ELEKTROSKOP SEDERHANA
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar
Belakang
Sebuah benda dikatakan bermuatan listrik jika
mengalami kekurangan atau kelebihan elektron. Setelah bermuatan listrik, muatan
tersebut akan diam di dalam benda sehingga muatan listrik tersebut dinamakan
muatan listrik statis. Benda yang bermuatan dapat di deteksi dengan alat yang
disebut elektroskop. Sebuah elektroskop terbuat dari tabung kaca, pelat logam,
dan kepingan emas sehingga diperlukan biaya yang tidak sedikit. Oleh karena itu
dalam mendeteksi muatan pada suatu benda juga dapat menggunakan elektroskop
sederhana yang terbuat dari botol plastik, tembaga, kertas aluminium foil.
Prinsip kerja dari elektroskop sederhana ini sama dengan elektroskop yang asli.
Elektroskop sederhana lebih hemat biaya sehingga lebih
efisien jika di gunakan untuk percobaan ini. Oleh karena itu kami melakukan
percobaan untuk mendeteksi muatan pada suatu benda dengan menggunakan
elektroskop sederhana.
1.2
Rumusan
Masalah
Berdasarkan
latar belakang di atas maka diperoleh suatu rumusan masalah sebagai berikut :
1. Bagaimanakah
langkah-langkah pembuatan elektroskop sederhana ?
2. Bagaimanakah
prinsip kerja elektroskop sederhana ?
3. Bagaimana cara mendeteksi muatan pada benda yang diujikan?
1.3
Tujuan
Percobaan
1. Mendeskripsikan langkah-langkah pembuatan elektroskop sederhana
2. Mendeskripsikan prinsip kerja elektroskop
3. Mendeteksi
ada tidaknya muatan pada benda yang diujikan
BAB II
DASAR TEORI
Elektroskop adalah alat yang dapat
dipergunakan untuk mendeteksi apakah sebuah benda bermuatan listrik atau tidak,
dan mendeteksi jenis muatan listrik benda. Dalam keadaan netral, daun
elektroskop menguncup. Ketika bagian kepala elektroskop disentuh benda
bermuatan positif, sejumlah muatan positif pada kepala ditolak dan bergerak
menuju kedua daun elektroskop. Akibatnya, kedua daun elektroskop bermuatan
positif (sejenis), sehingga daun elektroskop membuka karena saling
tolak-menolak. Dalam keadaan bermuatan positif ini, elektroskop dapat
dipergunakan untuk mendeteksi jenis muatan sebuah benda. Elektroskop terdiri dari sebuah
bola konduktor yang dihubungkan dengan dua buah daun logam (biasanya emas)
dengan menggunakan batang konduktor. Dengan menggunakan bahan dari isolator
sebagai penyekat, daun elektroskop dimasukkan ke dalam sebuah wadah yang
terbuat berdinding kaca.
Prinsip kerja elektroskop adalah
induksi listrik, dimana jika kepala elektroskop yang netral didekatkan dengan
benda, maka daun elektroskop akan mengembang jika benda tersebut bermuatan
listrik, dan tetap jika benda tersebut tidak bermuatan listrik. Secara umum, elektroskop terdiri
atas kepala elektroskop, berupa tutup logam dan daun elektroskop, berupa kertas
aluminium yang sangat tipis atau kertas emas. Apabila sebatang pelat politen yang
bermuatan negatif didekatkan pada kepala elektroskop yang netral, maka elektron
di dalam kepala elektroskop berpindah menuju pelat dan daun elektroskop.
Akibatnya, kepala elektroskop kekurangan elektron (bermuatan positif) dan daun
elektroskop kelebihan elektron (bermuatan negatif). Pelat dan daun sama-sama
bermuatan listrik negatif. Sehingga terjadi gaya tolak-menolak. Dan daun
elektroskop membuka (mekar).
Apabila kepala elektroskop netral
di dekatkan sebatang kaca yang bermuatan listrik positif, maka elektron –
elektron yang berada pada daun dan pelat elektroskop ditarik menuju kepala
elektroskop (Ingat positif-negatif saling tarik menarik). Akibatnya , kepala
elektroskop bermuatan listrik negatif, pelat dan daun elektroskop membuka
(mekar) karena terjadi gaya tolak menolak.
Elektroskop
yang telah bermuatan listrik ini dapat digunakan untuk mengetahui jenis muatan.
