan dengan kain, plastik menjadi bermuatan negatif, sedangkan kain menjadi bermuatan positif. Pada mulanya plastik dan kain bersifat netral secara kelistrikan. Artinya jumlah proton dan elektron pada plastik sama besar. Demikian juga jumlah proton dan elektron pada kain sama besar. Setelah plastik digosokkan dengan kain, plastik menjadi bermuatan negatif sedangkan kain menjadi bermuatan positif. Hal ini sanggup diartikan bahwa dikala plastik digosokkan dengan kain, sejumlah elektron pada kain berpindah menuju plastik. Karena plastik menerima perhiasan sejumlah elektron maka plastik menjadi bermuatan negatif. Dalam hal ini, muatan listrik total pada plastik ialah negatif. Sebaliknya kain kehilangan sejumlah elektron sehingga kain mejadi bermuatan positif. Dalam hal ini, muatan listrik total pada kain ialah positif.

 Kekekalan muatan listrik

Ketika benda saling bergesekkan, elektron berpindah dari satu benda ke benda yang lain. Akibatnya benda yang mendapatkan sejumlah elektron menjadi bermuatan negatif (muatan listrik totalnya negatif) sedangkan benda yang kehilangan sejumlah elektron menjadi bermuatan aktual (muatan listrik totalnya positif). Perhatikan bahwa pada mulanya benda-benda ini bersifat netral secara kelistrikan (muatan listrik total = 0). Setelah bergesekkan, salah satu benda menerima muatan aktual sedangkan benda yang lain menerima muatan negatif. Walaupun tandanya berbeda tetapi jumlah muatan listrik total yang dimiliki masing-masing benda tersebut sama. Tahu dari mana kalau jumlah muatan listrik total yang dimiliki masing-masing benda sama ? lantaran jumlah elektron yang berpindah sama.

Dalam proses ini muatan tidak diciptakan, dalam arti muatan tidak muncul dari ketiadaan. Muatan sudah dimiliki oleh masing-masing benda tersebut, yang pada mulanya netral secara kelistrikan (muatan listrik totalnya nol). Walaupun sesudah bergesekkan, salah satu benda menjadi bermuatan aktual sedangkan benda yang lain menjadi bermuatan negatif, tetapi lantaran jumlah muatannya sama, sedangkan tandanya berbeda, maka jikalau dijumlahkan kesudahannya nol. Muatan listrik tidak diciptakan, muatan listrik hanya mengalami perpindahan. Dalam hal ini, muatan listrik selalu kekal. Ini dikenal dengan julukan Hukum kekekalan muatan listrik. Btw, bedakan antara muatan listrik dengan muatan listrik total.

Bagaimana...sudah ada pencerahan? katakan mulai dari kini FISIKA HARUS ASYIK, maka ajaib seketika itu juga FISIKA MEMANG ASYIK :) Semoga bermanfaat dan tetap semangat. BRAVO!!!
Sumber http://fisikamantabb.blogspot.com

Share this post