Mengenal Muatan Listrik (Electric Charge)

Kita tidak dapat mengatakan apa itu muatan listrik, kita hanya dapat menjelaskan sifat-sifatnya dan perilakunya. Orang Yunani kuno pada tahun 600 SM (Sebelum Masehi) telah menemukan bahwa bila sebatang amber (semacam resin) digosokkan ke wol, maka amber itu akan dapat menarik benda-benda lain. Keadaan ini dikatakan bahwa amber itu telah mendapatkan muatan listrik (electric charge) neto atau menjadi bermuatan. Kata listrik (electric) berasal dari kata dalam bahasa Yunani yaitu elektron yang berarti amber. Bila kita menggosokkan sepatu melewati sebuah permadani nilon maka kita menjadi bermuatan listrik dan kita dapat memberi muatan sebuah sisir dengan melewatkannya melalui rambut kering.

Ekperimen Muatan Listrik

Batang plastik dan bulu, baik yang asli maupun yang palsu, sangat baik untuk mendemonstrasikan fenomena elektrostatik yaitu interaksi di antara muatan muatan listrik yang diam atau hampir diam. Gambar 1 berikut ini memperlihatkan dua batang plastik dan selembar bulu. Setelah kita memberi muatan setiap batang dengan cara menggosoknya dengan selembar bulu itu kita mendapatkan bahwa batang-batang itu saling tolak

Gambar 1. Interaksi antara batang plastik digosokkan pada bulu

Bila kita menggosok batang-batang kaca (Gambar 2) dengan sutra, maka batang-batang kaca itu juga menjadi bermuatan dan saling tolak-menolak.

Gambar 2 Interaksi antar batang kaca digosok pada sutra

Tetapi batang plastik bermuatan menarik batang kaca bermuatan (Gambar 3). Lebih jauh lagi batang plastik dan bulu saling tarik-menarik dan batang kaca dan sutra saling tarik-menarik. 

Gambar 3 Interaksi antar benda dengan muatan berlawanan

Eksperimen-eksperimen ini dan banyak eksperimen lain yang serupa telah memperlihatkan bahwa ada dua jenis muatan listrik, yaitu jenis muatan pada batang plastik yang digosok dengan bulu dan jenis muatan pada batang kaca yang digosok dengan sutra. Benjamin Franklin (1706-1790) menyarankan untuk menamakan kedua jenis muatan itu berturut-turut sebagai muatan negatif dan positif dan nama ini masih digunakan. Batang plastik dan sutra mempunyai muatan negatif, batang kaca dan bulu mempunyai muatan positif. Dua muatan positif atau dua muatan negatif akan saling tolak menolak. Sebuah muatan positif dan sebuah muatan negatif akan saling tarik-menarik.

Tarikan dan tolakan dari dua benda bermuatan kadang-kadang dirangkum sebagai muatan-muatan sejenis tolak menolak dan muatan-muatan yang berlawanan (tidak sejenis) tarik menarik, tetapi harus diingat bahwa ucapan muatan muatan sejenis tidak berarti bahwa kedua muatan itu persis identik hanya bahwa kedua muatan mempunyai tanda aljabar yang sama keduanya positif atau keduanya negatif. Muatan-muatan yang berlawanan berarti bahwa kedua benda mempunyai muatan listrik dan muatan-muatan itu mempunyai tanda yang berlawanan, satu positif dan yang lainnya negatif.

Salah satu aplikasi teknologi dari gaya-gaya di antara benda-benda bermuatan adalah mesin fotocopy. Daerah-daerah yang bermuatan positif dari tabung pembentuk bayangan pada mesin itu menarik partikel-partikel bermuatan negatif dari toner. Bila selembar kertas ditempatkan bersentuhan dengan tabung itu partikel-partikel toner melekat pada kertas dan membentuk sebuah bayangan.

Sumber

Young, H.,D., dan Freedman, R.,A., 2007, University Physics 11^th edition, Pearson-Addison Wesley, New York.