Muatan listrik: Perbedaan antara revisi

'''Muatan listrik''' adalah [[Muatan listrik partikel|muatan dasar]] yang dimiliki oleh setiap [[partikel]] penyusun [[atom]], kecuali [[neutron]]. Karakteristik muatan dasar hanya dimiliki oleh [[proton]] dan [[elektron]].{{Sfn|Yuberti|2014|p=137}} Muatan listrik hanya dibedakan menjadi muatan positif dan muatan negatif;, serta muatan netral yang tersusun dari gabungan muatan positif dan muatan negatif dalam jumlah yang sama. Selain itu, muatan hanya ditemui pada sistem tertutup yang tidak sama dengan [[massa]] dan tidak teramati secara [[Bukti empiris|empiris]]. [[Keadaan dasar]] dari muatan adalah selalu memiliki [[Kuantisasi (fisika)|kuantisasi]] berupa kelipatan [[bilangan bulat]] dengan nilai 1,602 × 10^-19−19 [[Coulomb|C]] atau 4,77 ×10^-10−10 satuan [[Elektrostatika|elektrostatik]].{{Sfn|Gertshen, Kneser dan Vogel|1996|p=3}} Interaksi antarmuatan listrik akan terjadi jika benda-benda yang bermuatan didekatkan satu sama lain. Gaya tolak-menolak terjadi pada benda-benda yang bermuatan sejenis,sedangkan gaya tarik-menarik akan terjadi pada benda-benda yang bermuatan tidak sejenis.{{Sfn|Ponto|2018|p=35}} [[Konsep]] mengenai muatan listrik dijadikan sebagai prinsip dasar untuk menjelaskan tentang [[fenomena]] [[listrik]].<ref>{{Cite book|last=Puriyanto, R. D., dan Rosyady, P. A.|date=2021|url=https://www.google.co.id/books/edition/Dasar_Dasar_Pengukuran_Besaran_Listrik/RnIyEAAAQBAJ?hl=id&gbpv=1&dq=Besaran+listrik&printsec=frontcover|title=Dasar-Dasar Pengukuran Besaran Listrik|location=Yogyakarta|publisher=UAD Press|isbn=978-602-0737-44-7|editor-last=Ashari|editor-first=Budi|pages=4|url-status=live}}</ref>

[[Benjamin Franklin]] (1706-1790) merupakan [[fisikawan]] yang memperkenalkan dan menggunakan istilah muatan listrik untuk pertama kali. Ia memperoleh dan menyimpan muatan listrik melalui [[tabung Leyden]]. Muatan listrik ini diperoleh dari tali [[layang-layang]] berlapis [[logam]] yang diterbangkan ketika banyak terjadi [[petir]].{{Sfn|Listiana, dkk.|2009|p=22-9}}

Setiap [[benda]] memiliki atom dengan bagian berupa proton, elektron dan neutron. Pembentukan muatan listrik pada suatu benda merupakan akibat dari susunan proton dan elektron dalam jumlah tertentu pada partikelnya. Sesuai dengan teori atom [[Model puding prem|model Thomson]], [[model Rutherford]] dan [[model Bohr]], atom terdiri dari muatan positif di [[inti atom]] dan muatan negatif di luar inti atom. Di dalam inti atom, terdapat proton yang dijadikan sebagai muatan positif. Percobaan muatan listrik yang dilakukan oleh Milikan memperoleh muatan terkecil dengan nilai sebesar 1,6 ×10¹⁰ Coulomb. Pembentukan muatan hanya terjadi jika jumlah proton dan elektron tidak sama. Jika proton dan elektron dalam jumlah yang sama, maka benda dikatakan bermuatan netral. Benda dikatakan bermuatan negatif jika jumlah elektron lebih besar dibandingkan proton. Sedangkan benda dikatakan bermuatan positif jika jumlah proton lebih besar dibandingkan elektron. Proses pembentukan muatan listrik terjadi ketika atom melakukan [[ionisasi]] dengan cara melepas atau menangkap elektron.{{Sfn|Listiana, dkk.|2009|p=22-9}}

Muatan listrik pada suatu benda dapat diperoleh melalui 3 cara, yaitu memberikan [[Efekefek tribolistrik|efek tribolistik]], [[konduksi]] atau [[Pembuktian melalui induksi|induksi]]. Efek tribolistrik diperoleh dengan menggosokkan benda yang tidak bermuatan ke benda yang bermuatan. Konduksi dilakukan dengan menghubungkan benda bermuatan dengan benda yang tidak bermuatan, sedangkan induksi dilakukan dengan mendekatkan benda yang tidak bermuatan ke benda yang bermuatan.{{Sfn|Yuberti|2014|p=138}}

