Listrik Statis

1. Muatan Listrik

Muatan listrik adalah muatan dasar yang dimiliki suatu benda, yang membuatnya mengalami gaya pada benda lain yang berdekatan dan juga memiliki muatan listrik. Simbol Q sering digunakan untuk menggambarkan muatan. Sistem Satuan Internasional dari satuan Qadalah coulomb, yang merupakan 6.24 x 1018 muatan dasar. Q adalah sifat dasar yang dimiliki oleh materi baik itu berupa proton(muatan positif) maupun elektron (muatan negatif). Muatan listrik total suatu atom atau materi ini bisa positif, jika atomnya kekurangan elektron. Sementara atom yang kelebihan elektron akan bermuatan negatif. Besarnya muatan tergantung dari kelebihan atau kekurangan elektron ini, oleh karena itu muatan materi/atom merupakan kelipatan dari satuan Q dasar. Dalam atom yang netral, jumlah proton akan sama dengan jumlah elektron yang mengelilinginya (membentuk muatan total yang netral atau tak bermuatan).

2. Gaya Coulomb

Kita sudah tahu, bahwa dua muatan yang sejenis akan tarik-menarik dan dua muatan yang tidak sejenis akan tolak-menolak. Ketika sudah kelas IX SMP, pengetahuan itu belum cukup. Kita juga harus tahu berapa besar gaya tarik-menariknya dan berapa gaya tolak-menolaknya.

Charles Augustin de Coulomb, menemukan hubungan antara gaya listrik dengan besar muatan-muatan dan jarak antara kedua muatan tersebut. Hubungan ini disebut sebagai Hukum Coulomb.

“Besarnya gaya tarik-menarik dan tolak-menolak sebanding dengan besar muatan masing-masing dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua muatan”.

Hukum Coulomb adalah hukum yang menjelaskan hubungan antara gaya yang timbul antara dua titik muatan, yang terpisahkan jaraktertentu, dengan nilai muatan dan jarak pisah keduanya.

Hukum ini menyatakan apabila terdapat dua buah titik muatan maka akan timbul gaya di antara keduanya, yang besarnya sebanding dengan perkalian nilai kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar keduanya. Interaksi antara benda-benda bermuatan (tidak hanya titik muatan) terjadi melalui gaya tak-kontak yang bekerja melampaui jarak separasi. Adapun hal lain yang perlu diperhatikan adalah bahwa arah gaya pada masing-masing muatan terletak selalu sepanjang garis yang menghubungkan kedua muatan tersebut. Gaya yang timbul dapat membuat kedua titik muatan saling tarik-menarik atau saling tolak-menolak, tergantung nilai dari masing-masing muatan. Muatan sejenis (bertanda sama) akan saling tolak-menolak, sedangkan muatan berbeda jenis akan saling tarik-menarik.

3. Kuat Medan Listrik

Medan listrik adalah efek yang ditimbulkan oleh keberadaan muatan listrik, seperti elektron, ion, atau proton, dalam ruangan yang ada di sekitarnya. Medan listrik memiliki satuan N/C atau dibaca Newton/coulomb. Medan listrik umumnya dipelajari dalam bidang fisika dan bidang-bidang terkait, dan secara tak langsung juga di bidang elektronika yang telah memanfaatkan medan listrik ini dalam kawat konduktor (kabel).

 

Muatan listrik dapat bernilai negatif, nol (tidak terdapat muatan atau jumlah satuan muatan positif dan negatif sama) dan negatif. Nilai muatan ini akan memengaruhi perhitungan medan listrik dalam hal tandanya, yaitu positif atau negatif (atau nol). Apabila pada setiap titik di sekitar sebuah (atau beberapa) muatan dihitung medan listriknya dan digambarkan vektor-vektornya, akan terlihat garis-garis yang saling berhubungan, yang disebut sebagai garis-garis medan listrik. Tanda muatan menentukan apakah garis-garis medan listrik yang disebabkannya berasal darinya atau menuju darinya. Telah ditentukan (berdasarkan gaya yang dialami oleh muatan uji positif), bahwa

• muatan positif (+) akan menyebabkan garis-garis medan listrik berarah dari padanya menuju keluar,
• muatan negatif (-) akan menyebabkan garis-garis medan listrik berarah menuju masuk padanya.
• muatan nol ( ) tidak menyebabkan adanya garis-garis medan listrik.

