MANFAAT ELEKTROSTATIK [ LISTRIK STATIS]
Listrik adalah kebutuhan yang sangat mendasar. Kata listrik [electricity] berasal dari bahasaYunani,
electron, yang berarti ”amber”. Gejala listrik telah diselidiki sejak tahun 200 SM oleh Thales,seorang ahli filsafat dari Miletus, Yunani Kuno. Listrik statis berkaitan dengan muatan listrik dalam keadaan diam. Listrik statis [elektrostatic] adalah kumpulan muatan listrik dalam jumlah besar, yang statis [tidak mengalir], namun apabila terjadi pengosongan muatan tersebut waktunya singkat. Listrik statis terjadi karena atom-atom yang muatannya berbeda tarik-menarik, obyek-obyek memiliki medan listrik statis yang berbeda akan saling melekat.
Manfaat Elektrostatis adalah sebagai berikut :
Mesin Fotokopi
Cara kerja mesin fotokopi yaitu berdasarkan konsep listrik statis dan optik. Di dalam mesin ini terdapat logam selenium [merupakan konduktor foto], yang menghantarkan arus listrik saat terkena cahaya dan merupakan isolator listrik saat dalam kegelapan.
Mesin fotokopi menghasilkan salinan dokumen asli secara cepat dan hasilnya pun jelas. Carakerja mesin fotokopi adalah dengan menyorotkan sinar kedokumen asli. Citra pantulannya difokuskan ke tabung yang dimuati listrik statis. Muatan tersebut menyebar dan melekat pada tabung dan menyesuaikan gelap terang pada dokumen asli. Bubuk toner ditarik oleh muatan statis disekeliling tabung, yang kemudian dipindahkan keselembar kertas salinan dan dikeringkan melalui pemanasan.
Pengecatan Pada Mobil
Sebelum dilakukan pengecatan biasanya mobil diamplas terlebih dahulu, sehingga akan menghasilkan muatan listrik. Alat semprot cat elektrostatis saat akan disemprotkan, butiran-butiran cat dari aerosol akan bergesekan dengan mulut pipa semprot dan udara .Butiran cat tersebut akan bermuatan listrik. Akibatnya muatan tersebut akan ditarik ke badan mobil yang mau dicat. Cara ini sangat menghemat waktu dan juga murah biayanya.
Generator Van de Graff
Generator Van de Graff adalah mesin pembangkit listrik yang biasa dipakai untuk penelitian di laboratorium. Generator Van de Graff terdiri atas:
- dua ujung runcing yang terdapat di bagian atas dan bawah,
- sebuah silinder logam yang terdapat di bagian bawah,
- sebuah silinder politilen yang terdapat di bagian atas,
- sabuk karet yang menghubungkan kedua silinder,
- konduktor berongga berbentuk bola [kubah].
Generator Van de Graff prinsip kerjanya sama dengan menghasilkan muatan listrik dengan cara menggosok [metode gesekan]. Gesekan antara sabuk karet dengan silinder logam bagian bawah menimbulkan muatan listrik negatif pada sabuk karet. Gesekan antara sabuk karet dengan silinder politilen bagian atas menimbulkan muatan listrik positif pada sabuk karet.
Gerakan sabuk karet ke atas membawa muatan negatif mengalir ke kubah melalui ujung runcing di bagian atas. Elektron akan tersebar menempati seluruh permukaan kubah. Pada kubah bagian dalam tidak terdapat elektron. Adapun, gerakan sabuk karet ke bawah membawa muatan positif. Muatan positif sabuk karet ini mengalir melalui ujung runcing bawah ke tanah untuk dinetralkan. Silinder logam bawah dijalankan dengan motor listrik, sehingga sabuk karet terus-menerus bergerak, menghasilkan muatan negatif mengalir ke kubah, sehingga terbentuk muatan listrik yang besar pada kubah generator Van de Graff.
Pengendap Elektrostatis atau Penggumpal Asap
Apabila sebuah cerobong PLTU batu bara tidak dipasang pengendap elektrostatis maka cerobong tersebut akan mengeluarkan gas buang yang sangat kotor sehingga menyebabkan polusi udara. Akan tetapi, dengan memasang sebuah pengendap elektrostatis pada cerobong tersebut polusi udara dari gas buang menjadi sangat berkurang.Alat ini berfungsi untuk membersihkan partikel-partikel abu hasil pembakaran gas pada cerobong asap, sehingga mengurangi pencemaran udara. Sebelum gas buang tersebut keluar melalui cerobong, maka gas buang tersebut akan melewati kisi-kisi suatu
electrostaticprecipitator[ESP].