Apabila benda yang didekatkan kepala elektroskop menyebabkan daun elektroskop
lebih mekar, maka muatan listrik pada kepala elektroskop adalah sejenis dengan
benda yang didekatkan. Apabila benda yang di dekatkan menyebabkan daun
elektroskop lebih kuncup, maka muatan listrik pada kepala elektroskop adalah
tidak sejenis dengan benda yang di dekatkan.
BAB III
METODE PERCOBAAN
3.2 Alat dan Bahan
1. Botol gelas plastik ukuran 300 ml 1 buah
2. Tutup Botol 1 buah
3. Kawat tembaga panjang 40cm
4. Kertas aluminium foil secukupnya
5. Penggaris plastik 1 buah
6. Mika secukupnya
7. Kain wol secukupnya
8. Balon 1 buah
9. Kaca 1 buah
10. Malam/ sterofom secukupnya
3.3
Langkah Percobaan
Langkah pertama yang harus dilakukan adalah
menggosok-gosok kawat tembaga menggunakan kertas gosok. Kemudian membuat lubang
kecil melalui pusat tutup botol dari atas ke bawah dengan menggunakan sebuah paku. Selanjutnya
mendorong kawat tembaga 0,4mm dengan panjang 40 cm melalui lubang dan
sisakan kira-kira 30 cm muncul di atas tutup botol. Lalu ekuk kawat dari bawah tutup botol membentuk cantelan
jas. Langkah selanjutnya
adalah memotong selembar kertas aluminium foil membentuk keping tipis dengan
panjang 2,5 cm dan lebar 1 cm. Kemudian
tekuk kertas aluminum foil ini tepat di bagian tengahnya, gunting menjadi 2
bagian sama panjang. Gantungkan pada
centelan datar kawat. Letakkan cantelan dan kertas aluminum foil ke dalam botol
itu. Yakinkan bahwa keping foil dan cantelan kawat tidak menyentuh sisi atau
dasar botol. Langkah terakhir yang
dilakukan menggulung kawat tembaga di bagian atas tutup botol dalam bentuk
spiral (obat nyamuk bakar). Saat melakukan percobaan benda harus digosok-gosok
dengan rambut ataupun kain secara searah agar muatannya teratur.
3.4
Variabel yang Digunakan
1. Variabel kontrol : botol, tembaga, malam, aluminium foil.
2. Variabel manipulasi : mika, penggaris plastik, kain wol, balon,
kaca.
3. Variabel respon : gerakan membuka dan menutupnya kertas
aluminium foil pada
elektroskop.
BAB IV
DATA DAN ANALISIS
4.1
Data
Hasil Percobaan
Benda
|
Muatan
yang dihasilkansesudah Digosokdenganrambut
|
Setelah didekatkan
dengan elektroskop
|
Mika
|
Negatif
|
Keeping
aluminium foil terbuka
|
Penggaris plastik
|
Negatif
|
Keeping
aluminium foil terbuka
|
Kaca
|
Positif
|
Keeping
aluminium foil tertutup
|
Kain wol
|
Positif
|
Keeping
aluminium foil tertutup
|
Balon
|
Negatif
|
Keeping
aluminium foil terbuka
|
4.2
Analisis
Data
Dalam percobaan elektroskop sederhana ini dipilih botol agar didapatkan
ruang hampa. Gabus digunakan sebagai isolator. Aluminium foil sebagai plat
logam dan daun.
- Mika yang digosokkan dengan rambut bermuatan
listrik negative didekatkan dengan ujung elektroskop netral, electron-elektron
pada tutup elektroskop ditolak oleh penggaris lalu menuju bagian bawah
elektroskop (pelat daun). Sehingga tutup elektroskop bermuatan positif
sedangkan pelat dan daun menjadi bermuatan listrik negative. Karena pelat dan
daun bermuatan sejenis yaitu negative maka akan terjadi tolak-menolak yaitu
daun menjadi mekar.
- Penggaris plastik yang digosokkan dengan rambut
bermuatan listrik negative didekatkan dengan ujung elektroskop netral,
electron-elektron pada tutup elektroskop ditolak oleh penggaris lalu menuju
bagian bawah elektroskop (pelatdaun). Sehingga tutup elektroskop bermuatan
positif sedangkan pelat dan daun menjadi bermuatan listrik negative. Karena
pelat dan daun bermuatan sejenis yaitu negative maka akan terja ditolak-menolak
yaitu daun menjadi mekar.
