Bahan Konduktor dan Isolator

(Ringkasan Fisika). Pada beberapa material, seperti tembaga dan logam-logam lainnya, jumlah elektron dapat bergerak bebas di dalam material tersebut. Material seperti ini disebut konduktor. Pada material atau bahan yang lain, seperti kayu atau gelas, semua elektron terikat kuat pada atom-atomnya dan tidak dapat bergerak bebas. Bahan-bahan yang demikian disebut dengan isolator.Di dalam satu atom tembaga, ada 29 elektron yang terikat inti akibat gaya tarik elektrostatik antara elektron yang berada lebih dalam. Hal ini disebabkan karena elektron luar letaknya lebih jauh dari inti dan terdapat gaya tolak-menolak dari elektron-elektron yang lebih dalam.

Ketika atom-atom dalam tembaga bergabung membentuk sekeping logam tembaga, ikatan elektron-elektron pada masing-masing atom mengalami perubahan akibat adanya interaksi dengan atom-atom terdekat. Satu atau lebih elektron terluar dari tiap atom Cu tersebut tidak lagi terikat pada masing-masing atom, tetapi dapat bergerak bebas di dalam keping tembaga tersebut, seperti halnya molekul -molekul gas yang bergerak bebas di dalam sebuah kotak. Jumlah elektron bebas bergantung pada jenis logamnya, tetapi pada umumnya satu elektron di setiap atom. Atom Cu yang kekurangan satu elektron akan bermuatan positif dan disebut ion positif. Di dalam logam tembaga, ion-ion tembaga tertata dalam susunan yang teratur yang disebut dengan kisi.
Umumnya, sebuah konduktor bersifat netral karena terdapat suatu ion kisi yang membawa satu muatan -e. Suatu konduktor dapat diberi muatan dengan cara menambahkan atau mengurangi elektron-elektron bebasnya. Suatu metode sederhana dan praktis untuk memberi muatan pada suatu konduktor dilakukan dengan menggunakan elektron-elektron bebasnya yang siap bergerak dalam konduktor tersebut. Misalkan terdapat dua buah logam yang tidak bermuatan berada di dalam kotak. Ketika sebuah batang bermuatan dibawa mendekati salah satu dari kedua bola tersebut, terjadi aliran elektron dari satu bola ke bola yang lain. Jika batang bermuatan positif, batang akan menarik elektron yang bermuatan negatif dan bola yang berada di dekat batang akan menerima elektron dari bola konduktor lainnya.

Hal ini menyebabkan bola sisi kiri bermuatan negatif dan bola sisi kanan bermuatan sama besar tetapi bertanda positif. Jika kedua bola terpisah sedangkan batang tetap berada paa tempat semula, kedua bola akan mempunyai muatan yang sama besar dan berlawanan tanda. Hasil yang sama akan diperoleh untuk batang yang bermuatan negatif, di mana elektron mengalir dari bola yang dekat ke batang bola yang lebih jauh. 

Dalam dua kasus tersebut, bola diberi muatan tanpa menyentuh batang dan muatan batang yang berada pada batang tidak terganggu. Proses ini dikenal dengan induksi elektrostatis atau pemuatan dengan cara induksi. Jika sebuah bola konduktor bermuatan disentuhkan dengan bola konduktor lain yang sama tetapi tidak bermuatan, muatan pada bola pertama akan terdistribusi sama besar ke dalam kedua bola. Jika kemudian kedua bola dipisahkan, masing-masing bola konduktor akan memiliki muatan sebesar setengah kali muatan bola pertama.

0 komentar:

Post a Comment

Kepada para pembaca, jika ada sesuatu yang berkesan maka silahkan berkomentar