Listrik Statis

Muatan Listrik

Listrik statis merupakan fenomena kelistrikan yang memuat sejumlah muatan listrik. Muatan listrik tersebut terdiri atas proton (+) dan elektron (-). Sifat muatan listrik pada listrik statitis adalah tetap (statis) atau tidak mengalir.
Atom merupakan suatu dasar materi yang terdiri atas inti atom yang dikelilingi oleh elektron. Inti atom terdiri atas proton (bermuatan positif) dan neutron (bermuatan netral). Elektron yang mengelilingi atom bermuatan negatif (-)

Inti Atom terdiri dari Proton (+) dan Netron (netral). Elektron (-) berputar mengelilingi inti atom

Sifat muatan listrik:

Atom bermuatan positif jika jumlah elektron < jumlah proton.
Atom bermuatan netral jika jumlah proton = jumlah elektron.
Atom bermuatan negatif jika jumlah elektron > jumlah proton

Arah Aliran Muatan Listrik Statis
Aliran muatan listrik positif: muatan mengalir dari titik berpotensial yang lebih tinggi ke titik berpotensial yang lebih rendah.

Aliran muatan listrik negatif: muatan mengalir dari titik berpotensial rendah ke titik berpotensial tinggi

Cara Membuat Benda Bermuatan Listrik

Digosok

Kaca yang digosok menjadi bermuatan +
Konduksi

Elektroskop

sebuah alat yang dapat digunakan untuk mengetahui jenis muatan suatu benda
Bagian Elektroskop

Kondisi netral, jumlah muatan positif pada elektroskop sama dengan muatan negatif.
Proses Kerja Elektroskop
Elektroskop Netral didekati benda bermuatan negatif

Elektroskop Netral didekati benda bermuatan positif

Kondisi tidak netral

Jika benda bermuatan negatif didekatkan pada logam: elektron akan turun menuju daun kaki sehingga kedua daun kaki akan semakin saling menjauh.
Jika benda bermuatan positif didekatkan pada bola logam: elektron akan tertarik dari daun kaki menuju bola logam sehingga kedua daun elektroskop akan saling mendekat.
Begitu juga untuk kondisi sebaliknya.

Elektroskop Awal Bermuatan Negatif

Elektroskop Awal Bermuatan Positif

Hukum Coulomb

Gaya tarik/tolak antara 2 muatan listrik sebanding dengan besar muatan-muatannya dan berbanding terbalik dengan jarak antara 2 muatan.

Gaya Coulomb di Udara/Vakum

F = gaya listrik atau gaya couloumb (N)
q = muatan listrik (C)
r = jarak antar muatan (m)
k = 9 × 10⁹ N m² C² (dalam SI)

_εo= permitivitas vakum atau udara = 8,85 × 10^-12C²N^-1m²

Gaya Coulomb dalam Bahan

_{εr = permitivitas relatif bahan}

Resultan Dua Gaya Coulomb yang Segaris

Dua gaya yang searah F_R= F₂₁ + F₁₂
Dua gaya yang berlawanan arah F_R = F₂₁ – F₁₂

Perjanjian tanda : gaya ke kanan + sedangkan gaya ke kiri –

Medan Listrik

adalah ruang di sekitar suatu benda bermuatan listrik di mana benda bermuatan listrik lainnya dalam ruang ini akan mengalami gaya listrik
Kuat Medan Listrik
Adalah hasil bagi gaya Coulomb yang bekerja pada muatan uji dengan besar muatan uji tersebut.
di Udara/Vakum Dalam Bahan

Catatan :
Untuk medium selain udara, maka harga k juga lain. Sebab tergantung dari (permitivitasnya). 1 Coulomb = 3.10⁹ statcoulomb
Menentukan Arah Medan Listrik
Dengan cara meletakkan muatan uji positif (q nol) di dekat sebuah muatan (Q) yang mau dicari arah medan listriknya. Arah gaya coulomb yang bekerja pada muatan uji tersebut merupakan arah MEDAN LISTRIK
Contoh pada gambar dibawah, sebuah muatan Q positif. Untuk muatan listrik positif , vektor gaya Coulomb F yang terjadi pada q nol, searah dengan vektor kuat medan listrik E.

Arah Medan Listrik (E) untuk muatan positif dan muatan negatif. muatan positif, garis-garis berarah radial ke luar sedangkan muatan negatif, garis-garis berarah radial ke dalam