- Kaca yang digosokkan
dengan rambut bermuatan listrik positif didekatkan dengan ujung elektroskop
netral, membuat pelat daun menjadi
tertutup.
- Kainwol yang
digosokkan dengan rambut bermuatan listrik positif didekatkan dengan ujung
elektroskop netral, membuat pelat daun menjadi tertutup.
- Balon yang digosokkan dengan rambut bermuatan
listrik negative didekatkan dengan ujung elektroskop netral, electron-elektron
pada tutup elektroskop ditolak oleh balon lalu menuju bagian bawah elektroskop
(pelatdaun). Sehingga tutup elektroskop bermuatan positif sedangkan pelat dan
daun menjadi bermuatan listrik negative. Karena pelat dan daun bermuatan
sejenis yaitu negative maka akan terjadi tolak-menolak yaitu daun menjadi
mekar.
BAB V
PEMBAHASAN
Elek troskop digunakan untuk mendeteksi adanya
muatan pada suatu benda. Dibuat dari kawat listrik dengan dua daun listrik dengan dua daun logam tipis
yang digantungkan di dalam wadah. Alat ini sangat simpel. Alat ini dapat dibuat
sendiri dengan barang-barang yang ada di sekitar kita. Bahan yang digunakan
antara lain alumunium foil, kawat, botol plastik, malam/gabus. Tutup botol dilubangi
untuk memasukkan kawat, setelah kawat dimasukkan kedalam lubang yang telah
dibuat, sisakan kawat di bagian atas tutup untuk ditekuk secara melingkar
sedangkan dibagian bawah botol, kawat ditekuk untuk memasang alumunium foil.
Alumunium foil dipotong secukupnya sebanyak dua helai kemudian dikaitkan pada
kawat bagian bawah tutup botol. Kemudian menutup rapat alat yang telah dibuat
ke dalam botol dan bagian lubang di tutup botol disumbat dengan menggunakan
malam atau gabus agar alat dapat bekerja secara maksimal.
Prinsip kerja elektroskop adalah
induksi listrik. Induksi listrik adalah peristiwa pemisahan muatan listrik pada
benda netral jika benda itu didekati dengan benda lain yang bermuatan listrik.
Dimana jika kepala elektroskop yang netral didekatkan dengan benda, maka daun
elektroskop akan mengembang jika benda tersebut bermuatan listrik, dan tetap
jika benda tersebut tidak bermuatan listrik. Ketika benda seperti mika
digosok-gosok dengan gerakan yang searah, maka mika yang semula netral menjadi
bermuatan negatif. pada saat mika yang bermuatan negatif didekatkan dengan
kepala elektroskop yang netral, maka muatan positif elektroskop mengalir
mendekati muatan negatif mika (tarik menarik), sedangkan muatan negatif
elektroskop mengalir menuju daun elektroskop untuk menjauhi muatan negatif mika
(tolak menolak). Ketika muatan negatif pada daun elektroskop saling tolak
menolak, maka daun elektroskop mengembang.
Pada percobaan
yang telah kami lakukan pada bahan mika, penggaris plastic, dan balon ketika
digosokkan dengan rambut menjadi bermuatan negative (kelebihan electron). Hal
tersebut karena electron-elektron mengalir dari rambut menuju ke mika,
penggaris plastic dan balon. Kemudian ketika didekatkan dengan ujung
elektroskop, pelat daun pada elektroskop menjadi terbuka. Hal tersebut karena
ketika mika, penggaris
plastik, dan balon (bermuatan listrik negative) didekatkan dengan ujung elektroskop
netral, electron-elektron pada tutup elektroskop ditolak oleh penggaris lalu
menuju bagian bawah elektroskop (pelat daun).
Sehingga tutup elektroskop bermuatan positif sedangkan pelat dan daun menjadi
bermuatan listrik negative. Karena pelat dan daun bermuatan sejenis yaitu
negative maka akan terjadi tolak-menolak
yaitu daun menjadi mekar.
Sedangkan pada bahan Kaca ketika
digosokkan dengan rambut menjadi bermuatan positif (kekurangan electron). Hal
tersebut karena electron-elektron mengalir dari kaca menuju ke rambut. Kemudian
ketika didekatkan dengan ujung elektroskop, pelat daun pada elektroskop tetap
tertutup. Kejadian tersebut tidak sesuai dengan teori. Karena seharusnya ketika
kaca yang bermuatan positif tadi didekatkan pada ujung elektroskop, maka pelat
daun akan terbuka. Hal tersebut karena ketika kaca (bermuatan listrik positif)
didekatkan dengan ujung elektroskop netral, electron-elektron pada tutup
elektroskop ditarik oleh kaca. Sehingga tutup elektroskop bermuatan negatif
sedangkan pelat dan daun menjadi bermuatan listrik positif. Karena pelat dan
daun bermuatan sejenis yaitu positif maka akan terjadi tolak-menolak yaitu daun
menjadi mekar.
