Penerapan Listrik Statis Dalam Kehidupan Sehari-Hari

Penerapan Listrik Statis Dalam Kehidupan Sehari-Hari

  November 16, 2017    Berbagi Ilmu Gratis

---

1. Petir (Halilintar)

Siapa yang tidak tahu petir atau halilintar? Hampir semua orang mengenal petir. Setiap akan turun hujan biasanya ada petir. Tahukah Anda bahwa petir merupakan listrik statis. Bagaimana bisa terjadi petir dan bagaimana menangkalnya agar rumah anda tidak terkena sambaran petir?

Sebelum teradinya hujan badai, awan biasanya dalam kondisi netral, jumlah proton sama dengan jumlah elektron. Pada saat terjadi hujan badai,  terjadi gesekan antara partikel-partikel awan dengan udara sehingga menyebabkan awan bermuatan listrik. Apabila awan melewati gedung yang tinggi, muatan negatif di dasar awan akan menginduksi bangunan gedung hingga muatan positif bergerak ke atas terkumpul di puncak gedung. Adapun, muatan negatif ditolak ke dasar gedung.

Perbedaan jenis muatan antara awan dengan puncak gedung menyebabkan medan listrik. Apabila muatan pada awan bertambah, gaya elektrostatis akan memaksa muatan negatif meloncat secara tiba-tiba dari dasar awan ke puncak gedung yang disertai dengan bunga api listrik. Apabila hal itu terjadi, maka dikatakan gedung tersambar petir. Pelepasan muatan listrik secara tiba-tiba menghasilkan bunga api listrik yang disebut petir. Loncatan muatan melalui udara menghasilkan cahaya sangat kuat dan panas yang menyebabkan udara memuai mendadak. Pemuaian udara yang mendadak menghasilkan bunyi ledakan menggelegar yang disebut guntur. Petir dapat terjadi dari awan ke bumi, dari bumi ke awan, atau dari awan ke awan.

Orang yang pertama kali menyatakan bahwa petir merupakan listrik statis adalah Benjamin Franklin pada tahun 1700. Dalam penyelidikannya, dia mengungkapkan bahwa listrik statis dapat bergerak cepat pada bahan-bahan tertentu dan permukaan runcing lebih banyak menarik elektron daripada permukaan datar. Bagaimanakah menyelamatkan bangunan tinggi dari bahaya petir?

Untuk menghindari bahaya petir di atas gedung perlu dipasang penangkal petir yang terbuat dari tembaga yang ditancapkan ke dalam tanah. Adapun, tembaga yang berujung runcing dipasang pada ujung bangunan.

 2. Generator Van de Graff 

Generator Van de Graff adalah mesin pembangkit listrik yang biasa dipakai untuk penelitian di laboratorium. Menurut Wikipedia, Generator Van de Graff ditemukan oleh Robert Jemison Van de Graaff. Robert Jemison yang merupakan seorang fisikawan berkebangsaan Amerika Serikat.

Meskipun jarang ditemukan dalam kehidupan sehari-hari, kamu dapat mengetahui perihal generator tersebut melalui uraian berikut. Generator Van de Graff terdiri atas:

1.           dua ujung runcing yang terdapat di bagian atas dan bawah,

2.          sebuah silinder logam yang terdapat di bagian bawah,

3.          sebuah silinder politilen yang terdapat di bagian atas,

4.         sabuk karet yang menghubungkan kedua silinder,

5.          konduktor berongga berbentuk bola (kubah).

Generator Van de Graff prinsip kerjanya sama dengan menghasilkan muatan listrik dengan cara menggosok (metode gesekan). Gesekan antara sabuk karet dengan silinder logam bagian bawah menimbulkan muatan listrik negatif pada sabuk karet. Gesekan antara sabuk karet dengan silinder politilen bagian atas menimbulkan muatan listrik positif pada sabuk karet.

Gerakan sabuk karet ke atas membawa muatan negatif mengalir ke kubah melalui ujung runcing di bagian atas. Elektron akan tersebar menempati seluruh permukaan kubah. Pada kubah bagian dalam tidak terdapat elektron. Adapun, gerakan sabuk karet ke bawah membawa muatan positif. Muatan positif sabuk karet ini mengalir melalui ujung runcing bawah ke tanah untuk dinetralkan. Silinder logam bawah dijalankan dengan motor listrik, sehingga sabuk karet terus-menerus bergerak, menghasilkan muatan negatif mengalir ke kubah, sehingga terbentuk muatan listrik yang besar pada kubah generator Van de Graff.

 3. Silinder politilen

Dibagian lain, gesekan diantara silinder politilen bagian atas dan sabuk karet akan menimbulkan muatan listrik positif disabuk karet lainnya tersebut. Kemudian gerakan dari sabuk karet menuju atas akan membawa muatan negatif yang dihasilkan mengalir melalui bagian ujung yang lancip dibagian atas kekubah .

Sampai sini elektron disebar kepermukaan kubah, namun kubah dibagian dalam tidak mengandung elektron. Bersamaan dengan itu, terjadi gerakan dari sabuk karet kebawah dengan membawa muatan listrik positif. Muatan listrik postif ini akan mengalir ketanah untuk dinetralkan melalui ujung lancipnya.

