ILMU PENGETAHUAN ALAM Kelas / Semester : IX / 1 & 2
Bab IV Listrik Statis
Sumber:www.kingsgateprimaryschool.org.uk Gambar 4.1 Penggaris plastik ( mika ) yang digosokkan ke rambut akan bermuatan listrik .
A. Muatan Listrik Listrik statis mempelajari sifat kelistrikan suatu benda tanpa memperhatikan gerakan atau aliran muatan listrik ( elektrostatika ) . Sebaliknya , jika memperhatikan adanya muatan listrik yang bergerak atau mengalir , maka disebut listrik dinamis ( elektrodinamika ) . 1. Muatan Listrik Elementer Muatan elektron = –1,6 × 10 –19 Coulomb Muatan proton = +1,6 × 10 –19 Coulomb Muatan neutron = 0 ( tidak bermuatan ) Dalam sistem satuan internasional (SI), satuan muatan adalah Coulomb (C).
2. Interaksi Muatan Listrik Sejenis : tolak-menolak Tidak sejenis : tarik-menarik Sumber : www.forila.com Gambar 4.4 Interaksi muatan listrik : ( a) muatan listrik yang sejenis akan tolak-menolak , dan (b) muatan listrik yang tidak sejenis akan tarik-menarik
3. Pemuatan Listrik a. Menggosok Jenis muatan yang diperoleh dengan metode gesekan , di antaranya sebagai berikut . Benda berbahan plastik akan bermuatan negatif jika digosokkan pada kain wol . Benda berbahan ebonit akan bermuatan negatif jika digosokkan pada kain wol . Benda berbahan kaca akan bermuatan negatif jika digosokkan pada kain sutra. Amati video berikut !
b. Induksi Gambar 4.5 Pemuatan listrik dengan cara induksi c. Arus Listrik ( Konduksi ) Bahan yang dapat mengalirkan sejumlah elektron secara bebas pada bahan lain disebut konduktor . K onduktor baik : logam , khususnya aluminium , tembaga , dan perak . K onduktor kurang baik : air , badan manusia , dan tanah .
Hukum Coulomb “ Besarnya gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua benda yang bermuatan listrik sebanding dengan hasil kali kedua muatan tersebut dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan tersebut ”. B. Gaya Listrik Gaya tolak-menolak dan gaya tarik-menarik ini disebut gaya elektrostatis atau gaya listrik .
C. Potensial Listrik dan Hantaran Listrik 1. Potensial Listrik Usaha yang diperlukan untuk memindahkan muatan listrik dari A ke B per jumlah muatan listrik disebut potensial listrik . Beda potensial listrik adalah energi tiap satu satuan muatan . Gambar 4.10 Usaha pemindahan muatan listrik
2. Hantaran Lisrik a. Induksi Listrik Induksi listrik adalah peristiwa terjadinya arus listrik pada suatu konduktor ( logam ) karena adanya pengaruh medan magnet yang timbul akibat arus listrik yang mengalir pada konduktor lain di sekitarnya . Gambar 4.11 Proses induksi yang terjadi pada kompor listrik
b. Medan Listrik Medan listrik adalah daerah di sekitar benda bermuatan listrik . Garis-garis gaya listrik pada muatan positif bergerak ke luar . Garis-garis muatan negatif garis-garis gayanya menuju pusat . Gambar 5.7 Garis-garis gaya yang berasal dari muatan positif menuju muatan negatif Gambar 5.6 Medan listrik
3. Penerapan Potensial Lisrik dan Hantaran Listrik a. Medan Listrik Mesin listrik adalah alat untuk menimbulkan muatan listrik yang besar . Salah satu contoh adalah generator Van de Graaff . Sumber : wikipedia.org Gambar 4.14 Skema kerja generator Van de Graff Sumber : unipr.waikato ; al.nz Gambar 4.15 Dengan menyentuh generator Van de Graaff , rambut seorang wanita tampak menyebar sedemikian karena bermuatan sejenis
b. Penangkal Petir Untuk menghindari sambaran petir , gedung yang tinggi dilengkapi dengan penangkal petir di puncak atapnya . Bagian utama penangkal petir ialah tonggak logam berbentuk lancip yang dipasang tegak di atas gedung . Sumber : www.mes.com.tw Gambar 4.17 Gedung dengan penangkal petir
D. Kelistrikan pada Sistem Saraf 1. Sistem Saraf Gambar4.18 Sel saraf Berdasarkan bentuk dan fungsinya neuron dibedakan menjadi : Neuron sensorik Neuron motorik Neuron konektor
2. Kelistrikan Saraf Berikut ini adalah perbedaan jumlah konsentrasi ion di dalam dan di luar sel. Serat saraf berdiameter besar memiliki kemampuan menghantarkan impuls lebih cepat . Suatu saraf atau neuron membran otot-otot pada keadaan istirahat ( tidak adanya proses konduksi implus listrik ), konsentrasi ion Na+ lebih banyak diluar sel daripada di dalam sel , di dalam sel akan lebih negatif dibandingkan dengan di luar sel. Gambar 4.16 Perbedaan konsentrasi ion di dalam sel dan di luar sel
D. Hewan yang Mengandung Listrik Ikan belalai gajah Ikan pari Hiu kepala martil Echidna Electric rays Belut listrik Lele listrik (a) (b) (c) Sumber : sites.duke.edu; www.animalfactguide.com ; www.aquariumfish.net Beberapa contoh hewan yang mengandung listrik : Ikan belalai gajah , Echidna, dan Lele listrik