Read More

Prinsip Dasar Listrik Menurut Al-Qur'an

"Allah (pemberi) cahaya (kepada) langit dan bumi. Perumpamaan cahaya Allah adalah seperti sebuah lubang yang tidak tembus, yang di dalamnya ada pelita besar. Pelita itu di dalam kaca, kaca itu seakan-akan bintang (yang bercahaya) seperti mutiara, yang dinyalakan dengan minyak dari pohon yang banyak berkahnya (yaitu) pohon zaitun yang tumbuh tidak di sebelah timur dan tidak pula di sebelah barat, yang minyaknya saja hampir-hampir menerangi walaupun tidak di sentuh api, cahaya di atas cahaya, Allah membimbing kepada Cahaya-Nya siapa yang dia kehendaki dan Allah membuat perumpamaan-perumpamaan bagi manusia dan Allah Maha Mengetahui segala sesuatu."(Al-Qur'an surat An Nur : 35)

Sekilas Tentang Listrik
Setiap benda terdiri dari bagian-bagian yang sangat kecil, yang disebut molekul.
Apabila molekul ini dibagi lagi menjadi bagian yang lebih kecil, sehingga bagian-bagian kecil ini disebut atom.
Tiap-tiap atom mempunyai satu inti yang disebut proton.


Proton mempunyai listrik yang bermuatan positif (+), dan dalam keadaan tidak bergerak(diam).
Proton ini dikelilingi oleh satu atau beberapa benda yang sangat kecil, dan benda ini disebut elektron.
Elektron ini  mengandung muatan listrik negatif (-) dan berputar mengelilingi proton dengan kecepatan kira-kira 300.000km/detik.
Elektron berputar secara berkelompok-kelompok dalam beberapa lapisan, sedang elektron-elektron yang tidak ikut serta dalam satu kelompok terpaksa berputar sendiri pada lapisan terluar dari proton.
Elektron yang berada pada lapisan terluar ini disebut elektron bebas.
  

  
Elektron bebas ini cenderung dan mudah sekali untuk berpindah keatom lain yang berada disekitarnya, dimana selanjutnya elektron ini turut berputar mengelilingi proton dari atom yang bersangkutan.
Akibat dari perpindahan elektron bebas itu, meka terjadi kekosongan di dalam atom yang ditinggalkan dan diisi oleh elektron-elektron bebas yang berasal dari atom lain.
Apabila pergerakan dari elektron bebas ini teratur kesatu arah (disebut aliran elektron), maka timbul aliran listrik (muatan listrik).
Jadi arus listrik timbul karena adanya aliran elektron.
Arus listrik diluar sumbernya mengalir dari kutub positif ke kutub negatif dan di dalam sumbernya dari kutub negatif ke kutub positif.
Jadi aliran arus listrik adalah kebalikan dari arah aliran elektron. 

Di abad modern ini, listrik sangatlah penting dalam kehidupan sehari-hari. Begitu pentingnya hampir tidak ada teknologi tanpa menggunakan listrik, dengan kata lain listrik sudah menjadi bagian penting dalam kehidupan sehari-hari. Di Pusat Pembangkit Listrik, energi primer (seperti minyak, batubara, gas, panas bumi dan lain-lain) di ubah menjadi energi listrik, alat pengubah energi tersebut adalah generator / alternator, generator mengubah energi mekanis (gerak) menjadi energi listrik. Adanya perpindahan energi dalam suatu rangkaian akan membangkitkan medan listrik (elektro magnetik) sehingga timbullah apa yang disebut dengan arus listrik.

Listrik Dalam Al-Qur'an Surat An Nur ayat 35

Al-Qur'an bukan hanya berbicara tentang Ibadah, kehidupan ataupun sejarah, ternyata Al-Qur'an juga berbicara tentang ilmu pengetahuan dan teknologi (dalam hal ini listrik) seperti surat An Nur ayat 35, yang artinya: "Allah (pemberi) cahaya (kepada) langit dan bumi. Perumpamaan cahaya Allah adalah seperti sebuah lubang yang tidak tembus, yang di dalamnya ada pelita besar. Pelita itu di dalam kaca, kaca itu seakan-akan bintang (yang bercahaya) seperti mutiara..."

Analisa ayat: Apabila kita amati sebuah bola lampu yang diletakkan di dinding dalam ruangan yang gelap, maka ketika lampu dinyalakan akan memberikan cahaya/pelita ke seluruh ruangan, bola lampu tersebut seperti sebuah lubang yang bercahaya dan cahayanya tidak tembus ke ruangan lainnya.
Bola lampu ditutupi oleh kaca yang kedap udara yang berguna untuk menimbulkan radiasi pada kumparan yang ada dalam kaca. Efek cahaya itu akan semakin jelas terlihat apabila lampu tersebut ditempatkan semakin tinggi, seperti sebuah bintang yang bercahaya. Menurut penulis ayat ini menuliskan perumpamaan sebuah lampu.

