Ringkasan Materi Listrik Statis Kelas 12 SMA dan Penjelasannya
Ringkasan Materi Listrik Statis Kelas 12 SMA dan Penjelasannya – Apakah kamu penasaran tentang materi listrik statis? Jika iya, maka kamu berkunjung di artikel yang tepat.
Listrik statis adalah salah satu materi kelas 12 yang seringnya dianggap sulit. Padahal tidak begitu, lho.
Yuk, coba belajar dulu menggunakan materi listrik statis kelas 12 yang telah Mamikos siapkan untuk kamu!
Pengertian Listrik Statis
Daftar Isi
Daftar Isi
- Pengertian Listrik Statis
- Contoh Percobaan Untuk Materi Listrik Statis Kelas 12
- Contoh Gejala Listrik Statis di Dalam Kehidupan
- Manfaat Listrik Statis di Dalam Kehidupan
- Cara Membuat Listrik Statis
- Muatan Listrik
- Rumus Listrik Statis
- Medan Listrik
- Potensial Listrik
- Energi Potensial Listrik
- Kapasitor
- Penutup
Menurut penjelasan dari britannica.com dalam materi listrik statis kelas 12, listrik statis merujuk pada sebuah fenomena yang terjadi ketika partikel bermuatan dialihkan dari satu benda ke benda lain.
Proses perpindahan muatan ini terjadi akibat gesekan antara dua benda yang menyebabkan transfer elektron.
Sebagai contoh untuk materi listrik statis kelas 12, debu yang terangkat bersama udara ketika bergesekan dengan layar TV merupakan hasil dari gesekan tersebut yang mengakibatkan perpindahan muatan elektron.
Saat terjadi perpindahan muatan, kedua benda dapat memiliki kelebihan elektron yang menyebabkannya bermuatan negatif, atau kekurangan elektron sehingga bermuatan positif.
Akibat perbedaan muatan ini, kedua benda menjadi saling tarik-menarik.
Sementara itu, listrik dinamis memiliki perbedaan dengan listrik statis dalam hal geraknya.
Listrik dinamis dapat mengalir atau bergerak, sementara listrik statis cenderung diam atau tidak bergerak.
Dengan kata lain, listrik dinamis menunjukkan adanya aliran muatan yang bergerak dari satu titik ke titik lainnya, sedangkan listrik statis menunjukkan akumulasi muatan tetap pada suatu objek.
Contoh Percobaan Untuk Materi Listrik Statis Kelas 12
Mari kita lakukan sebuah eksperimen untuk membuktikan materi listrik statis kelas 12.
Ambil penggaris plastik dan gosokkan ke rambut. Ketika penggaris plastik digosokkan ke rambut, terjadi perpindahan elektron dari rambut ke penggaris.
Akibatnya, penggaris plastik menjadi bermuatan listrik. Namun, muatan listrik ini tidak akan mengalir dan tetap terkumpul pada penggaris, sehingga fenomena ini disebut sebagai listrik statis.
Sekarang, dekatkan penggaris tersebut ke potongan-potongan kertas kecil. Apa yang terjadi?
Ya, potongan kertas akan tertarik dan menempel pada penggaris plastik karena terjadi perpindahan muatan listrik antara kedua benda tersebut.
Namun, perlu diingat bahwa kondisi ini hanya bersifat sementara. Setelah muatan listrik pada penggaris plastik dan potongan kertas itu menjadi seimbang atau sama, maka kedua benda tersebut akan saling tolak-menolak.
Akibatnya, potongan kertas akan terlepas dari penggaris. Sedangkan kalau listrik dinamis, bagaimana?
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, dalam listrik dinamis, terjadi aliran muatan listrik.
Sebagai contoh, saat menekan saklar ke posisi ON, terjadi aliran listrik yang mengalir, menyebabkan lampu menyala.
Namun, ketika menekan saklar ke posisi OFF, aliran listrik terputus sehingga lampu mati karena tidak ada aliran listrik yang mengalir ke dalamnya.
Contoh Gejala Listrik Statis di Dalam Kehidupan
Dalam materi listrik statis kelas 12, kamu juga harus memahami beberapa contoh gejala listrik statis dalam kehidupan sehari-hari. Berikut ini adalah beberapa di antaranya.
Petir
Seperti yang telah disinggung sebelumnya, salah satu contoh kehadiran listrik statis dalam kehidupan sehari-hari adalah fenomena petir.
