Pengetahuan tentang listrik bermula dari pengamatan yang di lakukan Thales dari Miletus(Yunani Kuno) pada tahun 600 SM, ketika ia mengemukakan fakta bahwa sepotong batu ambar yang digosok dengan wol dapat menarik potongan-potongan jerami. Efek yang dialami batu ambar tersebut kini dikenal sebagai gejala listrik statis. Gejala listrik statis juga dapat kita amati saat penggaris plastik yang di gosok dengan tissue dapat menarik serpihan kertas. Kita mengatakan bahwa batu ambar dan plastik tadi telah bermuatan listrik. Batu ambar menjadi bermuatan listrik setelah digosok dengan wol dan penggaris plastik menjadi bermuatan listrik setelah digosok dengan tissue. Gejala listrik statis pada suatu benda akibat gosokan/gesekan dengan benda lain tersebut dikenal dengan istilah triboelektrisitas.
Dalam setiap proses, muatan tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, muatan hanya dapat dipindahkan dari satu benda ke benda lain. Keberadaan muatan bersifat kekal. Benjamin Franklin, seorang Ilmuwan fisika berpendapat bahwa ketika sejumlah muatan muncul pada sebuah benda, pada benda (tempat) lain akan muncul jenis muatan yang berlawanan dengan jumlah yang sama. Saat kita menggosok batang plastik menggunakan tissue yang semula keduanya tidak bermuatan, batang plastik menjadi bermuatan negatif dan tissue menjadi bermuatan positif. Dalam hal ini tissue kehilangan muatan negatif sebanyak muatan negatif yang diperoleh batang plastik. Pemahaman ini sesuai dengan hukum kekekalan muatan yang menyatakan bahwa “jumlah aljabar muatan listrik yang dihasilkan dalam setiap proses sama dengan nol”.
Dalam setiap proses, muatan tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, muatan hanya dapat dipindahkan dari satu benda ke benda lain. Keberadaan muatan bersifat kekal. Benjamin Franklin, seorang Ilmuwan fisika berpendapat bahwa ketika sejumlah muatan muncul pada sebuah benda, pada benda (tempat) lain akan muncul jenis muatan yang berlawanan dengan jumlah yang sama. Saat kita menggosok batang plastik menggunakan tissue yang semula keduanya tidak bermuatan, batang plastik menjadi bermuatan negatif dan tissue menjadi bermuatan positif. Dalam hal ini tissue kehilangan muatan negatif sebanyak muatan negatif yang diperoleh batang plastik. Pemahaman ini sesuai dengan hukum kekekalan muatan yang menyatakan bahwa “jumlah aljabar muatan listrik yang dihasilkan dalam setiap proses sama dengan nol”.
1. Muatan Listrik dalam Struktur Atom
Seperti halnya massa, muatan listrik merupakan satu elemen sifat dasar pembentuk materi. Interaksi yang dominan dalam penentuan struktur serta sifat atom dan molekul adalah interaksi listrik antarpartikel bermuatan. Struktur atom di lukiskan sebagai gabungan tiga partikel ; elektron(bermuatan negatif), proton(bermuatan positif), dan neutron(netral).
Besar muatan elektron sama dengan besar muatan proton. Muatan elektron adalah –e, sedangkan muatan proton adalah +e, dengan e adalah muatan elementer. Muatan listrik total dalam suatu benda merupakan kelipatan bulat dari e. hal ini dikenal sebagai prinsip “kuantisasi muatan”. Jadi, muatan listrik total (Q) dalam suatu benda selalu dapat ditulis dalam bentuk Q = ±Ne, N merupaan bilangan bulat. Tak ada benda yang bermuatan lebih kecil daripada muatan elementer e. fakta kuantisasi muatan ini telah dibuktikan oleh Robert Andrew Milikan dengan eksperimen tetes minyak.
Jumlah proton maupun elektron dalam atom netral disebut nomor atom unsur itu. Dalam atom netral, jumlah proton sama dengan jumlah elektron. Atom yang jumlah elektronnya lebih banyak daripada jumlah protonnya dikatakan bermuatan negatif dan disebut ion negatif. Sebaliknya,atom yang jumlah protonnya lebih banyak daripada jumlah elektronnya dikatakan bermuatan positif dan disebut ion positif. Sebuah atom dapat menjadi ion negatif maupun positif dengan memperoleh (menangkap) ataupun melepaskan elektronnya. Peristiwa perolehan atau kehilangan elektron ini disebut ionisasi.
2. Konduktor dan Isolator listrik
Andaikan terdapat dua bola logam, salah satunya bermuatan, sedangkan yang lain netral (gambar (a)). Jika kita letakkan benda yang terbuat dari logam (misalnya paku besi) menyentuh kedua bola logam tersebut, bola yang semula netral akan menjadi bermuatan (gambar (b)). Jika kita tidak menggunakan paku besi melainkan menggunakan kayu (gambar (c)), bola logam yang semula netral tetap akan netral.
Materi yang berperilaku seperti paku besi disebut konduktor, sedangkan yang berperilaku seperti kayu disebut isolator(insulator). Jadi, konduktor adalah benda yang mudah di lalui muatan listrik, sedangkan isolator adalah benda yang sangat sukar dilalui muatan listrik.
Bahan logam umumnya merupakan konduktor, sedangkan bahan nonlogam biasanya merupakan isolator. Dari sudut pandang atomik, elektron-elektron pada isolator terikat kuat dengan inti atom. Pada konduktor, terdapat beberapa elektron yang ikatannya longgar sehingga dapat bergerak bebas. Elektron-elektron yang bergerak bebas ini dinamakan elektron bebas.
3. Muatan Induksi
Andaikan sebuah logam bermuatan positif didekatkan pada batang logam netral. Meskipun tidak meninggalkan batang logam, elektron pada logam netral akan bergerak (masih di dalam logam) mendekati muatan positif. Batang logam tetap netral, hanya terjadi pemisahan muatan di kedua ujungnya. Dalam hal ini terjadi pemberian muatan secara induksi. Jika logam ini dipotong menjadi 2 bagian, akan didapatkan dua logam bermuatan, satu bermuatan positif dan yang lain bermuatan negatif.
Share ke :
0 comments:
Posting Komentar