artikel fisika6

Listrik
Petir adalah contoh listrik alami yang paling dramatis
Kelistrikan adalah sifat benda yang muncul dari adanya muatan listrik. Listrik, dapat juga diartikan sebagai berikut:
• Listrik adalah kondisi dari partikel subatomik tertentu, seperti elektron dan proton, yang menyebabkan penarikan dan penolakan gaya di antaranya.
• Listrik adalah sumber energi yang disalurkan melalui kabel. Arus listrik timbul karena muatan listrik mengalir dari saluran positif ke saluran negatif.
Bersama dengan magnetisme, listrik membentuk interaksi fundamental yang dikenal sebagai elektromagnetisme. Listrik memungkinkan terjadinya banyak fenomena fisika yang dikenal luas, seperti petir, medan listrik, dan arus listrik. Listrik digunakan dengan luas di dalam aplikasi-aplikasi industri seperti elektronik dan tenaga listrik.

Sifat-sifat listrik
Listrik memberi kenaikan terhadap 4 gaya dasar alami, dan sifatnya yang tetap dalam benda yang dapat diukur. Dalam kasus ini, frase "jumlah listrik" digunakan juga dengan frase "muatan listrik" dan juga "jumlah muatan". Ada 2 jenis muatan listrik: positif dan negatif. Melalui eksperimen, muatan-sejenis saling menolak dan muatan-lawan jenis saling menarik satu sama lain. Besarnya gaya menarik dan menolak ini ditetapkan oleh hukum Coulomb. Beberapa efek dari listrik didiskusikan dalam fenomena listrik dan elektromagnetik.
Satuan unit SI dari muatan listrik adalah coulomb, yang memiliki singkatan "C". Simbol Q digunakan dalam persamaan untuk mewakili kuantitas listrik atau muatan. Contohnya, "Q=0,5 C" berarti "kuantitas muatan listrik adalah 0,5 coulomb".
Jika listrik mengalir melalui bahan khusus, misalnya dari wolfram dan tungsten, cahaya pijar akan dipancarkan oleh logam itu. Bahan-bahan seperti itu dipakai dalam bola lampu (bulblamp atau bohlam).
Setiap kali listrik mengalir melalui bahan yang mempunyai hambatan, maka akan dilepaskan panas. Semakin besar arus listrik, maka panas yang timbul akan berlipat. Sifat ini dipakai pada elemen setrika dan kompor listrik.
Berkawan dengan listrik
Listrik mengalir dari saluran positif ke saluran negatif. Dengan listrik arus searah jika kita memegang hanya kabel positif (tapi tidak memegang kabel negatif), listrik tidak akan mengalir ke tubuh kita (kita tidak terkena strum). Demikian pula jika kita hanya memegang saluran negatif.
Dengan listrik arus bolak-balik, Listrik bisa juga mengalir ke bumi (atau lantai rumah). Hal ini disebabkan oleh sistem perlistrikan yang menggunakan bumi sebagai acuan tegangan netral (ground). Acuan ini, yang biasanya di pasang di dua tempat (satu di ground di tiang listrik dan satu lagi di ground di rumah). Karena itu jika kita memegang sumber listrik dan kaki kita menginjak bumi atau tangan kita menyentuh dinding, perbedaan tegangan antara kabel listrik di tangan dengan tegangan di kaki (ground), membuat listrik mengalir dari tangan ke kaki sehingga kita akan mengalami kejutan listrik ("terkena strum").
Listrik dapat disimpan, misalnya pada sebuah aki atau batere. Listrik yang kecil, misalnya yang tersimpan dalam batere, tidak akan memberi efek setrum pada tubuh. Pada aki mobil yang besar, biasanya ada sedikit efek setrum, meskipun tidak terlalu besar dan berbahaya. Listrik mengalir dari kutub positif batere/aki ke kutub negatif.
Sistem listrik yang masuk ke rumah kita, jika menggunakan sistem listrik 1 fase, biasanya terdiri atas 3 kabel:
• Pertama adalah kabel fase yang merupakan sumber listrik bolak-balik (positif dan negatifnya berbolak-balik terus menerus). Kabel ini adalah kabel yang membawa tegangan dari pembangkit tenaga listrik (PLN misalnya); kabel ini biasanya dinamakan kabel panas (hot), dapat dibandingkan seperti kutub positif pada sistem listrik arus searah (walaupun secara fisika adalah tidak tepat).
• Kedua adalah kabel netral. Kabel ini pada dasarnya adalah kabel acuan tegangan nol, yang biasanya disambungkan ke tanah di pembangkit tenaga listrik (di kantor PLN misalnya); dapat dibandingkan seperti kutub negatif pada sistem listrik arus searah; jadi jika listrik ingin dialirkan ke lampu misalnya, maka satu kaki lampu harus dihubungkan ke kabel fase dan kaki lampu yang lain dihubungkan ke kabel netral; jika dipegang, kabel netral biasanya tidak menimbulkan efek strum yang berbahaya, namun karena ada kemungkinan perbedaan tegangan antara acuan nol di kantor PLN dengan acuan nol di lokasi kita, ada kemungkinan si pemegang merasakan kejutan listrik. Dalam kejadian-kejadian badai listrik luar angkasa (space electrical storm) yang besar, ada kemungkinan arus akan mengalir dari acuan tanah yang satu ke acuan tanah lain yang jauh letaknya. Fenomena alami ini bisa memicu kejadian mati lampu berskala besar.
• Ketiga adalah kabel tanah atau Ground. Kabel ini adalah acuan nol di lokasi pemakai, yang biasanya disambungkan ke tanah di rumah pemakai; kabel ini benar-benar berasal dari logam yang ditanam di tanah dekat rumah kita; kabel ini merupakan kabel pengamanan yang biasanya disambungkan ke badan (chassis) alat2 listrik di rumah untuk memastikan bahwa pemakai alat tersebut tidak akan mengalami kejutan listrik. Walaupun secara teori, acuan nol di rumah (kabel tanah ini) harus sama dengan acuan nol di kantor PLN (kabel netral), kabel tanah seharusnya tidak boleh digunakan untuk membawa arus listrik (misalnya menyambungkan lampu dari kabel fase ke kabel tanah). Tindakan ceroboh seperti ini hanya akan mengundang bahaya karena chassis alat-alat listrik di rumah tersebut mungkin akan memiliki tegangan tinggi dan akan menyebabkan kejutan listrik bagi pemakai lain. Pastikan teknisi listrik anda memasang kabel tanah di sistem listrik di rumah. Pemasang ini penting, karena merupakan syarat mutlak bagi keselamatan anda dari bahaya kejutan listrik yang bisa berakibat fatal dan juga beberapa alat-alat listrik yang sensitif tidak akan bekerja dengan baik jika ada induksi listrik yang muncul di chassisnya (misalnya karena efek arus Eddy).


LISTRIK STATIS
Listrik statis itu adalah merupakan fenomena fisika yang dapat menunjukkan adanya interaksl dari benda-benda yang bermuatan listrik. Muatan listrik yang dimiliki benda-benda itu bisa bermuatan negatif maupun positif. Kita ambil Contoh dari fenomena listrik statis yaitu batu ambar yang apabila digosok-gosokkan dengan kain sutra maka akan bermuatan listrik. Hal ini dapat diketahui apabila batu ambar itu didekatkan dengan kertas-kertas kecil maka kertas-kertas itu akan dapat tertarik oleh batu ambar.
MANFAAT LISTRIK STATIS
1. Generator Van De Graff
Generator Van de Graff merupakan mesin listrik statik yang menghasilkan tegangan DC yang sangat tinggi, yaitu dengan cara mengumpulkan muatan listrik dan menyimpannya pada permukaan bola logam berongga (hollow spherical).
Alat ini dapat digerakkan dengan dua cara. Pertama dengan menggunakan motor listrik yang dapat diatur kecepatan putarannya dan menggunakan listrik 220 V. Yang kedua diputar langsung dengan menggunakan tangan. Hal ini dapat dilakukan dengan hanya memindahkan karet penggerak ke puli motor atau ke puli yang dapat diputar oleh tangan.
• Keunggulan
§ Bola berongga terbuat dari stainless steel dengan diameter 220 mm. Bola berongga terdiri atas 2 bagian, dengan bagian atas bola dapat dilepas-pasang sehingga cara kerja generator dapat dilihat.
§ Kapasitansi bola berongga ± 12 pF sebagai pengumpul muatan.
§ Tegangan listrik statis dapat mencapai ± 330 kV. Loncatan busur listrik dapat mencapai jarak 50 – 100 mm, bergantung pada kondisi kelembaban lingkungan.
§ Pada sikat bagian bawah terdapat soket 4 mm yang dapat dihubungkan dengan sumber tegangan tinggi lain jika diperlukan.
• Set dilengkapi aksesori untuk percobaan listrik statis.
2. Penggumpal Asap
Alat ini membersihkan partikel-partikel abu hasil pembakaran gas, sehingga mengurangi pencemaran udara. Alat penggumpal asap ini terdiri dari kawat dan pelat logam, kawat dibuat bermuatan negatif, partikel abu ketika melewati kawat akan bermuatan negatif. Pelat logam dibuat bermuatan positif sehingga akan menarik partikel abu yang bermuatan negatif. Gumpalan-gumpalan partikel abu itu kemudian jatuh ke dasar cerbong sehingga mudah dibersihkan. Teknik penggumpal asap ini sering digunakan dalam pabrik baja, pabrik semen, dan industri kimia yang banyak mengeluarkan asap.
3. 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.
4. Mesin fotokopi
Pada fotokopi hitam-putih, mesin fotokopi mula-mula memancarkan cahaya ke kertas. Cahaya hanya memantul dari bagian putihnya. Pantulan ini menembus lensa menuju silinder logam yang berputar. Ketika silinder terus berputar melewati pangkalan pewarnaan, partikel pewarna ( toner ) hitam bermuatan positif melekat pada bidang-bidang bermuatan negative. Partikel itu dipindahkan ke selembar kertas, yang melintasi rol panas yang melekatkan toner secara permanent menjadi fotokopian.
Fotokopi berwarna melewati proses serupa, dengan filter biru, merah, dan kuning. Cahaya yang dipantulkan diperkuat dengan piranti gandengan muatan ( CCD ), yang mengarahkan berkas laser. Pangkalan terpisah memberikan toner biru, merah, kuning, dan hitam untuk menghasilkan gambar berwarna.

5. Printer Laser
Cara Printer Laser Mencetak
Bagaimana sorotan sinar laser dapat berubah jadi huruf-huruf atau gambar di atas kertas?
Sebenarnya, prinsip kerja printer laser adalah listrik statis, yakni energi yang sama yang membuat pakaian-pakaian di dalam mesin pengering menempel satu dengan lainnya atau kilat yang menjalar dari awan ke tanah.
Laser printer: Fenomena inilah yang digunakan printer laser, yang dikenal dengan istilah perekat temporer. Komponen inti dalam sistem ini adalah fotoreseptor.
Fotoreseptor: Umumnya berbentuk drum atau silinder yang berputar. Terbuat dari bahan yang mampu menghantarkan sinar degan tinggi (photoconductive).
1. Kawat corona: Beraliran listrik yang membuat drum bermuatan positif. Sebagian printer memakai penggulung yang diberi muatan, tapi prinsip kerjanya sama dengan kawat corona.
2. Unit laser: Menyorotkan sinar pada permukaan drum yang berputar. Dengan cara ini, laser menggambar huruf atau citra yang akan dicetak sebagai sebuah pola muatan listrik–sebuah citra listrik statis. Printer juga dapat bekerja dengan muatan sebaliknya, yakni citra listrik statis positif pada latar belakang negatif.
3. Toner atau tinta berwujud serbuk: Ditaburkan pada drum. Karena toner bermuatan positif, akan menempel pada area bermuatan negatif pada drum, tapi tidak membuat latar belakang secara negatif. Ini seperti menulis pada permukaan kaleng soda dengan lem lalu menggelindingkannya di atas permukaan tepung, jadi tepung hanya melekat pada arena kaleng yang diberi lem saja.
4. Baki kertas: Memasukkan selembar kertas sehingga digiling oleh drum. Sebelumnya, kertas diberi muatan negatif oleh kawat corona. Muatan itu lebih besar dari muatan negatif citra listrik statis sehingga kertas dapat menekan serbuk toner. Karena berputar dengan kecepatan yang sama dengan perputaran drum, kertas menyalin citra yang ada di drum.
5. Pemanasan (fuser): Kertas yang telah menyalin citra itu dilewatkan pada fuser, yakni sepasang penggulung yang dipanaskan. Saat melewati fuser, serbuk toner meleleh dan menempel kuat pada serat kertas. Kemudian dikeluarkan ke baku output.
6. Pembersihan: Setelah citra listrik statis pada drum dipindahkan ke kertas, drum melewati lampu pembebasan (discharge lamp). Sorotan lampu yang terang mengenai seluruh permukaan fotoreseptor dan menghapus citra listrik statisnya. Lalu, drum melewati kawat corona yang memberinya muatan positif kembali.
7. Proses berulang dari awal kembali.



BAHAYA LISTRIK STATIS
1.Petir
Petir atau halilintar merupakan gejala alam yang biasanya muncul pada musim hujan di mana di langit muncul kilatan cahaya sesaat yang menyilaukan biasanya disebut kilat yang beberapa saat kemudian disusul dengan suara menggelegar sering disebut guruh. Perbedaan waktu kemunculan ini disebabkan adanya perbedaan antara kecepatan suara dan kecepatan cahaya.
Petir adalah gejala alam yang bisa kita analogikan dengan sebuah kapasitor raksasa, di mana lempeng pertama adalah awan (bisa lempeng negatif atau lempeng positif) dan lempeng kedua adalah bumi (dianggap netral). Seperti yang sudah diketahui kapasitor adalah sebuah komponen pasif pada rangkaian listrik yang bisa menyimpan energi sesaat (energy storage). Petir juga dapat terjadi dari awan ke awan (intercloud), dimana salah satu awan bermuatan negatif dan awan lainnya bermuatan positif.
Petir terjadi karena ada perbedaan potensial antara awan dan bumi atau dengan awan lainnya. Proses terjadinya muatan pada awan karena dia bergerak terus menerus secara teratur, dan selama pergerakannya dia akan berinteraksi dengan awan lainnya sehingga muatan negatif akan berkumpul pada salah satu sisi (atas atau bawah), sedangkan muatan positif berkumpul pada sisi sebaliknya. Jika perbedaan potensial antara awan dan bumi cukup besar, maka akan terjadi pembuangan muatan negatif (elektron) dari awan ke bumi atau sebaliknya untuk mencapai kesetimbangan. Pada proses pembuangan muatan ini, media yang dilalui elektron adalah udara. Pada saat elektron mampu menembus ambang batas isolasi udara inilah terjadi ledakan suara. Petir lebih sering terjadi pada musim hujan, karena pada keadaan tersebut udara mengandung kadar air yang lebih tinggi sehingga daya isolasinya turun dan arus lebih mudah mengalir. Karena ada awan bermuatan negatif dan awan bermuatan positif, maka petir juga bisa terjadi antar awan yang berbeda muatan.
2. Percikan Api
Putaran pada saat mobil truk berjalan menghasilkan muatan negatif yang diperoleh dari gesekan ban dengan jalan. Bagian dalam logam yang berdekatan dengan ban menjadi bermuatan positif dengan cara induksi. Hal ini dapat menimbulkan percikan api. Untuk menghindari peristiwa tersebut, truk pengangkut bensin atau bahan yang mudah terbakar lainnya dilengkapi dengan sepotong logam di bagian belakang mobil menyentuh tanah. Logam ini menghantarkan elektron dari tanah untuk menetralisir muatan positif yang ada di badan logam mobil sebelum terjadi percikan api.

3. Bahaya Listrik Statis di Pesawat
Listrik statis pesawat dibuang ke semua ujung dari struktur badan pesawat yaitu di atap sayap dan ekor bentuknya seperti penangkal petir berbentuk logam mencuat dan memanjang instrument pesawat sudah diproteksi sedemikian rupa tetapi bisa juga terjadi walaupun hanya berupa visual. Visual ini terlihat jika pesawat berada di ketinggian 30000 feet ke atas dan altimeter set ke 29.92Hg, partikel bebas dan ion2 di udara akan terkena gesekan body pesawat dan radiasi elektromagnetik dari sinyal HP akan meningkatkan sekian persen radiasi didalam pesawat, dimana sinyal HP akan dianggap sebagai radiasi dan diserap oleh struktur body dan dibuang ke setiap ujung badan pesawat, hal ini bisa mengakibatkan ujung-ujung pembuangan elektrostatis berpendar dan menyala sepeti kilat kecil. Hal ini memang tidak berbahaya, namun jika frekuensi HP sama dengan pesawat hal ini dapat menyebabkan mesin pesawat mati.

4. Bahaya Listrik Statis di Rel Kereta Api
Roda KA dari baja berjenis ferritic, mempunyai medan magnet yang sangat kuat. Medan magnet inilah yang dapat mengakibatkan mesin kendaraan mati di tengah rel kereta api. Biasanya kendaraan yang mudah mati adalah kendaraan berbahan bakar bensin karena endaraan berbahan bakar bensin masih menggunakan platina dan CDI. Jika terkena medan magnet, maka pengapiannya akan terpengaruh sehingga mesin bisa mati. Sedangkan solar berbeda. Selain accunya di atas 12 volt juga tidak menggunakan platina.

5. Bahaya Listrik Statis di SPBU
Terjadi 29 kebakaran dimana kendaraan dimasuki kembali dan nozzle disentuh saat pengisian bahan bakar dari berbagai jenis merek dan model. Untuk menghindari hal ini jangan sekali-kali masuk kembali kedalam kendaraan anda saat pengisian bensin sedang berlangsung. Jika anda memang terpaksa harus masuk kembali kedalam kendaraan anda saat bensin dipompa, pastikan anda keluar, menutup pintu sambil menyentuh logam, sebelum anda menarik nozzle keluar. Dengan cara ini listrik statis dari tubuh anda akan dibuang sebelum anda menarik keluar nozzle.
..............................

Proton dan Elektron
Semua zat itu pasti tersusun atas atom-atom. Setiap atomnya pun itu tersusun atas inti atom yang di dalamnya itu terdapat proton dan inti atom itu dikelilingi oleh elektron-elektron. Proton itu bermuatan listrik positif sedangkan elektron itu bermuatan listrik negatif.

Muatan Listrik (Q)
Di dalam ilmu fisika muatan listrik itu Ada dua macam, yaitu muatan listrik positif (+), dan muatan listrik negatif (-). Apabila kedua muatan listrik yang berbeda (positif dengan negative) itu didekatkan, maka mereka berdua akan saling tarik-menarik. Namun, apabila dua muatan listrik yang sejenis (positif dengan positif dan sebaliknya) itu didekatkan, maka mereka akan saling tolak-menolak. Muatan listrik itu dapat dinotasikan dengan menggunakan simbol Q dan memiliki satuan coulomb (C).

Hukum Coulomb
Hukum Coulomb itu tentu saja menerangkan tentang gaya listrik dalam ilmu fisika. Sedangkan Gaya listrik itu dapat dinyatakan dengan notasi F dan memiliki satuan newton (N). Hukum Coulomb ini menyatakan bahwa: “Gaya tarik atau gaya tolak-menolak antara dua muatan listrik sebanding dengan besar muatan yang berinteraksi dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan tersebut.”

Induksi Listrik
Induksi listrik itu adalah fenomena fisika yang apabila pada suatu benda yang tadinya netral atau (tidak bermuatan listrik) menjadi bermuatan listrik karena akibat adanya pengaruh dari gaya listrik atau dari benda yang bermuatan lain dan didekatkan padanya.

Elektroskop
Elektroskop itu adalah sebuah alat yang dapat digunakan untuk mendeteksi muatan listrik statis. Elektroskop itu bekerja berdasarkan prinsip induksi listrik. Elektrometer adalah elektroskop yang selain dapat mendeteksi muatan, dia juga dapat mengukur jumlah muatan listrik yang ada pada suatu benda. Sifat elektroskop itu seperti berikut.

1. Jika benda bermuatan positif didekatkan pada sebuah elektroskop netral
maka di bagian kepala elektroskop itu berkumpul muatan negatif dan di bagian
daunnya berkumpul muatan positif. Ini menyebabkan daun elektroskop akan
mengembang.
2. Jika benda bermuatan positif didekatkan pada sebuah negatif maka di bagian kepala elektroskop berkumpul muatan negatif dan di bagian daunnya itu tidak ada muatan. Ini menyebabkan daun elektroskop akan menguncup.
3. Jika.benda bermuatan positif didekatkan pada sebuah elektroskop positif maka di bagian kepala elektroskop tidak ada muatan dan di bagian daunnya berkumpul muatan positif. Ini menyebabkan daun elektroskop akan mengembang.

Medan Listrik (E)
Medan listrik itu kayak suatu daerah yang berada di sekitar muatan listrik yang ternyata masih sangat dipengaruhi oleh gaya listrik. Arah medan listrik itu adalah keluar dari muatan positif dan masuk ke muatan negatif.

Kuat Medan Listrik
Kuat medan listrik itu ialah besarnya medan listrik yang dimiliki oleh suatu muatan listrik dari suatu titik acuan tertentu. Kuat medan listrik itu dapat dinotasikan dengan E dan memiliki satuan N.C1.


SUMBER :
>id.wikipedia.org/wiki/Listrik - Tembolok - Mirip
>dunia-listrik.blogspot.com/ - Tembolok - Mirip
>rizal.blog.undip.ac.id/files/2009/07/bab-1.pdf
>www.isekolah.org/file/h_1092462076.doc - Mirip
>id.wikipedia.org/wiki/Rangkaian_seri_dan_paralel - Tembolok