Proses terakhirnya adalah, silinder logan bagian bawah berjalan memakan motor listrik hingga sabuk karetnya bergerak terus dan hasilnya adalah muatan listrik negatif yang mengalir kekubah. Proses ini  bisa menghasilkan muatan listrik yang sangat besar di kubah generator Van de Graff, yakni bisa berjumlah 200.000.000 volt.

4.   Elektroskop

Elektroskop adalah alat yang dapat digunakan untuk mengetahui ada tidaknya muatan listrik pada suatu benda.

Prinsip kerja elektroskop berdasarkan induksi listrik, yaitu jika sebuah benda bermuatan listrik disentuhkan kepala elektroskop maka muatan yang sejenis dengan benda bermuatan listrik tadi akan ke daun elektroskop. Akibatnya kedua daun elektroskop akan bermuatan sejenis sehingga tolak menolak(daun elektroskop membuka).

5.   Mesin fotocopy elektrostatik 
Mesin fotocopy bekerja berdasarkan prinsip gaya tarik menarik antar muatan yang tidak sejenis. Muatan positif di berikan pada silinder almumunium (Al) berlapis selenium (Se). selanjutnya silinder di sinari dengan proyeksi gambar/naskah yang akan di kopi. Selenium merupakanFotokonduktor, yaitu materi yang bersifat isolator dalam keadaan gelap dan bersifat konduktor jika mendapat cahaya. Bagian Se yang terkena sinar akan bersifat konduktif dan akan menghantarkan elektron dari Al untuk menetralkan muatan positif di bagian tersebut. Bagian Se yang tidak mendapat sinar tetap bermuatan positif. Partikel toner akan menempel pada lapisan Se yang bermuatan positif. Selembar kertas di beri muatan positif di lewatkan pada silinder itu  sehingga partikel toner yang bermuatan negatif akan di tarik menuju kertas yang bermuatan positif. Pola partikel toner pada kertas akan membentuk bayangan naskah/gambar yang di kopi. Toner akan melekat pada kertas yang selanjutnya di lewatkan di antara pelat penggulung yang panas. Prinsip ini juga berlaku padaprinter laser.

6.   Filter elektrostatik    

Filter (pengendap atau penyaring) elektrostatik banyak digunakan 

dalam industri untuk menyaring partikel-partikel gas yang tidak di inginkan sebelum di buang ke atmosfer melalui cerobong asap.Di rumah-rumah, filter elektrostatik di gunakan untuk menyaring debu agar tidak mengganggu pernapasan penghuninya. Gas yang akan di saring di masukkan ke dalam tabung dengan peralatan yang dapat mengionisasi partikel gas. Partike yang bermuatan akan menempel pada dinding tabung yang bermuatan berlawanan dengannya.

7.   Elektrokardiograf  

Setiap kali jantung manusia berdetak, terjadi perubahan potensial listrikpada permukaannya. Hal ini dapat di deteksi dengan menggunakan logam kontak yang di pasang pada kulit. Perubahan potensial ini sangat kecil, hanya dalam orde milivolt (mV). Perubahan potensial ini dapat di tampilkan sebagai grafik, baik pada kertas maupun pada layar tabung sinar katoda (CRT).

Alat yang digunakan untuk merekam perubahan jantung manusia di sebut elektrokardiograf (electrocardiograph), sedangkan hasil remakannya di sebut elektrokardiogram.

Prinsip elektrostatis juga di terapkan pada proses pengecatan secara elektrostatis. Aplikasi Prinsip Kapasitora.       Keyboard KomputerBeberapa jenis keyboard yang digunakan pada komputer menggunakanprinsip kapasitor. Suatu keping logam yang ujungnya di hubungkan dengantombol keyboard  berfungsi sebagai salah satu keping dari sebuah kapasitor. Jika tombol ditekan, jarak pemisah antara keping kapasitor bagioan atas dan bagian bawah berubah sekitar 5 mm  smapai 0,3 mm, sehingga kapasitansinya berubah. Perubahan kapasitansi ini memicu sirkuit elektronika untuk memasukkan informasi pada komputer.

8.   Theremin  
Theremin merupakan salah satu alat musik yang dapat di mainkan tanpa menyentuhnya. Dua antena pada theremin berfungsi untuk mengaturvolume dan nada-nada musik. Saat seseorang mendekatkan telapak tangannya ke antena, efek yang akan terjadi sama dengan efek kapasitorpelat sejajar. Dalam hal ini, antena berlaku sebagai salah satu pelat sedangkan telapak tangan berlaku sebagai pelat pasangannya. Dengan mengubah jarak antena dengan telapak tangan berarti mengubah kapasitansi sistem kapasitor itu. perubahan kapasintansi ini di deteksi olehrangkaian elektronik yang segera mengonversinya menjadi perubahan volume atau nada-nada musik. Prinsip kapasitor juga di aplikasikan pada defibrator dan perangkat pencahayaan dalam kamera foto.