Pengertian Muatan Listrik Disertai Jenis, Ciri-Ciri, dan Rumus Dalam Ilmu Fisika

Pengertian apa itu Muatan Listrik, Jenis-Jenis, Ciri-Ciri, dan Rumusannya - Kemajuan teknologi yang terus berlangsung dan berkembang mengakibatkan peningkatan yang sangat signifikan dalam peran energi listrik.

Perkembangan ini sejalan dengan evolusi perangkat elektronik yang mana tanpa adanya pasokan listrik, maka penggunaan perangkat elektronik ini menjadi tidak mungkin berfungsi sebagaimana mestinya.

Perangkat elektronik hingga saat ini sudah banyak tersebar diberbagai macam tempat, seperti pabrik, sekolah, perkantoran, hingga rumah-rumah hunian, hingga dijalanan.

Bahkan, disaat sekarang ini hampir setiap individu yang berwujud manusia sudah memiliki perangkat elektronik, misalnya telepon genggam atau ponsel pintar yang bisa disimpan disaku celana ataupun tas sebagai pengganti teman perjalanan saat bepergian sendirian yang entah mau kemana tujuan bepergiannya.

Bisa jadi tujuan bepergiannya untuk pergi bekerja, pergi sekolah, pergi berlibur, pergi healing, pergi mengejar kekasih gelap, pergi berhura-hura, dan masih banyak tujuan berpergian lainnya yang tidak mungkin kita sebutkan satu-persatu didalam artikel ini.

Oleh sebab itu, energi listrik dapat dianggap sebagai salah satu kebutuhan pokok manusia saat ini. Perihal ini, disebabkan oleh ketergantungan kita yang hampir mutlak terhadap benda tersebut dalam menjalani aktifitas sehari - hari.

Dalam konteks ini, baik individu atau perorangan ataupun entinitas swasta maupun pemerintah sangat memerlukan pasokan listrik yang stabil. Katergantungan semacam ini akan menjadi nyata ketika terjadi pemadaman listrik yang dapat menyebabkan ketidaknyamanan bagi hampir semua orang, oleh karena gangguan dalam aktifivitas yang sedang dijalankan.

Energi listrik itu sendiri tidak memiliki kemampuan untuk bisa bergerak secara bebas. Gerakan dalam listrik disebabkan oleh adanya muatan listrik didalamnya! Muatan listrik ini memiliki rumus matematis yang terkait, sehingga setiap individu dapat menghitungnya.

Melalui perhitungan muatan listrik, kita dapat memahami bahwa muatan listrik memiliki sifat saling tolak dan tarik yang mempengaruhi interaksi antara satu dengan yang lainnya.

So, artikel ini akan mengulas tentang konsep muatan listrik mulai dari pengertian hingga rumus perhitungannya. Buat sobat gypsum yang ingin mengetahuinya, bisa simak penjelasannya hingga selesai dalam halaman ini.

Pengertian Apa Itu Muatan Listrik

Menurut definisi yang termuat dalam KBBI (Kamus Besar Bahasa Indonesia), muatan listrik adalah muatan yang saling tolak menolak atau muatan yang tidak menarik dengan gaya yang nilainya ditentukan oleh hukum.

Maka oleh karena itu, muatan listrik tidak dapat dianggap sebagai sifat yang ada dalam suatu objek dan dapat mempengaruhi objek lain, bilamana objeknya memiliki muatan listrik.

Pengetahuan tentang ilmu muatan listrik di temukan oleh ilmuwan bernama Benjamin Franklin. Ia membuat penemuan ini saat melakukan eksperimen menggunakan sebatang batang karet dan bulu domba.

Dalam eksperimennya Franklin menggosokan batang karet ke bulu domba dan menyaksikan hasilnya, dimana hasil eksperimennya mengungkapkan bahwa batang karet memiliki kemampuan untuk saling tarik menarik dengan batang kaca saat keduanya berada dalam jarak terdekat.

Ya, dari hasil eksperimennya Benjamin Franklin mengambil kesimpulan bahwa batang karet yang digosok memiliki muatan listrik yang tersimpan didalamnya. Ia juga menyadari bahwa setiap muatan pada suatu objek tidak dapat dihilangkan begitu saja, melainkan bergantung pada jumlah elektron yang berlebihan atau kurang pada objek tersebut.

