Contoh Soal Muatan Listrik

Contoh Soal Muatan Listrik - Kalian tentu mengenal istilah magnet. Saat kutub senama didekatkan, akan terjadi gaya tolak menolak. Sebaliknya, saat kutub yang tidak senama didekatkan, akan tarik menarik. Nah seperti itulah prinsip kerja muatan listrik. Muatan listrik dibedakan menjadi dua jenis, yaitu muatan positif dan negatif. Jika muatan yang sejenis didekatkan, akan saling tolak-menolak, sedangkan jika muatan yang berbeda jenis didekatkan, akan saling tarik-menarik dan pada akhirnya menempel. Untuk memahami lebih lanjut tentang muatan listrik, simak ulasan berikut.

        Kalian telah belajar bahwa unsur penyusun suatu zat adalah atom. Atom memiliki bagian yang lebih kecil (subatom), yaitu proton, netron, dan elektron. Proton adalah penyusun atom yang bermuatan positif, netron tidak bermuatan, dan elektron bermuatan negatif. Muatan positif dan negatif itulah yang dikenal sebagai muatan listrik. Letak muatan tersebut pada sumber tegangan biasa disimbolkan (+) dan (-). Tanda positif adalah kutub positif yang banyak mengandung muatan listrik proton. Tanda negatif adalah kutub negatif yang banyak mengandung elektron. Perhatikan ilustrasi berikut.
        Dalam susunan atom, muatan yang dapat bergerak adalah elektron. Jika suatu atom kehilangan/ melepaskan elektron, maka akan menjadi muatan listrik positif, sedangkan jika suatu atom memperoleh tambahan elektron, maka akan bermuatan listrik negatif.
Pada interaksi antar muatan listrik, berlaku keadaan berikut.

1. Apabila dua buah muatan listrik yang sama didekatkan, maka akan saling tolak menolak atau saling menjauhi.
2. Apabila dua buah muatan listrik yang berlawanan jenis didekatkan, maka akan saling tarik-menarik atau saling mendekat.

        Terjadinya tarik-menarik dan tolak menolak antar muatan tersebut dikarenakan adanya kecenderungan muatan untuk menjadi stabil. Kestabilan suatu atom terjadi jika jumlah proton dan elektron di dalamnya sama. Muatan yang memiliki jumlah elektron lebih banyak akan mendekati muatan yang memiliki jumlah elektron sedikit. Hal tersebut akan berlangsung secara terus menerus sampai muatannya netral. Perhatikan ilustrasi berikut.

        Mula-mula muatan negatif dan positif memiliki jarak yang cukup jauh. Kemudian, keduanya saling mendekat karena ada aliran elektron. Adanya perpindahan elektron dari muatan negatif ke positif terjadi pada peristiwa terjadinya petir dan halilintar, tertariknya sobekan kertas oleh penggaris plastik yang telah digosok-gosokan, dan sebagainya. Terbentuknya petir dan halilintar disebabkan oleh loncatan muatan negatif dari awan menuju tanah atau bumi yang bermuatan positif. Lebih lengkapnya akan kalian pelajari pada topik selanjutnya.
        Satuan Internasional untuk muatan listrik adalah Coulomb. Muatan listrik positif dan negatif mempunyai nilai yang sama, yaitu 1,6 x 10-19 C. Oleh karena muatan elektron sangat kecil, maka satu Coulomb terdiri dari 6,25 x 1018 elektron. Untuk menghitung jumlah elektron dapat digunakan persamaan berikut.

$Q=n_e{q}_e$

Keterangan:
Q = muatan listrik (C);
ne = jumlah elektron; dan
qe = muatan elektron 1,6 x 10-19 C.

Contoh Soal

Di suatu malam, petir menyambar sebuah pohon di bukit. Muatan yang dibawa oleh petir pada saat menyambar sebanyak 10 C. Berapa banyak jumlah elektron yang berpindah dari awan ke pohon ?
Penyelesaian:
Diketahui:
Q = 10 C
qe = 1,6 x 10-19 C
Ditanyakan: ne ?
Jawab:

$Q=n_e{q}_e$

$n_e=\frac{Q}{q_e}$

$n_e=\frac{10}{1,6\times {10}^{-19}}$

$n_e=6,25\times {10}^{19}$

S1

Sebuah atom Natrium (Na) mempunyai 3 elektron, 2 proton, dan 2 netron. Atom Na bermuatan ....

S2

Sebuah kapasitor mampu menyimpan elektron sebanyak 6,25 x 108. Muatan maksimal yang dapat disimpan kapasitor adalah ... C.

S3

Atom X mempunyai 3 buah proton, 3 buah netron, dan 1 elektron. Agar menjadi netral, atom X harus ....

S4

Atom B bermuatan listrik negatif karena kelebihan 2 elektron. Agar menjadi netral, atom B harus ....

S5

Sebuah baterai yang mempunyai tegangan 1,5 V hanya mampu menyimpan muatan 1 C. Jumlah elektron yang ada di dalam baterai tersebut adalah ....

S6

Terdapat enam buah muatan listrik, yaitu A, B, C, D, E, dan F. Muatan A positif, B negatif, C negatif, D negatif, E negatif, dan F positif. Jika keenam muatan dipasang sejajar satu dengan lainnya, maka interaksi antara muatan A-B dan D-E secara berturut-turut adalah ....

S7

Empat buah muatan disusun sejajar, yaitu A, B, C, dan D dan berlaku keadaan berikut.

1. Muatan A negatif tarik menarik dengan B.
2. Muatan B tolak menolak dengan C.
3. Muatan C juga tolak-menolak dengan D.

Jenis muatan D adalah ....

S8

Dua buah kapasitor A dan B diisi muatan listrik. Kapasitas kapasitor A adalah 6,25 x 108 muatan dan kapasitor B 12,5 x 107 muatan. Apabila diisi muatan listrik secara bersamaan, maka ....

S9

Sebuah baterai yang berisi 2 C muatan listrik dihubungkan dengan kapasitor. Muatan listrik akan berpindah dari baterai menuju kapasitor. Jika kapasitor mampu diisi muatan listrik sebanyak 6,25 x 1016, maka sisa muatan listrik yang ada pada baterai setelah kapasitor penuh adalah ....

S10

Lima buah muatan listrik terletak sejajar dan diberi label A, B, C, D, dan E. Muatan A merupakan muatan listrik negatif dan E merupakan muatan listrik positif. Jika muatan A saling tarik menarik dengan B, B tarik menarik dengan C, dan D tolak menolak dengan E, maka jenis muatan B, C, dan D secara berturut-turut adalah ....

Share this post