RINGKASAN MATERI LISTRIK STATIS PADA FISIKA YANG MUDAH DIPELAJARI

A. HUKUM COULOMB
Hukum Coulomb menyatakan bahwa:
"Besarnya gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua benda yang bermuatan listrik adalah sebanding dengan besarnya masing-masing muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda tersebut".

Artinya:

• Semakin besar muatan listrik kedua benda yang berinteraksi, semakin besar gaya tarik-menarik atau tolak-menolak kedua benda tersebut.
• Semakin besar jarak kedua benda yang berinteraksi, semakin kecil gaya tarik-menarik atau tolak-menolak kedua benda tersebut.

Ada dua kemungkinan gaya yang berlaku dari hukum Coulomb, yaitu:
1. 

2.

 

Dari Hukum Coulomb, besarnya gaya yang bekerja pada benda yang bermuatan listrik dapat dirumuskan sebagai berikut:

F = gaya Coulomb (N)

k = konstanta dengan besar 9 x 10⁹ Nm²/C

q₁ = besarnya muatan benda 1 (C)

q₂ = besarnya muatan benda 2 (C)

r = jarak antara kedua muatan (m)

B. ELEMEN PRIMER DAN ELEMEN SEKUNDER

a. Elemen Primer

Elemen primer adalah sumber arus dari bahan kimia yang reaksi bahan kimianya tidak dapat dibalikkan, sehingga elemen ini hanya dapat dipakai selama rekasi di dalamnya masih dapat berlangsung.

1. Elemen Volta

Elemen volta dirancang oleh ilmuwan Italia bernama Alessandro Volta. Elemen ini terdiri atas sebuah bejana berisi larutan asam sulfat encer yang diberi lempeng tembaga dan lempeng seng. 

Adanya reaksi kimia, menyebabkan lempeng tembaga bermuatan positif karena kekurangan elektron yang disebut kutub positif dan lempeng seng bermuatan negatif karena kelebihan elektron disebut kutub negatif. 

Jika kedua kutub ini dihubungkan dengan kawat penghantar melalui sebuah lampu, maka elektron akan mengalir dari kutub negatif ke kutub positif sehingga lampu menyala.

2. Elemen Leclanche

Elemen Leclanche ditemukan oleh Georges Leclanche. Elemen ini terdiri atas bejana berisi larutan amonium klorida yang diberi batang karbon sebagai kutub positif dan lempeng seng sebagai kutub negatif. 

Batang karbon dikelilingi oleh campuran serbuk karbon dengan oksida mangan yang berfungsi menyerap gelembung-gelembung gas yang terjadi selama muatan listrik mengalir.

3. Elemen Kering (batu baterai)

Pada dasarnya elemen kering merupakan elemen Leclanche yang telah dimodifikasi. 

Kutub positif elemen kering berupa batang karbon dikelilingi campuran oksida mangan dan arang (salmiak) yang dimampatkan. 

Kutub positif ini diletakkan di dalam wadah yang terbuat dari seng berisi pasta amonium klorida yang diberi penyekat agar tidak mengering. Wadah ini berfungsi sebagai kutub negatif elemen. Elemen kering memberikan ggl sebesar 1,5 V.

b. Elemen Sekunder

Elemen sekunder adalah sumber arus dari bahan kimia yang reaksi kimianya dapat dibalikkan sehingga elemen ini dapat diisi ulang dengan cara mengisinya.

Hasil reaksinya dapat diubah kembali menjadi bahan semula sehingga disebut juga sebagai akumulator atau accu.
1. Cara kerja aki (accu)

Accu terdiri dari larutan asam sulfat pekat sebagai senyawa elektrolit dengan lempeng timbal dioksida sebagai kutub positif dan lempeng timbal murni sebagai kutub negatif.

Ketika accu mengalirkan muatan listrik, elektron-elektron meninggalkan kutub negatif dan atom-atom timbal menjadi ion-ion timbal yang bereaksi dengan ion sulfat membentuk sulfat tembaga yang mengendap pada lempeng timbal murni.

Pada kutub positif, timbal dioksida, ion hidrogen, ion sulfat, dan elektron bereaksi membentuk sulfat tembaga dan air. Jika kedua lempeng seluruhnya menjadi sulfat tembaga maka tidak ada beda potensial antara keduanya (mati). GGI accu dalam keadaan terisi penuh sekitar 2 V.

2. Mengisi aki (accu)
Mengisi aki adalah mengalirkan arus listrik melalui kutub-kutubnya. Arus listrik dialirkan dengan arah yang berlawanan dengan arah arus ketika aki digunakan, sehingga arus ini akan membalikkan reaksi dan memulihkan lempeng-lempeng ke susunannya semula.

Share this post