Tak hanya itu, Benjamin Franklin juga mencatat bahwa objek atau benda dengan muatan listrik yang serupa akan saing tolak menolak ketika didekatkan. Sementara, benda-benda dengan muatan listrik yang berbeda akan terjadi saling tarik menarik.

Dari penelitian yang telah dilakukan oleh Benjamin Franklin tersebut, kita dapat memahami cara untuk mendeteksi muatan listrik dalam suatu objek atau benda.

Salah satu cara sederhana untuk melakukannya adalah dengan menggosokan kedua objek atau benda tersebut secara bersamaan! Ketika dua benda atau objek digosok bersamaan, maka elektron akan berpindah dari objek ke benda (objek) lainnya.

Apabila suatu benda telah kehilangan elektron, objek atau benda tersebut akan menjadi bermuatan positif. Sementara, objek atau benda yang meneriman elektron akan berubah menjadi muatan negatif. Akibat dari perubahan ini,kedua objek atau benda tersebut akan saling tarik menarik.

Lebih lanjut Benjamin Franklin menjelaskan, bahwa perpindahan muatan dari satu objek ke objek atau dari benda ke benda lainnya adalah konsekuensi dari prinsip kekekalan muatan.

Benjamin franklin juga menyatakan bahwa ketika dua benda digosokan secara bersamaan itu tidak menciptakan energi listrik baru, melainkan hanya memindahkan muatan listrik dari satu benda ke benda lainnya. Selain itu selama proses penggosokan, maka jumlah muatan listrik pada kedua benda tersebut tetaplah nol.

Pada dasaranya, kita tidaklah perlu menggosokan kedua objek atau benda bersamaan untuk menentukan muatannya.

Cukup dengan menempatkan keduanya secara berdekatan dan bila terjadi saling tarik menarik antar keduanya, maka dapat disimpulkan bahwa keduanya memiliki muatan listrik.

Singkatnya, metode menggosokan benda hanya mempermudah kita dalam menentukan muatan listrik pada objek atau bendan itu sendiri.

Dengan penemuan konsep muatan listrik, perkembangan dalam bidang kelistrikan mengalami kemajuan yang signifikan sekaligus menjadikannya sebagai salah satu pencapaian terpenting dalam dunia kelistrikan didunia.

Oleh karena itu, banyak yang mengakui peran penting ilmuwan Benjamin Franklin dalam kemajuan ini.

Simbol dan Satuan Muatan Listrik

Muatan listrik memiliki Satuan Internasional (SI) yang disebut dengan Coulomb (C). Dalam SI, simbol yang digunakan untuk muatan listrik adalah Q.Q yang melambangkan nilai muatan listrik dalam satuan Coulomb.

Muatan listrik pada suatu objek atau benda dapat berupa nilai positif yang terkait dengan proton atau bermuatan negatif yang berkaitan dengan elektron.

Dengan adanya simbolan SI (Satuan Internasional) yang dipergunakan, muatan listrik kini telah diadopsi oleh berbagai peneliti di seluruh penjuru dunia terutama dalam penelitian yang terkait dengan kelistrikan atau magnetisme.

Perihal tersebut terjadi, dikarenakan penggunaan muatan listrik dapat sangat membantu dalam penelitian khususnya yang terfokus pada konsep atom, proton, dan elektron.

Muatan listrik pada dasarnya adalah akumulasi dari muatan atom dalam suatu objek atau benda.

Jika atom memiliki kelebihan elektron, maka akan menghasilkan muatan positif. Sedangkan jika atom memiliki kelebihan proton, maka akan menghasilkan muatan listrik negatif.

Sementara itu, besaran muatan listrik ditemukan oleh Robert Albert Milikan yang menetapkan besaran nilainya, sebesar 1.602x10-19.

Dengan kata lain, satu muatan lsitrik pada proton setara dengan (1.602x10-19). Begitu pula dengan dengan satu muatan listrik pada elektron memiliki yang sama, yakni sebesar (1.602x10-19).

