BIAYA LISTRIK

Biaya listrik adalah properti konservatif mendasar dari beberapa partikel subatomik, yang menentukan interaksi elektromagnetik mereka. Materi bermuatan listrik dipengaruhi oleh, dan menghasilkan medan elektromagnetik. Interaksi antara muatan bergerak dan bidang elektromagnetik adalah sumber gaya elektromagnetik, yang merupakan salah satu dari empat kekuatan fundamental.
Muatan listrik pada tubuh mungkin positif atau negatif. Dua benda bermuatan positif mengalami kekuatan saling menjijikkan, seperti halnya dua benda bermuatan negatif. Badan bermuatan positif dan tubuh bermuatan negatif mengalami gaya yang menarik. Studi tentang bagaimana badan bermuatan berinteraksi adalah elektrodinamika klasik, yang akurat sejauh efek kuantum dapat diabaikan.
Eksperimen abad kedua puluh menunjukkan bahwa muatan listrik dikuantisasi: muatan sistem, bodi, atau partikel apapun (kecuali quark) adalah kelipatan bilangan bulat dari muatan dasar, e, kira-kira sama dengan 1.602 × 10-19 coulomb. Proton memiliki muatan e, dan elektron memiliki muatan -e. Studi tentang partikel bermuatan, dan bagaimana interaksi mereka dimediasi oleh foton, adalah elektrodinamika kuantum


Sejarah

Muatan listrik adalah sifat karakteristik dari banyak partikel subatomik.Tuduhan partikel berdiri bebas adalah kelipatan bilangan bulat dari muatan dasar e; kita katakan bahwa muatan listrik dikuantisasi. Michael Faraday, dalam percobaan elektrolisisnya, adalah orang pertama yang mencatat sifat diskrit muatan listrik. Percobaan drop-oil Robert Millikan menunjukkan fakta ini secara langsung, dan mengukur muatan dasar.

Dengan konvensi, muatan elektron adalah -1, sedangkan proton adalah +1.Partikel bermuatan yang muatannya memiliki tanda yang sama saling tolak, dan partikel yang muatannya memiliki tanda yang berbeda menarik. Hukum Coulomb mengkuantifikasi kekuatan elektrostatik di antara dua partikel dengan menyatakan bahwa gaya tersebut sebanding dengan produk muatan mereka, dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak di antara keduanya.

Tuduhan antipartikel sama dengan partikel yang sesuai, namun dengan tanda berlawanan. Quark memiliki muatan pecahan dari -1/3 atau + 2/3, namun quark yang berdiri bebas tidak pernah diamati (alasan teoritis untuk fakta ini adalah kebebasan asimtotik).

Muatan listrik dari benda makroskopik adalah jumlah muatan listrik dari partikel yang membentuknya. Tuduhan ini sering nol, karena materi terbuat dari atom, dan atom semuanya memiliki jumlah proton dan elektron yang sama. Secara umum, di setiap molekul, jumlah anion (atom bermuatan negatif) sama dengan jumlah kation (atom bermuatan positif). Bila muatan listrik bersih tidak nol dan tidak bergerak, fenomena tersebut dikenal sebagai listrik statis. 

Bahkan ketika muatan bersihnya nol, ia dapat didistribusikan tanpa seragam (misalnya karena medan listrik eksternal atau gerakan molekuler), dalam hal ini bahan tersebut dikatakan terpolarisasi.Tuduhan karena polarisasi dikenal sebagai muatan terikat, sedangkan kelebihan muatan yang dibawa dari luar disebut muatan gratis. Gerakan partikel bermuatan (terutama gerakan elektron dalam logam) dalam arah tertentu dikenal sebagai arus listrik. Satuan SI dari jumlah muatan listrik adalah coulomb, yang setara dengan sekitar 6,25 × 1018 e (e adalah muatannya pada satu elektron atau proton). Oleh karena itu, muatan elektron kira-kira -1.602 × 10-19 C. Coulomb didefinisikan sebagai jumlah muatan yang melewati bagian penampang konduktor listrik yang membawa satu ampere dalam waktu satu detik. Simbol Q sering digunakan untuk menunjukkan jumlah listrik atau muatan. Kuantitas muatan listrik bisa langsung diukur dengan elektrometer, atau secara tidak langsung diukur dengan galvanometer balistik.