Cara kerja dari electrostatic precipitator[ESP] yaitu sebagai berikut :
1.Melewatkan gas buang [flue gas] melalui suatu medan listrik yang terbentuk antara
discharge electrode dengan collector plate,flue gas yang mengandung butiran debu pada awalnya bermuatan netral dan pada saat melewati medan listrik, partikel debu tersebut akan terionisasi sehingga partikel debu tersebut menjadi bermuatannegatif [-].
2.Partikel debu yang bermuatan negatif [-] selanjutnya menempel pada pelat-pelat pengumpul [collector plate]. Debu yang dikumpulkan dicollector plate dipindahkan kembali secara periodik dari collector plate melalui suatu getaran [rapping]. Debu ini kemudian jatuh ke bak penampung [ash hopper] dan dipindahkan [transport] ke flyashsilo dengan cara dihembuskan [vacuum].Alat pengendap elektrostatik digunakan untuk membersihkan udara yang kotor dalam jumlah[volume] yang relatif besar dan pengotor udaranya adalah aerosol atau uap air. Alat ini dapat membersihkan udara secara cepat dan udara yang keluar dari alat ini sudah relatif bersih. Alat pengendap elektrostatik ini menggunakan arus searah [DC] yang mempunyai tegangan antara 25–100 kv. Alat pengendap ini berupa tabung silinder di mana dindingnya diberi muatan.
Pengendap elektrostatik berfungsi untuk membersihkan partikel-partikel abu hasil pembakaran gas pada cerobong asap sehingga mengurangi pencemaran udara. Terdiri dari dua plat logam datar dan kawatvertikal yang terbentang di antaranya. Plat-plat logam diketanahkan, sedangkan kawat-kawat di antara plat dijaga bermuatan sangat kuat. Dengan demikian, ada medan listrik kuat dalam daerah di antara kawat dan keping. Ion positif udara ditarik ke kawat bermuatan negative, tetapi ion negatif udara ditangkap oleh partikel polutan. Partikel polutan bermuatan positif ini lalu bergerak menuju plat logam dan terkumpul di bagian dasar.
Printer laser
Alat ini terdiri dari drum photoreceptor, fuser, corona wire, laser, dan toner. Prinsip kerja alat ini adalah penyinaran laser dan proses pemanasan.
Petir [Halilintar]
Sebelum teradinya hujan badai, awan biasanya dalam kondisi netral, jumlah proton sama dengan jumlah elektron. Pada saat terjadi hujan badai, terjadi gesekan antara partikel-partikel awan dengan udara sehingga menyebabkan awan bermuatan listrik. Apabila awan melewati gedung yang tinggi, muatan negatif di dasar awan akan menginduksi bangunan gedung hingga muatan positif bergerak ke atas terkumpul di puncak gedung. Adapun, muatan negatif ditolak ke dasar gedung.
Perbedaan jenis muatan antara awan dengan puncak gedung menyebabkan medan listrik. Apabila muatan pada awan bertambah, gaya elektrostatis akan memaksa muatan negatif meloncat secara tiba-tiba dari dasar awan ke puncak gedung yang disertai dengan bunga api listrik. Apabila hal itu terjadi, maka dikatakan gedung tersambar petir. Pelepasan muatan listrik secara tiba-tiba menghasilkan bunga api listrik yang disebut petir. Loncatan muatan melalui udara menghasilkan cahaya sangat kuat dan panas yang menyebabkan udara memuai mendadak. Pemuaian udara yang mendadak menghasilkan bunyi ledakan menggelegar yang disebut guntur. Petir dapat terjadi dari awan ke bumi, dari bumi ke awan, atau dari awan ke awan.
Untuk menghindari bahaya petir di atas gedung perlu dipasang penangkal petir yang terbuat dari tembaga yang ditancapkan ke dalam tanah. Adapun, tembaga yang berujung runcing dipasang pada ujung bangunan.
Elektroskop
Elektroskopadalah suatu piranti yang dapat digunakan untuk mendeteksi muatan. Sebagaimana diperlihatkan Gambar , di dalam sebuah peti kaca terdapat dua buah daun elektroskop yang dapat bergerak [kadangkadang yang dapat bergerak hanya satu daun saja], biasanya dibuat dari emas. Daun-daun elektroskop ini dihubungkan ke sebuah bola logam yang berada di luar peti kaca melalui suatu konduktor yang terisolasi dari peti. Apabila benda yang bermuatan positif didekatkan ke bola logam, maka pemisahan muatan terjadi melalui induksi, elektron-elektron ditarik naik menuju bola, sehingga kedua daun elektroskop bermuatan positip dan saling menolak .