Siapa Benjamin Franklin

Pada tanggal 17 Januari 1706, seorang ilmuwan bernama Benjamin Franklin dilahirakan. Selama hidupnya, ia berhasil menciptakan banyak penemuan yang masih relevan hingga hari ini.

Franklin dikenal sebagai seorang yang beragam macam bakat yang menggeluti berbagai profesi dan mampu mengumpulkan kekayaan dengan jumlah yang cukup besar. Diantara beragam pekerjaan yang dijalani, yakni selain termasuk sebagai seorang ilmuwan juga merupakan sebagai gubernur, penerbit, wartawan, hingga seorang pengarang.

Kelahiran Benjamin Franklin terjadi di Milk Street, Boston, Amerika Serikat. Ayahnya yang pernah menikah 2 kali memiliki total 17 anak. Dalam keluarganya, Benjamin Franklin merupakan anak termuda dari dua pernikahan anaknya.

Jadi, bagi ayah Benjamin Franklin itu sendiri bahwa pepatah "Banyak Anak Banyak Rejeki" memang benar adanya. So, sobat gypsum bisa mencontoh jejak ayahnya Benjamin Franklin untuk membuat banyak anak agar bisa menciptakan satu anak yang cerdas dan berbakat serta berakal sehat seperti Benjami Franklin.

Minat Benjamin Franklin dalam hal diplomasi sangatlah jelas, terutama karena perannya sebagai salah satu pemimpin dalam Revolusi Amerika dan juga sebagai salah satu sosok yang ikut andil dalam penandatangan Deklarasi Kemerdekaan Amerika.

Selain itu, ia juga memiliki pengalamansebagai Gubernur Pennsylvania ke-6 selama 3 tahun lamanya dari mulai tanggal 18 Oktober 1785 hingga 5 November 1788.

Dan tidak hanya itu, Benjamin Franklin juga memegang peran sebagai kepala kantor pos pertama di Amerika dan menjadi salah satu pencetus pendirian perpustakaan umum pertama di Amerika Serikat.

Minatnya dalam bidang kelistrikan mendorongnya untuk melakukan berbagai penelitian yang mendalam.

Ia telah mengabdikan banyak waktu dan usaha dalam berbagai penelitian kelistrikan yang telah menghasilkan inovasi-inovasi yang masih relevan hingga saat ini.

Beberapa contohnya adalah penemuan sistem penangkal petir dan kontribusinya dalam hal pemahaman tentang muatan listrik.

Saat menemukan penangkal petir, ia melakukan percobaan unik dengan menggunakan layang-layang untuk menguji kemampuan layang-layang dalam mengalirkan listrik dan percobaan ini dikenal dengan percobaan layang-layang.

Sementara itu, dalam penemuannya tentang muatan listrik, Benjamin Franklin melakukan penelitian dengan menggosok batang karet pada dulu domba.

Selanjutnya, ia mendekatkan batang karet tersebut pada batnag kaca dan hasilnya adalah terjadinya tarikan antara batang karet dan kaca.

Benjamin Franklin meninggal, pada tanggal 17 April 1790. Meskipun telah meninggalkan kita semua dalamwaktu yang sangat lama bahkan sebelum Indonesia merdeka, namun penemuan - penemuan dan konstribusinya dalam dunia diplomasi masih memberikan dampak yang positif yang bisa kita rasakan hingga saat ini.

Macam Jenis Muatan Listrik

Kita kembali ke laptop...!!! - Penemuan tentang muatan listrik tidak hanya mencakup pengertian, simbol, dan satuan saja. Tetapi, juga melibatkan pengkategorian jenis-jenisnya.

Benjamin Franklin sebagai sang penemunya membagi muatan listrik menjadi dua kategori, yaitu muatan positif yang terkait dengan proton dan muatan negatif yang terkait denagn elektron.

1. Proton (Muatan Positif)

Menurut Benjamin Frangklin, muatan listrik positif (proton) memiliki sifat saling tolak menolak dengan benda atau objek yang juga memiliki muatan positif yang serupa. Dengan kata lain, muatan listrik proton adalah muatan positif yang dimiliki oleh partikel subatom yang di sebut proton.

