Listrik Statis

Ilustrasi Gambar

Dimensi Faktual

• Gedung dan bangunan tinggi dilengkapi dengan alat penangkal petir
• Alat ini dipasang pada atap atau puncak bangunan tersebut
• Alat penangkal petir merupakan logam  berujung lancip
• Kemudian dihubungkan dengan kawat tembaga menuju tanah pada dasar bangunan.

Dimensi Konseptual

Listrik statis adalah kumpulan muatan listrik dalam jumlah tertentu yang tetap (statis), ketidakseimbangan muatan listrik di dalam atau permukaan benda. Muatan listrik akan tetap ada sampai benda kehilangan dengan cara sebuah arus listrik melepaskan muatan listrik.  Listrik statis kontras dengan arus listrik, yang mengalir melalui kabel atau konduktor lainnya dan mentransmisikan listrik. Listrik statis berhubungan dengan gejala kelistrikan yang diam atau tidak mengalir. Listrik statis tidak bisa mengalir dari satu tempat ke tempat lain atau hanya bisa ada sekejap pada suatu tempat, berbeda dengan listrik dinamis.

Sebuah muatan listrik statis dibuat setiap kali dua permukaan terhubung dan terpisah, dan setidaknya salah satu permukaan memiliki resistensi yang tinggi terhadap arus listrik (dan karena itu adalah isolator listrik). Efek listrik statis yang akrab bagi kebanyakan orang karena orang dapat merasakan, mendengar, dan bahkan melihat percikan sebagai kelebihan muatan dinetralkan ketika dibawa dekat dengan konduktor listrik yang besar (misalnya, dialirkan ke tanah (ground)).

Kejadian seperti potongan-potongan kertas kecil bisa berinteraksi dengan penggaris yang telah digosok-gosok bisa dijelaskan dengan konsep dasar listrik statis (muatan listrik). Berbicara tentang listrik tidak akan terlepas dari muatan listrik. Listrik statis (electrostatic) membahas muatan listrik yang ada dalam keadaan statis (diam).

Muatan listrik muncul karena adanya perpindahan elektron dari satu benda ke benda lain. Terdapat 2 muatan listrik yaitu muatan positif dan muatan negatif, dikatakan bermuatan positif apabila proton lebih banyak daripada jumlah elektron, dan begitupun sebaliknya. Sedangkan benda yang tidak memiliki muatan disebut netral.

Benda yang mempunyai muatan yang sejenis akan saling tolak-menolak ketika didekatkan satu sama lain, sebaliknya benda yang mempunyai muatan yang berbeda akan saling tarik-menarik. Interaksi yang terjadi antar muatan listrik bisa dijelaskan dengan Gaya Coulomb.

Suatu muatan listrik dikatakan mempunyai medan listrik, yaitu daerah di sekitar benda yang bermuatan listrik yang masih mengalami gaya listrik. Atau bisa dinyatakan bahwa medan listrik adalah suatu daerah dimana gaya listrik masih bekerja. Medan listrik merupakan efek yang ditimbulkan oleh muatan listrik dalam suatu benda.

Arah medan listrik dari sebuah benda bermuatan listrik bisa digambarkan dengan garis-garis gaya listrik. Sebuah muatan positip mempunyai garis gaya listrik keluar dari muatan tersebut, dan sebuah muatan negatip mempunyai garis gaya listrik masuk ke muatan tersebut.

Dimensi Prosedural

Alat penangkal petir berfungsi untuk mencegah bangunan dari sambaran petir.  Muatan listrik petir berusaha mencari jalur yang terpendek untuk mengalir dari awan ke tanah atau sebaliknya. 

Jalur terpendek yang mungkin dicapai oleh muatan listrik adalah bangunan yang tinggi, seperti rumah atau gedung, pohon atau manusia yang berada di tengah lapangan. Alat ini bekerja berdasarkan prinsip induksi muatan listrik. Yaitu peristiwa pemisahan muatan listrik positif dan negatif (elektron).

Ujung alat penangkal petir yang berbentuk lancip bersifat melepaskan muatan yang dikandungnya. Bila terdapat awan bermuatan positif disekitarnya, maka ujung penangkal petir akan bermuatan negatif dan akan dilepas ke molekul udara dan menuju ke arah awan.

Sebaliknya, muatan positif yang ada di awan akan bergerak pindah menuju ujung lancip penangkal petir. Muatan ini akan diteruskan menuju tanah melalui logam tembaga yang dipasang.

Dengan demikian tidak terjadi loncatan bunga api listrik yang lebih besar akibat pemindahan muatan listrik. Jika terjadi juga loncatan bunga api listrik, muatan ini akan mengalir melalui penghantar penangkal petir menuju tanah sehingga tidak membahayakan bangunan dan penghuninya. Dapat disimpulkan bahwa alat penangkal petir merupakan alat yang dapat mengurangi loncatan bunga api listrik yang besar.

Dimensi Metakognitif

1.      Cat Semprot

Butiran cat dari aerosol menjadi bermuatan ketika bergesekan dengan mulut pipa semprot dan udara. Bila benda yang dicat diberi muatan berlawanan, maka butiran cat akan tertarik ke badan benda. Metode ini sangat efektif, efisien, dan murah.

2.      Mesin Fotokopi

Mesin fotokopi menggunakan daya tarik muatan listrik berbeda. Suatu pola muatan positif pada pelat tadi, mencitrakan bidang hitam yang akan digandakan, menarik partikel bermuatan negatif dari bubuk hitam halus yang disebut toner, toner tersebut jadi bermuatan negatif karena berhubungan dengan butir-butir gelas kecil di baki pengembang. Pola toner dipindahkan ke atas secarik kertas kosong dan dipanggang di atasnya.

3.      Printer Laser

Ketika drum yang bermuatan positif berputar, laser bersinar melintasi permukaan yang tidak bermuatan. Laser akan menggambar pada kertas yang bermuatan negatif. Setelah melewati drum yang berputar kertas akan melewati fuser. Pada bagian fuser ini kertas akan mengalami pemanasan, hal ini yang menyebabkan kertas terasa panas pada saat keluar dari printer. Printer laser lebih cepat, lebih akurat, dan lebih ekonomis.