Gambar Elektroskop
Proses demikian disebut memuati dengan cara induksi. Sedangkan, jika bola dimuati dengan cara konduksi, maka bola logam konduktor, dan kedua daun elektroskop memperoleh muatan positif, sebagaimana ditunjukkan oleh Gambar9b. Pada setiap kasus, makin besar muatan, maka makin lebar pemisahan daun-daun elektroskop. Meskipun demikian, perlu dicatat bahwa dengan cara ini, anda tidak dapat menentukan tanda muatan, karena dalam setiap kasus, kedua daun elektroskop saling menolak satu dengan yang lain. Meskipun demikian, suatu elektroskopdapatdigunakan untukmenentukan“tanda muatan” jika
Gambar Elektroskop dimuati [a] dengan cara induksi, [b] dengan cara konduksi
pertama-tama pemisahan muatan dilakukan dengan cara konduksi, misalnya secara negatif, sebagaimana ditunjukkan padaGambar 10a.Sekarang, jika benda bermuatan negatip didekatkan, sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 10b, maka lebih banyak elektron diinduksi untuk bergerak ke bawah menuju daun-daun elektroskop sehingga kedua daun initerpisah lebih lebar. Di sisi lain, jika muatan positif didekatkan, maka elektron-elektron akan diinduksi untuk bergerak ke atas, sehingga menjadi lebih negatip dan jarak pisah kedua daun ini menjadi berkurang [menjadi lebih sempit], seperti pada Gambar .
Gambar Elektroskop yang pertama-tama dimuati dapat digunakan untuk menentukan
tanda dari suatu muatan yang diberikan.
Bahaya Listrik Statis
Petir
[Seperti yang sudah kita bahas sebelumnya, yaitu tentang pengosongan muatan dan juga disertai cara menanggulanginya].
Percikan Api
Seringkali benda menjadi berbahaya ketika bermuatan listrik. Putaran ban pada saat mobil truk berjalan menghasilkan muatan negative yang diperoleh dari gesekan ban dengan jalan. Bagian badan logam mobil yang berdekatan dengan ban menjadi bermuatan positif dengan cara induksi. Hal ini dapat menimbulkan percikan api. Percikan api ini dapat membakar muatan mobil yang mudah terbakar seperti bensin. Untuk menghindari peristiwa tersebut, truk pengangkut bensin atau bahan yang mudah terbakar lainnya dilengkapi dengan sepotong logam di bagian belakang mobil yang menyentuh tanah. Logam ini menghantarkan electron dari tanah untuk menetralisir muatan positif yang ada di badan logam mobil sebelum terjadi percikan api.
Bahaya Listrik Statis di Pesawat
Listrik statis pesawat dibuang ke semua ujung dari struktur badan pesawat yaitu di atap sayap dan ekor bentuknya seperti penangkal petir berbentuk logam mencuat dan memanjang instrument pesawat sudah diproteksi sedemikian rupa tetapi bisa juga terjadi walaupun hanya berupa visual. Visual ini terlihat jika pesawat berada di ketinggian 30000 feet ke atas dan altimeter set ke 29.92Hg, partikel bebas dan ion2 di udara akan terkena gesekan body pesawat dan radiasi elektromagnetik dari sinyal HP akan meningkatkan sekian persen radiasi didalam pesawat, dimana sinyal HP akan dianggap sebagai radiasi dan diserap oleh struktur body dan dibuang ke setiap ujung badan pesawat, hal ini bisa mengakibatkan ujung-ujung pembuangan elektrostatis berpendar dan menyala sepeti kilat kecil. Hal ini memang tidak berbahaya, namun jika frekuensi HP sama dengan pesawat hal ini dapat menyebabkan mesin pesawat mati.
Bahaya Listrik Statis di SPBU
Sering terjadi kebakaran di SPBU akibat kecerobohan manusia. Untuk menghindari hal ini jangan sekali-kali masuk kembali kedalam kendaraan Anda saat pengisian bensin sedang berlangsung. Jika Anda memang terpaksa harus masuk kembali kedalam kendaraan Anda saat bensin dipompa, pastikan Anda keluar, menutup pintu sambil menyentuh logam, sebelum Anda menariknozzlekeluar. Dengan cara ini listrik statis dari tubuh Anda akan dibuang sebelum Anda menarik keluarnozzle.
Bahaya Listrik Statis di Rel Kereta Api
Roda KA dari baja berjenis ferritic, mempunyai medan magnet yang sangat kuat. Medan magnet inilah yang dapat mengakibatkan mesin kendaraan mati di tengah rel kereta api. Biasanya kendaraan yang mudah mati adalah kendaraan berbahan bakar bensin karena kendaraan berbahan bakar bensin masih menggunakan platina dan CDI. Jika terkena medan magnet, maka pengapiannya akan terpengaruh sehingga mesin bisa mati. Sedangkan solar berbeda. Selain accunya di atas 12 volt juga tidak menggunakan platina.
This entry was posted on Tuesday, September 30th, 2014 at 20:16 and is filed under Uncategorized. You can follow any responses to this entry through the RSS 2.0 feed. Both comments and pings are currently closed.