Lanjutan ayat: "...yang dinyalakan dengan minyak dari pohon yang banyak berkahnya (yaitu) pohon zaitun yang tumbuh tidak di sebelah timur dan tidak pula di sebelah barat, yang minyaknya saja hampir-hampir menerangi walaupun tidak di sentuh api, cahaya diatas cahaya,..."
Hal yang menarik bagi penulis adalah kalimat "...yang tumbuh
tidak di sebelah timur dan tidak pula di sebelah barat..", apabila kita memperhatikan arah mata angin, kalau bukan timur dan barat, bukankah ini berarti utara dan selatan, sedangkan dalam teori kemagnetan utara dan selatan adalah kutub magnet, magnet (elektromagnetik) berguna sebagai pembangkit induksi listrik untuk menghasilkan energi listrik.
Dalam ayat ini kata pohon zaitun seumpama generator dan minyak seumpama arus listrik dimana apabila arus dengan kutub yang berbeda dihubungkan akan menimbulkan percikan ("...minyaknya hampir-hampir menerangi walaupun tidak disentuh api...").
Menurut penulis, ayat ini jelas-jelas menulis tentang listrik dan bola lampu, yang disampaikan melalui perumpamaan-perumpamaan, sesuai dengan kelanjutan ayat tersebut "...Allah membimbing kepada Cahaya-Nya siapa yang dia kehendaki dan Allah memperbuat perumpamaan-perumpamaan bagi manusia dan Allah Maha Mengetahui segala sesuatu."

Read More

Fisika dalam Al-Qur’an: Semua Benda Berpasang-pasangan

Bismillah..

Ketika dulu aku menghafal Surah Yasin, aku terpesaona dengan salah satu ayatnya, yaitu ayat 36. Isinya berisi bahwa Allah menciptakan semuanya berpasang-pasangan, baik tumbuh-tumbuhan, manusia, dan yang belum diketahui. Ketika membaca ayat itu, pikiranku langsung teringat dengan pelajaran Fisika Inti, di sana diterangkan bahwa setiap partikel yang menyusun benda-benda di alam semesta ini berpasang-pasangan.

Suatu partikel memiliki nama/simbol khusus yang diberi tanda plus (+), sedangkan partikel pasangannya diberi tanda minus (-). Selain itu, di pelajaran Fisika Matematika juga diterangkan adanya fenomena seperti ini. Banyak sekali perkalian yang menggunakan simbol2 yang disertai tanda plus dan minus. Apalgi di mata kuliah Fisika Modern dan Fisika Kuantum, yang mempelajari gerak-gerak benda di dunia atomik, memiliki gambaran yang hampir mirip dengan planet dan satelitnya di alam semesta. Aku terkagum-kagum ketika merenunginya. Allahu akbar!

Alam semesta… alangkah besarnya..

Manusia.. amatlah kecilnya..

Mungkinkah aku mengetahui rahasia di baliknya..

Meskipun satu atom saja..?

= = = = = = =

Penciptaan Yang Berpasang-pasangan

“Maha Suci Tuhan yang telah menciptakan pasangan-pasangan semuanya, baik dari apa yang ditumbuhkan oleh bumi dan dari diri mereka maupun dari apa yang tidak mereka ketahui.” (Al Qur`an, 36:36)

Meskipun gagasan tentang “pasangan” umumnya bermakna laki-laki dan perempuan, atau jantan dan betina, ungkapan “maupun dari apa yang tidak mereka ketahui” dalam ayat di atas memiliki cakupan yang lebih luas. Kini, cakupan makna lain dari ayat tersebut telah terungkap. Ilmuwan Inggris, Paul Dirac, yang menyatakan bahwa materi diciptakan secara berpasangan, dianugerahi Hadiah Nobel di bidang FISIKA pada tahun 1933.

Penemuan ini, yang disebut “parité”, menyatakan bahwa materi berpasangan dengan lawan jenisnya: anti-materi. Anti-materi memiliki sifat-sifat yang berlawanan dengan materi. Misalnya, berbeda dengan materi, elektron anti-materi bermuatan positif, dan protonnya bermuatan negatif. Fakta ini dinyatakan dalam sebuah sumber ilmiah sebagaimana berikut:

“…setiap partikel memiliki anti-partikel dengan muatan yang berlawanan … … dan hubungan ketidakpastian mengatakan kepada kita bahwa penciptaan berpasangan dan pemusnahan berpasangan terjadi di dalam vakum di setiap saat, di setiap tempat.”

Semua ini menunjukkan bahwa unsur besi tidak terbentuk di Bumi, melainkan dibawa oleh meteor-meteor melalui ledakan bintang-bintang di luar angkasa, dan kemudian “dikirim ke bumi”, persis sebagaimana dinyatakan dalam ayat tersebut. Jelas bahwa fakta ini tak mungkin diketahui secara ilmiah pada abad ke-7, di saat Al Qur`an diturunkan.

Read More