Sedangkan pada kain wol (bermuatan
listrik negative) ketika didekatkan dengan ujung elektroskop, pelat daun pada
elektroskop tetap tertutup. Hal tersebut tidak sesuai dengan teori karena
seharusnya ketika kain wol (bermuatan listrik negative) didekatkan dengan ujung
elektroskop netral, electron-elektron pada tutup elektroskop ditolak oleh kain
wol lalu menuju bagian bawah elektroskop (pelat daun). Sehingga tutup
elektroskop bermuatan positif sedangkan pelat dan daun menjadi bermuatan
listrik negative. Karena pelat dan daun bermuatan sejenis yaitu negative maka
akan terjadi tolak-menolak yaitu daun menjadi mekar.
BAB V
KESIMPULAN
Elektroskop adalah alat yang dapat dipergunakan untuk mendeteksi apakah sebuah benda
bermuatan listrik atau tidak, dan mendeteksi jenis muatan listrik benda. Secara
sederhana terbuat dari kawat listrik sebagai daun listrik dan dua daun logam tipis yang digantungkan
di dalam wadah. Alat ini dapat dibuat sendiri dengan barang-barang yang ada di
sekitar kita antara lain alumunium foil, kawat, botol plastik, dan malam/gabus.
Tutup botol dilubangi untuk memasukkan kawat, setelah kawat dimasukkan kedalam
lubang yang telah dibuat, sisakan kawat di bagian atas tutup untuk ditekuk
secara melingkar sedangkan dibagian bawah botol, kawat ditekuk untuk memasang
alumunium foil. Alumunium foil dipotong secukupnya sebanyak dua helai kemudian
dikaitkan pada kawat bagian bawah tutup botol. Kemudian menutup rapat alat yang
telah dibuat ke dalam botol dan bagian lubang di tutup botol disumbat dengan
menggunakan malam atau gabus agar alat dapat bekerja secara maksimal.
Prinsip kerja elektroskop adalah
induksi listrik, yakni peristiwa pemisahan muatan listrik pada benda netral
jika benda itu didekati dengan benda lain yang bermuatan listrik. Dimana jika
kepala elektroskop yang netral didekatkan dengan benda, maka daun elektroskop
akan mengembang jika benda tersebut bermuatan listrik, dan akan tetap jika benda
tersebut tidak bermuatan listrik. Namun ketika muatan negatif pada daun
elektroskop saling tolak menolak, maka daun elektroskop mengembang.
Pada percobaan
yang telah kami lakukan pada bahan mika, penggaris plasti
k,
dan balon ketika digosokkan dengan rambut menjadi bermuatan negative (kelebihan
electron). Sedangkan pada bahan Kaca ketika digosokkan dengan rambut menjadi
bermuatan positif (kekurangan electron)
, sedangkan pada kain wol (bermuatan
listrik negative) ketika didekatkan dengan ujung elektroskop, pelat daun pada
elektroskop tetap tertutup. Hal tersebut
belum sesuai dengan
teori karena seharusnya ketika kain wol (bermuatan listrik negative) didekatkan
dengan ujung elektroskop netral, electron-elektron pada tutup elektroskop
ditolak oleh kain wol lalu menuju bagian bawah elektroskop(pelat daun).
Sehingga tutup elektroskop bermuatan positif sedangkan pelat dan daun menjadi
bermuatan listrik negative. Karena pelat dan daun bermuatan sejenis yaitu
negative maka akan terjadi tolak-menolak yaitu daun menjadi mekar.
DAFTAR PUSTAKA
Giancoli,
Douglas C. (1998). Physics. Fifth Edition. New Jersey : Prentice Hall.
Halliday,
D., dan Resnick, R. (1986). Physics. Terjemahan: Pantur Silaban dan Erwin
Sucipto, Jakarta : Erlangga.
Paul W.
Zitzewitz, et al. (1995). Physics. Teacher Wraparound Edition. New York :
Glencoe/McGraw-Hill.