Muatan positif tersebut memiliki besaran yang sama besar dengan muatan negatif yang di miliki oleh elektron, tetapi berlawanan tanda.

Proton membawa muatan positif yang seimbang dengan muatan negatif dari elektron dalam atom.

Muatan ptoron ini sangat penting, karena akakn menentukan interaksi antar partikel dalam atom dan membantu menjada keseimbangan muatan dalam inti atom, bersama dengan muatan negatif dari elektrom.

2. Elektron (Muatan Negatif)

Benjamin Franklin juga menjelaskan bahwa suatu muatan akan menunjukan sifat tolak menolak benda atau objek mendekati plastik bermuatan yang akan mengakibatkan tolak menolak.

Jadi, elektron adalah partikel subatom yang memiliki muatan negatif. Dalam atom, elektron berputar mengelilingi inti dari atom yang terdiri dari proton (muatan positif) dan neuron.

Muatan negatif elektron ini berlawanan dengan muatan positif proton dalam atom, sehingga elektron dan proton akan saling tarik menarik satu sama lain. Muatan negatif elektron ini memiliki peran penting dalam ilmu kimia dan fisika, dimana keduanya ikut terlibat dalam pembentukan ikatan kimia dan juga dalam pembangkitan arus listrik dalam konduktor.

Untuk penjelasan yang lebih detail, berikut ini akan dibahas bagaimana muatan listrik dapat di hitung berdasarkan jumlah proton bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif:

• Jika suatu benda atau objek memiliki jumlah elektron yang melebihi jumlah proton, maka objek atau benda tersebut bermuatan negatif (Σ elektron > Σ proton).
• Bila suatu objek atau benda mempunyai jumlah elektron yang lebih rendah, maka benda atau objek tersebut tergolong sebagai bermuatan positif (Σ elektron < Σ proton).
• Jika suatu benda atau objek mempunyai jumlah proton yang lebih besar daripada jumlah elektron, maka objek atau benda tersebut akan mempunyai muatan positif (Σ proton > Σ elektron).
• Bila suatu objek atau benda mempunyai jumlah proton yang lebih kecil daripada jumlah elektron, maka benda atau objek tersebut akan mempunyai muatan negatif (Σ proton < Σ elektron).
• Dan jika jumlah elektron dan jumlah proton dalam suatu benda atau objek sama, maka objek atau benda tersebut mempunyai muatan netral (Σ elektron = Σ proton).

Ciri Khas Muatan Listrik

Setelah mengetahui jenis-jenis muatan listrik diatas, selanjutnya kita ketahui pula ciri khas atau ciri-ciri dari muatan listrik, sebagai berikut:

1. Ada Dua Jenis Muatan Listrik

Salah ciri-ciri muatan listrik adalah pembagiannya terbagi menjadi dua jenis, yaitu muatan listrik negatif (elektron) dan muatan listrik positif (proton). Kedua jenis muatan ini dapat berpindah antara satu benda atau objek ke objek atau benda lainnya.

Karakteristik muatan listrik dalam sebuah objek atau benda dapat dibedakan sebagai muatan positif, bila jumlah elektron dalam benda atau objek tersebut lebih banyak daripada jumlah proton-nya.

Begitupun sebaliknya, muatan negatif terdapat didalamnya ketika jumlah elektronnya lebih sedikit daripada jumlah proton.

Sehingga kata-kata lebih sederhanya adalah semakin banyak elektron dalam suatu bende atau objek, maka semakin besar muatan negatifnya dan begitu juga belaiknya.

2. Muatan Listrik Yang Sifatnya Kekal

Muatan listrik dalam suatu benda atau objek adalah bagian dari muatan yang sifatnya kekal, sesuai dengan prinsip hukum kekekalan muatan yang dikemukakan oleh Benjamin Franklin. Dan ini artinya muatan baik yang positif ataupun yang negatif tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan.

Fenonema semacam ini, bisa diamati pada dua jenis benda atau objek yang berbeda ketika didekatkan ataupun digosokan satu sama lain yang dapat menghasilkan muatan litrik.

Interaksi tarik menarik keduanya terjadi ketika muatan listrik negatif (elektron) dapat berpindah dari satu objek atau benda ke benda atau objek lainnya.

