Rumus Muatan Listrik, Jenis Jenis, Sifat, dan Contoh Soal – Peran energi llistrik di era perkembangan teknologi ini memang semakin besar, karena kemajuan teknologi tersebut disertai dengan perkembangan alat alat elektronik listrik yang digunakan. Kita dapat menemukan alat alat listrik tersebut di kantor, rumah, pabrik, sekolah, maupun jalan raya. Bahkan sampai sekarang hampir semua orang menggunakan alat elektronik seperti telepon genggam atau handphone.
Kebutuhan listrik sekarang ini memang menjadi salah satu hal pokok yang dibutuhkan oleh manusia. Hal ini dikarenakan apabila tidak ada listrik, maka kita hampir tidak dapat beraktifitas sama sekali. Maka dari itu ketersediaan listrik sangat diperlukan oleh lembaga negeri atau swasta maupun masing masing orang. Jika berhubungan dengan listrik pasti adapula muatan listrik. Apa itu muatan listrik? Bagaimana rumus muatan listrik? Apa saja jenis jenis muatan listrik? Apa saja sifat muatan listrik? Bagaimana cara menyelesaikan contoh soal muatan listrik?
Di dalam sebuah listrik pasti terdapat muatan, karena listrik tidak bergerak dan tidak dapat melakukan gerakan begitu saja. Muatan yang terdapat dalam listrik dapat dinamakan dengan muatan listrik. Pada umumnya muatan listrik dapat dihitung dengan menggunakan rumus tertentu. Muatan listrik sendiri memiliki sifat yang saling tarik menarik dan saling tolak menolak. Pada kesempatan kali ini saya akan menjelaskan tentang rumus muatan listrik, jenis jenis muatan listrik, sifat muatan listrik dan contoh soal muatan listrik. Untuk lebih jelasnya dapat anda simak di bawah ini.
Rumus Muatan Listrik, Jenis Jenis, Sifat, dan Contoh Soal
Ketika di bangku sekolah menengah atas (SMA) tentunya kita pernah diajarkan mengenai materi muatan listrik dalam Fisika. Materi ini pernah diajarkan oleh guru di beberapa kesempatan. Meski begitu masih adapula beberapa siswa yang belum mengerti apa itu muatan listrik.
Dalam materi ini terdapat beberapa hal yang dibahas seperti pengertian muatan listrik, rumus muatan listrik, jenis jenis muatan listrik, sifat muatan listrik dan contoh soal muatan listrik. Materi tersebut sebenarnya tidak terlalu sulit untuk di pahami. Namun banyak yang menganggap bahwa sesuatu hal yang berhubungan dengan listrik pastilah sulit.
Seperti yang sudah saya jelaskan di atas bahwa muatan listrik tersebut dapat saling tarik menarik maupun saling tolak menolak. Adapun penjelasan selengkapnya mengenai muatan listrik yaitu sebagai berikut:
Baca juga : Pengertian Lensa, Jenis Jenis, Rumus dan Pembiasan Cahaya
Pengertian Muatan Listrik
Apa itu muatan listrik? Definisi muatan listrik menurut KBBI (Kamus Besar Bahasa Indonesia) adalah muatan yang tidak tarik menarik atau tolak menolak dengan gaya yang besarnya dapat dicari menggunakan hukum. Selain itu adapula yang mengartikan muatan listrik sebagai sebuah muatan dalam benda yang dapat menghasilkan gaya benda lain apabila di dalamnya terdapat muatan listrik.
Pertama kali Benjamin Franklin menemukan pengetahuan tentang muatan listrik ini. Ilmuan tersebut menemukan muatan listrik saat melakukan percobaan menggunakan bulu domba dan batang karet. Percobaan ini dilakukan dengan cara batang karet digosok gosokkan pada bulu domba. Setelah itu batang karet akan terbentuk reaksi yang dapat menarik batang kaca ketika kedua benda tersebut didekatkan.
Jika muatan listrik memiliki besar yang sama, maka akan saling tolak menolak jika didekatkan. Tetapi berbeda jika muatan listrik dalam benda tersebut berbeda, maka akan saling tarik menarik jika kedua benda itu didekatkan. Ketika kedua benda digosokkan, maka akan terjadi perpindahan elektron dari satu benda ke benda lainnya. Benda yang dimasuki elektron ini akan bermuatan negatif dan benda yang kehilangan elektron akan bermuatan positif. Hal ini akan anda pahami dalam rumus muatan listrik nantinya.
Ilmuan Benjamin Franklin juga menyatakan adanya implikasi hukum kekekalan muatan yaitu terjadinya perpindahan muatan dari satu benda ke benda lainnya. Maka dari itu dapat disimpulkan bahwa kedua benda yang digosokkan akan terjadi perpindahan muatan saja sehingga tidak menimbulkan energi listrik baru. Kemudian jumlah muatannya akan menjadi nol selama kedua benda tadi digosokkan.
Dalam satuan Internasional, muatan listrik dapat disebut juga dengan Coulomb (C) dengan simbol Q. Muatan listrik sebuah benda dapat bermuatan elektron (negatif) maupun proton (positif).
Jenis Jenis Muatan Listrik
Setelah menjelaskan tentang pengertian muatan listrik di atas. Selanjutnya saya akan membahas tentang macam macam muatan listrik yang berkaitan dalam rumus muatan listrik. Adapun jenis jenisnya yaitu:
Proton (Muatan Positif)
Proton atau muatan positif adalah muatan listrik yang bersifat tolak menolak dengan benda bermuatan sejenis.
Elektron (Muatan Negatif)
Elektron atau muatan positif adalah muatan listrik yang bersifat tolak menolak apabila benda dan plastik bermuatan didekatkan.
Cara menentukan muatan listrik ini dapat didasarkan pada jumlah proton dan elektronnya. Maka dari itu hasilnya akan seperti di bawah ini:
- Jika jumlah elektron sebuah benda lebih banyak, maka muatan benda akan negatif (Σ elektron > Σ proton).
- Jika jumlah elektron sebuah benda lebih sedikit, maka muatan benda akan positif (Σ elektron < Σ proton).
- Jika jumlah proton sebuah benda lebih banyak, maka muatan benda akan positif (Σ proton > Σ elektron).
- Jika jumlah proton sebuah benda lebih sedikit, maka muatan benda akan negatif (Σ proton < Σ elektron).
- Jika jumlah proton dan elektron sebuah benda sama, maka muatan benda akan netral (Σ elektron = Σ proton).
Baca juga : Contoh Besaran Vektor, Rumus dan Cara Menyatakan
Sifat Sifat Muatan Listrik
Setelah menjelaskan tentang pengertian muatan listrik dan jenis jenis muatan listrik di atas. Selanjutnya saya akan membahas tentang sifat sifat muatan listrik yang berkaitan dalam rumus muatan listrik. Adapun sifat sifatnya yaitu:
- Muatan listrik tidak sejenis akan tarik menarik dan muatan listrik sejenis akan saling tolak menolak.
- Muatan listrik memiliki hukum kekekalan muatan. Dua muatan listrik yang dimiliki akan menimbulkan sebuah gaya. Gaya antar muatan tersebut bersifat konservatif dan terpusat.
- Muatan listrik termasuk besaran pokok dalam Fisika yang perhitungannya menggunakan satuan Coulomb (C). 1 Coulomb memiliki nilai yang sama dengan 6,24 x 10¹⁸ muatan proton (e). Maka dari itu suatu proton mengandung muatan 1,602 x 10¹⁹ coulomb. Sedangkan suatu elektron mengandung muatan (-)1,602 x 10¹⁹ coulomb.
Rumus Muatan Listrik
Selain pengertian muatan listrik, jenis jenis muatan listrik dan sifat sifat muatan listrik tersebut. Adapula rumus yang digunakan untuk menghitung muatan listrik. Rumus ini berasal dari rumus hukum Coulomb yang pertama kali ditemukan oleh Charles Augustin de Coulomb. Hal ini dikarenakan ilmuan tersebut menemukan hubungan antara jarak kedua muatan dan besar muatan dengan gaya listrik.
Charles Augustin de Coulomb menyatakan hubungan tersebut sebagai hukum coulomb yang bunyinya:
“Besaran gaya yang tolak menolak dan tarik menarik sama dengan besar setiap muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak pada kedua muatan.”
Di bawah ini terdapat rumus muatan listrik yang berasal dari rumus hukum coulomb yaitu:
F = Gaya tarik menarik atau tolak menolak (Newton)
q1 = Besar muatan pertama (C)
q2 = Besar muatan kedua (C)
r = Jarak dua benda yang bermuatan (meter)
k = Konstanta pembanding (9 x 10⁹ Nm²/C²)
Contoh Soal Muatan Listrik
Setelah menjelaskan tentang pengertian muatan listrik, jenis jenis muatan listrik, sifat sifat muatan listrik dan rumus muatan listrik di atas. Selanjutnya saya akan membagikan contoh soal materi muatan listrik terkait rumus tersebut. Adapun contoh soal dan pembahasannya yaitu:
Muatan masing masing dua benda adalah 10 μC dan 12 μC, dimana saling terpisah dengan jarak 10 cm. Tentukan besar gaya tolak menolak yang bekerja dalam muatan tersebut?
Pembahasan.
Diketahui :
- q1 = 10 μC = 10 x 10⁻⁶ C
- q2 = 12 μC = 12 x 10⁻⁶ C
- r = 10 cm = 0,10 m = 10 x 10⁻² m
- k = 9 x 10⁹ Nm²/C²
Ditanyakan : F = ?
Jawab :
F = k . q1.q2/r²
F = 9 x 10⁹ . 10 x 10⁻⁶. 12 x 10⁻⁶/(10 x 10⁻²)²
F = 10,8/100 x 10⁻⁴
F = 1080 N
Jadi besar gaya tolak menolak yang bekerja dalam muatan tersebut adalah 1.080 N.
Sekian penjelasan mengenai rumus muatan listrik, jenis jenis muatan listrik, sifat muatan listrik dan contoh soal muatan listrik. Muatan listrik merupakan sebuah muatan dalam benda yang dapat menghasilkan gaya benda lain apabila di dalamnya terdapat muatan listrik. Semoga artikel ini dapat bermanfaat dan terima kasih telah membaca materi muatan listrik di atas.
