Fenomena listrik statis telah dikenal sejak zaman kuno. Salah satu contoh yang umum ditemui adalah ketika kita menggosok balon ke rambut kita, balon tersebut akan menempel pada dinding atau langit-langit. Dalam dunia fisika, ini disebut dengan triboelektrifikasi atau efek triboelektrik. Salah satu bahan yang sering digunakan untuk menggambarkan fenomena ini adalah ebonit dan wol.
Ebonit, yang juga dikenal sebagai vulkanit, adalah jenis karet keras yang telah mengalami proses vulkanisasi. Karet keras ini banyak ditemukan pada gagang payung, tongkat pemukul, dan bola biliar. Sementara wol adalah bahan serat alami yang berasal dari bulu domba, kambing, dan beberapa hewan lainnya.
Dalam artikel ini, kita akan menelaah lebih dalam mengapa sepotong ebonit akan bermuatan listrik negatif bila digosok dengan wol.
Proses Triboelektrifikasi
Triboelektrifikasi adalah proses di mana dua objek yang berbeda bergesekan dan menghasilkan muatan listrik statis pada permukaan objek tersebut. Ketika objek tersebut dipisahkan, muatan listrik akan tertinggal pada permukaan masing-masing objek, menimbulkan perbedaan potensial listrik antara objek tersebut. Proses ini terjadi karena adanya pertukaran elektron antara dua objek yang bergesekan.
Ketika sepotong ebonit digosok dengan wol, ebonit menjadi bermuatan negatif. Ini terjadi karena ebonit lebih cenderung untuk menarik dan menahan elektron daripada wol. Dengan kata lain, ebonit memiliki afinitas elektron yang lebih tinggi dibandingkan dengan wol. Sebagai hasilnya, ketika ebonit bergesekan dengan wol, ebonit akan menarik elektron dari wol, sehingga permukaan ebonit akan bermuatan negatif, dan permukaan wol akan bermuatan positif.
Skala Triboelektrik
Untuk menentukan bagaimana muatan listrik akan terbagi antara dua objek yang saling bergesekan, kita dapat merujuk pada skala triboelektrik. Skala ini menyusun bahan-bahan dalam urutan yang menunjukkan seberapa kuat objek tersebut akan menarik atau melepas elektron. Secara umum, semakin jauh posisi dua bahan bersebelahan dalam skala triboelektrik, semakin besar muatan listrik yang dipindahkan antara bahan tersebut ketika bergesekan.
Dalam skala triboelektrik, ebonit berada di posisi yang lebih dekat ke ujung negatif, sementara wol berada di posisi yang lebih dekat ke ujung positif. Ini menunjukkan bahwa ebonit memiliki afinitas elektron yang lebih tinggi daripada wol, sehingga ketika keduanya bergesekan, ebonit akan menarik elektron dari wol, menyebabkan ebonit bermuatan negatif dan wol bermuatan positif.
Kesimpulan
Sepotong ebonit akan bermuatan listrik negatif bila digosok dengan wol karena adanya proses triboelektrifikasi. Ketika ebonit dan wol bergesekan, ebonit cenderung untuk menarik dan menahan elektron dari wol karena afinitas elektron yang lebih tinggi. Berdasarkan skala triboelektrik, ebonit berada di ujung negatif sementara wol berada di ujung positif, sehingga ketika keduanya bergesekan, ebonit akan menarik elektron dari wol dan bermuatan negatif.