Namun, bila muatan listrik elektron (negatif) tidak berpindah ke benda atau objek lain, maka interaksi yang terjadi adalah benda atau objeknya akan saling tolak menolak.

3. Muatan Listrik Yang Saling Berinteraksi

Salah satu karakteristik atau ciri-ciri muatan listrik yang ketiga adalah kemampuan muatan listrik pada suatu benda atau objek untuk saling tarik menarik dan saing tolak menolak dengan benda atau objek lainnya.

Ciri-ciri atau karakteristik muatan listrik ini dapat diamatai dengan mendekatkan salah satu obje atau benda atau cara mudahnya dengan menggosok salah satu objek dan kemudian mendekatkannya pada objek atau benda yang satunya lagi.

4. Muatan Listrik Sebagai Konsep Fisika

Karakter atau ciri khas (ciri-ciri) muatan listrik yang keempat, adalah bahwa muatan listrik ini merupakan sebuah konsep fisika yang dapat di ukur.

Hal ini terlihat melalui adanya rumus yang menghubungkan muatan listrik serta adanya SI (Satuan Internasional) muatan listrik, yakni coulomb.

Muatan Listrik bahkan mempunyai simbol tersendiri, simbol "Q". Dalam satu muatan listri proton setara dengan (1.602 x 10^-19) dan muatan listrik elektron juga setara dengan (1.602 x 10^-19).

Konsep muatan listrik ilmu fisika memungkinkan kita untuk menghitung jumlah muatan listrik yang ada dalam sebuah materi atau objek ataupun benda.

Rumus Muatan Listrik

Secara mendasar, rumus yang digunakan untuk menghitung muatan listrik dalam satu benda atau objek adalah turunan dari rumus hukum coulomb.

Hukum tersebut pertama kali ditemukan oleh seorang ilmuwan bernama Charles Augustin de Coulomb. Dalam penelitannya, coulomb mengungkapkan hubungan antara gaya listrik dengan besarnya muatan-muatan dan jarak antar keduanya.

Oleh karena itu, Charles Augustin de Coulomb menciptakan hubungan yang dikenal sebagai "ukum Coulomb" yang menyatakan, bahwa:

"Besaran gaya tarik menarik dan tolak menolak sebanding dengan besar muatan masing-masing dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar keduanya."

Berikut adalah rumus dari "Hukum Coulomb":

Keterangan:

• "F = Gaya tolak-menolak atau tarik-menarik, diukur dalam satuan newton (N).
• q1 = Besar muatan pertama, diukur dalam satuan coulomb (C).
• q2 = Besar muatan kedua, diukur dalam satuan coulomb (C).
• r = Jarak antara dua benda bermuatan, diukur dalam satuan meter (m)."
• "k = Konstanta pembanding dengan nilai 9 x 10^9 Nm²/C²"

Kesimpulan

Jadi kesimpulannya, Benjamin Franklin adalah seorang penemu konsep muatan listrik dan ia menegaskan bahwa muatan listrik mempunyai sifat kekal yang tidak dapat di ciptakan ataupun dimusnahkan. Melalui penemuannya tersebut, kita mendapatkan pemahaman bahwa dalam dalam suatu objek atau benda terdapat muatan negatif (elektron) dan muatan positif (proton).

Berkat penemuan Benjamin Franklin, kita jadi memahami bahwa dua benda atau objek dapat saling tarik menarik dan ini menunjukan adanya muatan listrik yang berbeda di kedua objek atau benda tersebut. Sebaliknya, ketika dua benda yang digosokan akan saling tolak menolak yang menandakan bahwa muatan listrik di kedua benda ata objek tersebut sejenis.

Itulah pengertian, jenis, ciri-ciri, dan rumus muatan listrik dalam ilmu kimia dan fisika yang dapat larantukagypsum.com sampaikan.

Apakah ini bisa membantu? Sekian dan terimakasih atas kunjungannya, semoga bermanfaat. Jangan lupa, untuk mengunjungi artikel menarik lainnya seputar listrik hanya di di situs larantukagypsu.com, situsnya para tukang plafon profesional sedunia. Akhir kata, wasaalam.

Berbagi :