Massa dari muatan listrik berbeda dengan massa pada [[Gravitasi|gaya gravitasi]]. Massa pada gaya gravitasi hanya terdiri dari massa positif, sedangkan pada muatan listrik, massa terbagi menjadi massa positif dan massa negatif. Keberadaan dua jenis massa menyebabkan muatan listiklistrik dapat melakukan gaya tarik dan gaya tolak. Ini berbeda dengan gaya gravitasi yang hanya mampu melakukan gaya tarik karena hanya meiliki satu jenis massa.{{Sfn|Abdullah|2017|p=2}}

Muatan listrik memiliki gaya [[Elektrostatika|elektrostatik]] antara dua [[muatan listrik partikel]] dengan nialinilai 10⁴⁰ kali lebih besar dibandingkan dengan gaya gravitasi antara keduanya. Faktor penyebab besarnya gaya elektrostatik pada muatan listrik belum diketahui secara pasti. Namun, [[Arthur Eddington]] dan [[Paul A.M. Dirac]] memberikan perkiraan bahwa fakor gaya elektrostatik pada muatan listrik sarna dengan [[akar kuadrat]] dari jumlah materi yang ada di [[alam semesta]].{{Sfn|Gertshen, Kneser dan Vogel|1996|p=3}} Gaya yang terjadi antara dua buah muatan listrik memiliki arah yang tetap, yaitu pada garis [[medan listrik]] penghubung di antara kedua muatan. Penetapan arah muatan listrik didasarkan kepada pengertian [[Ruang vektor|ruang]] yang [[isotropi]].{{Sfn|Gertshen, Kneser dan Vogel|1996|p=4}}

Gaya tarik-menarik terjadi pada dua muatan yang berlawanan sedangkan gaya tolak-menolak terjadi pada dua muatan yang tidak sejenis. Hukum Coulomb menyatakan bahwa "besarnya gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antarmuatan listrik sebanding dengan ukuran muatan listrik masing-masing dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antarmuatan listrik”. Hubungan antara [[gaya listrik]] dengan ukuran muatan listrik dan jarak antarmuatan ini dipelajari dan dikemukakan oleh fisikawan [[Prancis]] yang bernama [[Charles Coulomb|Charles Augustin de Coulomb]] pada tahun 1785. Dalam percobaan, Coulomb menggunakamenggunakan [[Timbangan|neraca]] puntir.{{Sfn|Ponto|2018|p=33}}

Chester Carlson menerapkan hukum Coulomb terhadap sebuah proses [[xerografi]] pada tahun 1940. Lapisan tipis [[Fotokonduktivitas|fotokonduktif]] yang berbahan [[selenium]] diberikan ke permukaan [[Tabung (geometri)|silinder]]. Pada kondisi gelap, selenium akan bermuatan positif dan memiliki sifat [[Konduktivitas listrik|konduktivitas]] yang buruk. Pencetakan gambar terjadi selama kondisi gelap, karena muatan listrik pada [[Citra|gambar]] tertahan di selenium. Pengumpulan gambar ke selenium dilakukan oleh suatu lensa cahaya. Selenium akan merubahmengubah menjadi konduktor yang baik saat diberi [[sinar]]. Muatan positif akan terbawa pada bagian yang menerima sinar karena [[cahaya]] membawa muatan pembawa yang menghilangkan muatan positif pada selenium. Pada bagian yang gelap, muatan positif tidak berpindah. Suatu [[tinta bubuk]] yang bermuatan negatif dihembuskan pada permukaan gelap tersebut, sehingga muatan negatif pada tinta bubuk akan menempel pada bahan selenium. Penempelan bahan pada selenium menghasilkan gambar yang kemudian dikirim ke lembaran [[kertas]] yang bermuatan positif. Gambar menjadi permanen setelah tinta bubuk dilelehkan dengan [[suhu]] tinggi.{{Sfn|Galih, Ngadiono, dan Purnomosari|2016|p=38}}

#{{cite book|last=Ponto|first=Hantje|date=|year=2018|url=http://repository.unima.ac.id:8080/jspui/bitstream/123456789/621/1/FT%20PONTO%20KI%201%20BUKU%20REFERENSI%20Dasar%20Teknik%20Listrik.pdf|title=Dasar Teknik Listrik|location=Sleman|publisher=Deepublish|isbn=978-623-7022-93-0|pages=|ref={{sfnref|Ponto|2018}}|url-status=live|access-date=2021-01-24|archive-date=2021-01-29|archive-url=https://web.archive.org/web/20210129104258/http://repository.unima.ac.id:8080/jspui/bitstream/123456789/621/1/FT%20PONTO%20KI%201%20BUKU%20REFERENSI%20Dasar%20Teknik%20Listrik.pdf|dead-url=yes}}