Nah, bagaimana sebenarnya keterkaitan antara listrik statis dengan petir? Jadi, petir terjadi karena perpindahan elektron.
Ketika langit memiliki kelebihan elektron, petir muncul dan bergerak menuju daerah yang memiliki kekurangan elektron.
Untuk menyalurkan kelebihan elektron tersebut, petir mencari objek terdekat dengan awan.
Oleh karena itu, petir cenderung menyambar pada benda-benda yang tinggi. Dapat dikatakan bahwa petir merupakan salah satu contoh bahaya yang disebabkan oleh listrik statis.
Debu pada Layar Televisi
Sekarang, perhatikanlah televisi yang berada di rumah. Pasti akan terlihat banyak debu yang menempel di sana.
Seperti yang telah disinggung sebelumnya, fenomena debu yang menempel pada layar TV adalah salah satu contoh dari listrik statis.
Jadi, debu tersebut dapat menempel pada layar TV karena ditarik oleh muatan elektron yang ada pada layar TV.
Hal ini serupa dengan fenomena di mana penggaris plastik yang bermuatan negatif dapat menarik potongan kertas.
Manfaat Listrik Statis di Dalam Kehidupan
Agar lebih lengkap mempelajari materi listrik statis kelas 12, kamu juga harus tahu beberapa manfaat listrik statis dalam kehidupan. Berikut ini adalah beberapa di antaranya.
Mobil yang Dicat
Dalam aktivitas sehari-hari, listrik statis sering dimanfaatkan dalam proses pengecatan mobil.
Ketika cat disemprotkan, partikel-partikel halus dalam cat akan berinteraksi dengan udara, menyebabkan terjadinya perpindahan muatan listrik.
Pada saat yang sama, permukaan mobil yang akan dicat akan diberikan muatan yang berlawanan dengan partikel-partikel cat.
Akibatnya, partikel-partikel cat tersebut akan tertarik ke permukaan mobil dan menempel dengan baik.
Hal ini memungkinkan cat untuk merata dan menempel secara efektif pada mobil.
Printer Laser
Salah satu aplikasi umum dari listrik statis dalam kehidupan sehari-hari dapat ditemukan pada printer laser.
Pada printer tersebut, photoreceptor drum yang bermuatan positif akan berputar saat proses pencetakan dimulai.
Pada saat yang sama, laser akan menyinari permukaan yang tidak bermuatan, membentuk gambar pada kertas yang telah diisi muatan negatif.
Setelah melewati photoreceptor drum yang berputar, kertas kemudian akan melewati fuser.
Proses ini menyebabkan kertas menjadi panas saat baru keluar dari printer. Itulah sebabnya mengapa kertas terasa panas setelah proses pencetakan selesai.
Cara Membuat Listrik Statis
Ada tiga metode yang umum digunakan untuk menghasilkan muatan listrik statis pada sebuah benda, yaitu melalui induksi, konduksi, dan penggosokkan.
Induksi
Induksi terjadi ketika sebuah benda yang netral mendekati benda lain yang sudah bermuatan listrik.
Kontak yang terjadi antara kedua benda menyebabkan perpindahan muatan listrik di dalam benda yang netral sehingga akhirnya benda tersebut menjadi bermuatan.
Konduksi
Konduksi terjadi ketika dua benda yang sudah bermuatan listrik saling bersentuhan.
Muatan listrik akan mengalir dari satu benda ke benda lainnya sampai keseimbangan muatan tercapai di antara keduanya.
Penggosokkan
Metode penggosokkan melibatkan gesekan antara dua benda yang dapat menghasilkan perpindahan elektron.
Saat dua benda digosokkan bersama, elektron pada permukaan benda akan berpindah, menyebabkan salah satu benda menjadi bermuatan positif dan yang lainnya menjadi bermuatan negatif.
Muatan Listrik
Yuk, mari kita lanjutkan pembahasan tentang materi listrik statis kelas 12 ddengan materi muatan listrik!
Pertama-tama, mari kita kenali apa itu atom. Atom merupakan unit dasar dari materi yang terdiri dari inti yang bermuatan positif, yang terdiri dari proton, dan netron yang netral, serta dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif.
Jadi, ketika kita membicarakan materi tentang listrik statis, kita sebenarnya membahas tentang perilaku muatan listrik yang terdapat dalam atom. Sudah familiar dengan konsep atom, bukan?
Inti atom terdiri dari dua jenis partikel, yaitu proton yang bermuatan positif dan neutron yang netral.