Setelah menemukan karakter bermuatan kuantitatif, pada tahun 1891 Stoney mengusulkan 'elektron' unit untuk unit muatan listrik dasar ini. Ini sebelum penemuan partikel oleh JJ Thomson pada tahun 1897. Saat ini, nama "elektron" untuk unit charge tidak lama. 

Banyak digunakan kecuali pada unit turunan "electronvolt". Hal ini cukup mengejutkan mengingat luasnya penggunaan unit ini di bidang fisika dan kimia. Unit ini sekarang diperlakukan tanpa nama, disebut "unit muatan dasar" atau hanya sebagai "e".

Secara formal, ukuran muatan harus merupakan kelipatan dari muatan dasar e (muatan dikuantisasi), namun karena ini adalah kuantitas makroskopik rata-rata, banyak pesanan yang besarnya lebih besar dari satu muatan dasar, dapat secara efektif mengambil nilai sebenarnya . Selanjutnya, dalam beberapa konteks, sangat berarti untuk berbicara tentang pecahan muatan;misalnya dalam pengisian sebuah kapasitor.

Seperti dilansir oleh filsuf Yunani Kuno Thales dari Miletus sekitar tahun 600 SM, muatan (atau listrik) bisa diakumulasikan dengan menggosok bulu pada berbagai zat, seperti amber. Orang-orang Yunani mencatat bahwa tombol kuning yang dikenakan bisa menarik benda-benda ringan seperti rambut. Mereka juga mencatat bahwa jika mereka menggosok ambar cukup lama, mereka bahkan bisa mendapatkan percikan untuk melompat. Properti ini berasal dari efek triboelektrik.

Pada tahun 1600, ilmuwan Inggris William Gilbert kembali ke topik di De Magnete, dan menciptakan kata Latin baru electricus dari ηλεκτρον (elektron), kata bahasa Yunani untuk "amber", yang segera memunculkan kata-kata bahasa Inggris "listrik" dan "listrik . " Dia diikuti pada tahun 1660 oleh Otto von Guericke, yang menemukan generator tenaga elektrostatik pertama. Perintis Eropa lainnya adalah Robert Boyle, yang pada tahun 1675 menyatakan bahwa daya tarik dan tolakan listrik dapat beraksi di ruang hampa; Stephen Gray, yang pada tahun 1729 mengklasifikasikan bahan sebagai konduktor dan isolator; dan CF du Fay, yang mengusulkan pada tahun 1733 [1] bahwa listrik masuk dua varietas yang saling membatalkan, dan mengungkapkan hal ini dalam teori dua fluida. 

Ketika kaca digosok dengan sutra, du Fay mengatakan bahwa gelas itu diisi dengan listrik vitreous, dan ketika ambar digosok dengan bulu, ambar itu dikatakan diisi dengan listrik resin. Pada tahun 1839, Michael Faraday menunjukkan bahwa pembagian yang jelas antara listrik statis, arus listrik dan bioelectricity tidak benar, dan semuanya merupakan konsekuensi dari perilaku satu jenis listrik yang muncul di polaritas yang berlawanan. Adalah sewenang-wenang polaritas yang Anda panggil positif dan yang Anda sebut negatif. Tagihan positif dapat didefinisikan sebagai muatan yang tertinggal pada batang kaca setelah digosok dengan sutra.

Salah satu ahli energi terkemuka pada abad ke-18 adalah Benjamin Franklin, yang membantah teori listrik satu cairan. Franklin membayangkan listrik sebagai sejenis cairan tak kasat mata hadir dalam segala hal;Misalnya dia percaya bahwa itu adalah gelas di toples Leyden yang menampung akumulasi biaya. Dia mengemukakan bahwa menggosok permukaan isolasi bersama-sama menyebabkan cairan ini berubah lokasi, dan bahwa aliran cairan ini merupakan arus listrik. Dia juga mengemukakan bahwa ketika materi mengandung terlalu sedikit cairan yang "negatif" terisi, dan bila ada kelebihan yang "positif" terisi. Secara sewenang-wenang (atau karena alasan yang tidak tercatat) dia mengidentifikasi istilah "positif" dengan listrik vitreous dan "negatif" dengan listrik resin. 

(Yustinus Setyanta)