Prinsip penangkal petir adalah induksi listrik. Penangkal petir terbuatdari kawat besi atau tembaga yang ujungnya dibuat runcing dan ujunglainnya dihubungkan ke bumi. Jika awan bermuatan listrik mendekatigedung maka ujung runcing penangkal petir akan terinduksi. Akibatnyabumi akan menetralkan awan itu dengan muatannya melalui kawatpenangkal petir. Jika awan bermuatan listrik positif, maka elektron dari bumiakan mengalir melalui kawat penangkal ke awan. Jika awan bermuatanlistrik negatif, maka elektron dari awan akan mengalir ke bumi melaluikawat penangkal. Selamatlah gedung dari sambaran petir. Sekarang banyakpenangkal petir yang dilengkapi dengan rangkaian elektronik sehinggalebih sempurna.

Jika sebuah benda bermuatan listrik berada dalam medan listrikbenda lain maka benda itu akan mendapat gaya tolak atau gaya tarikdari benda yang mempunyai medan listrik. Misalnya sebuah bendabermuatan +1 coulomb berada dalam medan listrik muatan +Q coulomb,maka benda bermuatan +1 C itu mendapat gaya tolak sesuai denganhukum coulomb. Benda bermuatan +1 C itu akan bergerak menjauhimuatan +Q coulomb tersebut. Supaya benda bermuatan +1 C tetap ditempatnya, maka harus ada usaha untuk mempertahankannya. Jadi,perlu energi untuk melawan gaya tolak itu. Energi ini disebut energipotensial listrik di tempat itu.

Jadi, energi potensial listrik di suatu titik dalam medan listrik adalahbesarnya usaha membawa muatan listrik +1 coulomb dari tempat yangjauh tak berhingga ke titik itu atau energi yang dimiliki oleh benda ber-muatan listrik di dalam medan listrik.

Si

kbftd

nEeliPed

i-*- -*-'*"'---- ".--"I

'u. = k9l^rl vtiaVA

aIk

energi potensial di titik A (volt)muatan listrik (coulomb)jarak A ke muatan Q (meter)konstanta atau tetapan pembanding (9 x 10e)

iTiap titik di dalam medan listrik mempunyai energi potensial listrik i

dua buah titik disebut tegangan listrik. Pada benda yang bermuatan listrik, 1

muatan listriknya berada di permukaannya saja. Akibabrya, bila kemampuanbenda untuk dirnuatiberbeda maka potensial listrikbenda itu jugaberbeda. ,,

Kemampuan suatu benda menerima muatan listrik disebutkapasitas lishik.Misalnya dua benda yang berbeda kapasitasnya diberi muatan listrik yang :

l6

atrgrti/d

atnitnLli

rk

\a

sama banyak, potensial listriknya akan berbeda. Benda yang kapasitasnyakecil, potensial listriknya akan besar. Tetapi benda yang kapasitas listrilmyabesar, potensial listriknya akan kecil. Jadi, potensial listrik suatu benda ber,muatan sebanding dengan banyaknya muatan dan berbanding terbalikdengan kapasitasnya.

v= IC

rkiklab,nritii,3i

ho'br-

V = potensial listrik (volt)Q = muatan listrik benda (coulomb)C = kapasitas listrik (farad)

satu farad adalah kapasitas listrik suatu benda yang jika diberi muatan1 coulomb akan berpotensial 1 volt. satuan iain yang lebih kecil adalahmicrofarad (pF) dan pikofarad (pF).

Jika dua benda yangbermuatan listrik dihubungkan dengan konduktormaka terjadilah aliran elektron sampai potensial kedua benda itu sama.Elektron mengalir dari potensial rendah ke potensial tinggi. Aliranelektron akan terus berlangsung selama masih terdapat beda potensiallistrik antara dua titik. Aliran elektron antara dua titik akan terhenti setelahpotensiallistrikkedua titik sama. untuk mengarirkanelektron ini dilepaskanenergi yang besarnya sebanding dengan beda potensial dan sebandingdengan jumlah muatan yang mengalir.

t---_-

i_I_9:I_,W = energi yang dilepaskan/dibutuhkan (joule)g = jumlah muatan listrik yang mengalir (coulomb)V = beda potensial listrik (volt)

Menurut teori listrik yang digunakan sebelum adanya teori elektron,yang dapat berpindah adaiah muatan positif (proton) dari potensialtinggi ke potensial rendah. selanjutnya kita gunakan arus listrik untukaliran listrik dan arus elektron untuk aliran elektron.

Diketahut: +5C10cm=0,1m

kQr

ii€6Fi9

orVV

k'a

<,

nl.(.oo

/awab:

9x10e. a0,1

= 4,5 x 1011volt2. Sebuah benda A dengan kapasitas 5 farad diberi muatan +100 coulomb, benda B dengan

kapasitas L0 farad diberi muatan +50 coulofnb. Kedua benda dihubungkan denganpenghantar sampai aiiran muatan berhenti.a. Berapa potensial masing-masing benda?b. Berapa jumlah muatan yang berpindah dan ke mana arahnya?c. Hitung energi yang dilepaskan!Dikekhui: a" = +100 coulomb; CA

Qu = +50 coulomb; CB

Ditanya: a. Vo danVub. Q yang berPindahc. W yang dilePaskan

= Qo - 1oo = 2o voltc^ 5

Q, 50v- =--:-Sr.OltoC, 10b. Setelah uiirut berhenti berarti potensial A = Potensial B, yaitu

\r Qo + Qu Jadi, muatan A sekarang =v-Co +C" Qo'= VxCo = 10 x5 = 50coulomb

100 + 50muatan B sekarang =Qr' = V X C, = 10 x 10 - 100 coulombMuatan yang belpindah adalah elekkon sebesar 50 Cdari B ke A.

= 5 farad= 10 farad

/awab: a. VA

5+10= 10 volt

c. Beda potensial kedua benda mula-mulaY'=20-5=15voltW = Q x V' = 50 x L5 = 750 joule

Sediakan botol bekas selai atau sejenisnya, kawat tembaga yang tebal (dapat diperoleh dari kabellistrik yang besar), sumbat karet untuk botol itu, dan aluminium foil (dapat diambil dari bungkus rokok).

Bersihkan botol dan keringkan. Tusukkan sumbat dengan kawat tembaga dan pada ujung kawatyang berada dalam botol disolder 2 keping aluminium foil yang tipis. Pasang sumbat pada botol danjadilah elektroskop.

Cobaiah eiektroskop buatanmu!

IB