Di sekitar inti atom, terdapat kulit atom yang terdiri dari partikel-partikel bermuatan negatif yang disebut elektron.
Namun, mengapa ada benda yang memiliki muatan negatif dan ada yang positif?
Pada dasarnya, atom memiliki muatan netral. Namun, muatan atom dapat berubah menjadi positif atau negatif apabila terjadi perpindahan elektron.
Sebuah atom dianggap netral jika jumlah proton dan elektron di dalamnya sama. Ketika jumlah proton lebih banyak daripada jumlah elektron, atom dianggap bermuatan positif.
Sebaliknya, jika jumlah proton lebih sedikit daripada jumlah elektron, atom dianggap bermuatan negatif.
Rumus Listrik Statis
Gaya listrik yang terjadi antara dua benda yang bermuatan, dengan mempertimbangkan jarak antara keduanya, dikenal sebagai gaya Coulomb.
Muatan-muatan yang memiliki jenis yang berbeda akan saling tarik-menarik, sementara muatan yang memiliki jenis yang sama akan saling tolak-menolak.
Oleh karena itu, magnitudo gaya tarik-menarik atau tolak-menolak dapat dihitung menggunakan rumus:
F =
Keterangan:
F = gaya coulomb (N)
k = koefisien (9 x 109 Nm2/C2)
r = jarak antar muatan (m)
q1dan q2 = muatan masing-masing partikel (C)
Medan Listrik
Jadi, medan listrik adalah wilayah di sekitar partikel yang memiliki muatan listrik yang masih merasakan pengaruh gaya listrik (Gaya Coulomb). Artinya, suatu muatan dapat menciptakan medan listrik di sekitarnya.
Visualisasi medan listrik dapat direpresentasikan melalui diagram yang menunjukkan pola medan listrik di sekitar muatan tersebut.
Dalam konteks muatan positif, arah medan listrik cenderung menjauhi muatan sumber, sedangkan dalam konteks muatan negatif, arah medan listrik cenderung menuju ke arah muatan sumber.
Muatan yang menghasilkan medan listrik disebut sebagai muatan sumber, sementara muatan lain yang ditempatkan di dalam pengaruh medan listrik dari muatan sumber tersebut disebut sebagai muatan uji.
Rumus untuk menghitung kuat medan listrik adalah sebagai berikut:
E =
Keterangan:
E = kuat medan listrik (N/C)
F = gaya coulomb (N)
q = besar muatan uji (C)
Potensial Listrik
Potensial listrik merujuk pada jumlah usaha yang diperlukan per satuan muatan untuk memindahkan muatan tersebut dari satu titik ke titik lainnya dalam medan listrik.
Besar potensial listrik di suatu titik dapat dihitung dengan menggunakan rumus potensial listrik, yang menggambarkan energi per satuan muatan pada titik tersebut.
V = k
Keterangan:
V = potensial listrik ( volt)
Q = muatan sumber (C)
k = koefisien (9 x 109 Nm2/C2)
r = jarak terhadap sumber muatan (m)
Energi Potensial Listrik
Energi potensial listrik merupakan bentuk energi atau usaha yang diperlukan untuk memindahkan muatan listrik dari satu titik ke titik lainnya dalam medan listrik.
Untuk menghitungnya, kamu dapat menggunakan rumus energi potensial listrik yang mencerminkan jumlah energi yang tersimpan dalam sistem muatan pada posisi tertentu dalam medan listrik.
Ep = k
Keterangan:
Ep = energi potensial muatan uji
k = koefisien (9 x 109 Nm2/C2)
r = jarak terhadap sumber muatan (m)
q1dan q2 = muatan masing-masing partikel (C)
Kapasitor
Kapasitor adalah komponen listrik yang berfungsi untuk menyimpan energi dalam waktu singkat dan membebaskannya secara cepat saat diperlukan.
Besarnya kapasitas kapasitor dapat dihitung menggunakan rumus kapasitor, yang memberikan informasi tentang kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan listrik dalam bentuk energi potensial.
C =
Keterangan:
C = kapasitas kapasitor (Farad atau f)
q = muatan antara dua keping (C)
V = beda potensial antara dua keping (volt)\
A = luas penampang keping (m2)
𝜀 = permitivitas dielektrik bahan
Penutup
Nah, itulah rangkuman materi listrik statis kelas 12 yang telah Mamikos siapkan untukmu. Semoga bisa menjadi referensi belajar yang optimal, ya.
Klik dan dapatkan info kost di dekat kampus idamanmu: