Apa itu Listrik Statis? Berikut Penjelasannya

http://skamason.com/7HZI

Listrik statis bisa menjadi sebuah gangguan atau bahkan menjadi berbahaya. Energi yang dihasilkan oleh listrik statis sangat luar biasa namun, apabila kita dapat mengontrol dan dimanipulasi dengan baik, hal tersebut bisa menjadi sesuatu yang sangat bermanfaat bagi kehidupan modern.

"Tenaga listrik adalah hal yang mendasar dari materi," menurut Michael Richmond, seorang profesor fisika di Rochester Institute of Technology. Hampir semua muatan listrik di alam semesta dibawa oleh proton dan elektron. Proton dikatakan memiliki muatan unit elektron (+1), sementara elektron memiliki muatan (-1), meskipun ketentuan ini benar-benar masih dapat berubah. Karena proton umumnya terbatas pada inti atom, yang tertanam di dalam atom, sehingga proton hampir tidak dapat bergerak bebas seperti elektron. Oleh karena itu, ketika kita berbicara tentang arus listrik, hampir selalu berkaitan erat dengan arus elektron, dan ketika
kita berbicara tentang listrik statis, akan membahas tentang ketidakseimbangan antara muatan negatif dengan muatan positif pada suatu objek.

Penyebab penumpukan muatan statis

http://skamason.com/7HiD

Salah satu penyebab penumpukan muatan statis adalah kontak antara suatu benda padat (solid). Menurut University of Hawaii, "Ketika dua benda digosok bersama untuk menciptakan listrik statis, satu benda melepaskan elektron dan menjadi lebih bermuatan positif sementara material lainnya mengumpulkan elektron dan menjadi lebih bermuatan negatif." Ini karena satu benda tersebut memiliki ikatan lemah terhadap elektronnya, sedangkan pada benda lainnya terdapat ruang kosong pada lapisan elektron terluarnya, sehingga elektron dapat berpindah dari benda yang satu ke benda yang lainnya menciptakan ketidakseimbangan muatan setelah elektron tersebut berpindah. Suatu benda yang mengalami peristiwa kehilangan atau mendapatkan muatan elektron dengan cara ini disebut (triboelectric), menurut Northwestern University. Salah satu contoh umum dari hal ini adalah ketika kalian menggosokan kaki di atas karpet, terutama pada tempat dengan kelembaban rendah yang membuat udara kurang konduktif dan meningkatkan pengaruhnya.

Karenanya muatan tersebut saling tolak menolak, muatan tersebut cenderung berpindah ke ekstremitas benda yang dibebankan agar bisa lolos satu sama lain. Inilah yang menyebabkan rambut kalian berdiri tegak ketika tubuh kalian terkena oleh muatan statis, menurut Library of Congress. Ketika kalian kemudian menyentuh sepotong logam ground seperti sekrup pada pelat lampu, hal tersebut memungkinkan jalur menuju ground untuk muatan yang telah terpasang di tubuh kalian. Pelepasan muatan secara mendadak ini menciptakan percikan yang terlihat dan terdengar melalui udara antara jari dan sekrupnya. Hal ini disebabkan adanya perbedaan potensial antara tubuh dan tanah yang bisa mencapai 25.000 volt.

Bahaya penumpukan muatan statis

Selain menimbulkan kejutan yang menyakitkan dan berbahaya, tegangan tinggi yang mendadak yang dihasilkan oleh muatan yang tidak stabil dapat mengakibatkan terjadinya percikan api untuk zat yang mudah terbakar, menurut Administrasi Keselamatan dan Kesehatan Kerja (OSHA). Guncangan statis juga bisa merusak perangkat elektronik yang halus dan sensitif. Menurut NASA, percikan sederhana dari jari dapat merusak komponen sensitif dan membuatnya tidak dapat digunakan, jadi tindakan pencegahan harus dilakukan seperti menjaga papan sirkuit dalam kantong plastik konduktif dan memakai tali pengikat untuk menghilangkan muatan statis secara terus menerus dari tubuh kalian.

Sumber muatan statis lainnya adalah gerak cairan melalui pipa atau selang. Jika cairan itu mudah terbakar seperti bensin, percikan dari debit aliran tiba-tiba bisa mengakibatkan kebakaran atau bahkan ledakan. Tangki tangki besar menghadirkan bahaya kebakaran dan ledakan yang lebih besar lagi, sehingga National Transportation and Safety Board (NTSB) telah mengeluarkan panduan yang mencakup keamanan untuk meminimalkan pengaruh muatan listrik statis, mencegah akumulasi biaya, menghindari percikan api, dan mengendalikan lingkungan di dalam tangki.


Memindahkan gas dan uap juga bisa menghasilkan muatan statis. Kasus yang paling umum terjadi adalah petir. Menurut Martin A. Uman, penulis "All About Lightning" (Dover, 1987), Benjamin Franklin membuktikan bahwa petir adalah bentuk listrik statis saat dia dan anaknya menerbangkan layang-layang saat badai petir. Mereka menempelkan kunci pada tali layang-layang, dan senar basah membawa muatan dari awan ke kunci yang melepaskan percikan api saat dia menyentuhnya. (Bertentangan dengan beberapa teori yang sudah berkembang, layang-layang itu tidak disambar petir. Jika memang demikian, hasilnya bisa jadi sebuah bencana.)

Franklin sebenarnya membentuk pola pikir kita mengenai listrik. Ia tertarik untuk belajar listrik pada tahun 1742. Sampai saat itu, kebanyakan orang mengira bahwa efek listrik adalah hasil pencampuran dua muatan listrik yang berbeda. Namun, Franklin menjadi yakin bahwa hanya ada satu muatan listrik dan benda itu bisa memiliki kelebihan atau kekurangan muatan. Dia menemukan istilah "positif" dan "negatif," mengacu pada kelebihan atau kekurangan, menurut University of Arizona. Hari ini, kita tahu bahwa "muatan" itu sebenarnya elektron, tapi tidak ditemukan selama sekitar 150 tahun.

Menurut Jet Propulsion Laboratory, awan mengembangkan zona muatan statis karena tetesan air hangat pada udara yang bergerak keatas menukar elektron kristal es dingin pada udara yang bergerak kebawah. Menurut NASA, potensi antara muatan atmosfir ini dan tanahnya bisa melebihi 300.000 volt, sehingga konsekuensi yang disambar petir bisa mematikan. Dalam serangan petir, arus cenderung bergerak di atas permukaan tubuh dalam proses yang disebut "flashover eksternal," yang dapat menyebabkan luka bakar parah, terutama pada titik awal kontak. ketika itu terjadi maka arus akan mengalir melalui tubuh dan merusak sistem saraf, menurut National Weather Service. Selain itu, gegar otak dari ledakan tersebut dapat menyebabkan luka internal yang traumatis dan gangguan pendengaran permanen, dan lampu kilat terang dapat menyebabkan kerusakan penglihatan sementara atau permanen. Sebagai contoh dari energi luar biasa yang dilepaskan dalam serangan petir, Marsh mengatakan tentang pengamatan pribadinya terhadap sebuah pohon oak besar yang secara harfiah terbelah dua oleh uap bertekanan tinggi yang diciptakan oleh sambaran petir.

Jika kalain bisa mendengar guntur, umumnya kalian sedang dalam jangkauan yang dekat, menurut University of Florida. Jika kalian berada di luar ruangan saat badai mendekat, kalain harus segera mencari perlindungan di bangunan atau kendaraan dan jangan menyentuh logam apapun. Jika kalian tidak bisa masuk, menjauhlah dari benda-benda tinggi seperti pepohonan, menara atau puncak bukit, jongkok ke bawah, dan jika mungkin, keseimbangan bola kaki Anda membuat kontak sesedikit mungkin dengan tanah, menurut Universitas Brigham Young.

Aplikasi listrik statis

Sementara listrik statis bisa menjadi menggangu atau bahkan menjadi sangat bahaya, seperti pada kasus menempel statis atau kejutan statis, dalam kasus lain, ini bisa sangat berguna. Misalnya, muatan statis dapat diinduksi oleh arus listrik. Salah satu contohnya adalah sebuah kapasitor, dinamakan demikian karena memiliki kapasitas untuk menyimpan muatan listrik, diibaratkan dengan bagaimana pegas dapat menyimpan energi mekanis. Tegangan yang diterapkan pada kapasitor menciptakan perbedaan muatan antara pelat. Jika kapasitor diisi dan voltase dimatikan, baterai dapat menahan muatan untuk beberapa lama. Ini bisa bermanfaat, seperti pada kasus supercapacitors, yang bisa mengganti baterai isi ulang di beberapa aplikasi, tapi bisa juga berbahaya. Peralatan elektronik seperti monitor komputer CRT yang lebih tua dan perangkat televisi berisi kapasitor besar yang dapat menahan muatan hingga 25.000 volt, yang dapat menyebabkan cedera atau kematian bahkan setelah perangkat dimatikan selama beberapa hari.

Cara lain untuk membuat muatan statis yang berguna adalah dengan regangan mekanis. Dalam material piezoelektrik, elektron benar-benar dapat keluar dari tempatnya dan dipaksa bergerak dari daerah yang berada di bawah tekanan. Tegangan akibat ketidakseimbangan muatan yang dihasilkan kemudian dapat dimanfaatkan untuk melakukan pekerjaan. Salah satu aplikasi adalah "energy harvesting", dimana perangkat berdaya rendah dapat beroperasi pada energi yang dihasilkan oleh getaran lingkungan.

Aplikasi lain adalah untuk mikrofon kristal. Gelombang suara di udara dapat membelokkan diafragma yang terhubung ke anggota piezoelektrik yang mengubah gelombang suara menjadi sinyal listrik. Dalam operasi yang sebaliknya, sinyal listrik dapat menyebabkan transduser piezoelektrik dalam loudspeaker bergerak, sehingga menghasilkan suara.






sumber & referensi : 
https://www.livescience.com/51656-static-electricity.html
http://pwg.gsfc.nasa.gov/Electric/-E15-static.htm
http://www.loc.gov/rr/scitech/mysteries/static.html

Share :