Alat-alat yang menggunakan prinsip listrik statis/ elektrostatika

1. Penangkal Petir

Alat-alat yang mengaplikasikan prinsip listrik statis/ elektrostatika
Penangkal petir (*google image)

Penangkal petir adalah rangkaian jalur yang difungsikan sebagai jalan bagi petir menuju ke permukaan bumi, tanpa merusak benda-benda yang dilewatinya. Bagian-bagian utama penangkal petir adalah sebagai berikut:
a. Batang penangkal petir
Batang penangkal petir berupa batang tembaga yang ujungnya runcing. Mengapa penangkal petir ujungnya dibuat runcing? Ujung penangkal petir dibuat runcing karena muatan listrik mempunyai sifat mudah berkumpul dan lepas pada ujung logam yang runcing. Sehingga proses tarik menarik yang baik dengan muatan listrik yang ada di awan. Batang penangkal petir ini biasanya dipasang pada bagian tertinggi atau puncak suatu bangunan.
Alat-alat yang mengaplikasikan prinsip listrik statis/ elektrostatika
Bagian-bagian penangkal petir (*google image)
b. Kawat konduktor
Kawat konduktor terbuat dari jalinan kawat tembaga. Kabel konduktor berfungsi meneruskan aliran muatan listrik dari batang muatan listrik ke tanah. Kawat konduktor tersebut dipasang pada dinding di bagian luar bangunan.
c. Tempat pembumian (grounding)
Tempat pembumian berfungsi mengalirkan muatan listrik dari kabel konduktor ke batang pembumian (ground rod) yang tertanam di tanah.

2. Electrostatic precipitators

Alat-alat yang mengaplikasikan prinsip listrik statis/ elektrostatika
Electrostatic precipitators (*google image)

Electrostatic precipitator (ESP) merupakan alat yang digunakan untuk menyaring udara atau gas dengan menggunakan bantuan muatan listrik. Prinsip kerja kerjanya adalah dengan menginduksikan muatan listrik ke partikel-partikel yang terkandung dalam gas atau asap. Kemudian gas yang mengandung partikel-partikel bermuatan tersebut dilewatkan melalui plat-plat yang bermuatan berlawanan dengan partikel tersebut. Ingat bahwa partikel yang bermuatan berbeda jenis akan saling tarik-menarik, maka partikel-partikel tersebut akan menempel di plat-plat pengumpul. Sehingga udara yang keluar dari Electrostatic precipitator menjadi lebih bersih.  Contoh industri yang umum menggunakan Electrostatic precipitator  adalah pembangkit listrik tenaga uap dan pabrik gula. Electrostatic precipitator digunakan agar polusi udara yang dikeluarkan lebih sedikit.
 
Alat-alat yang mengaplikasikan prinsip listrik statis/ elektrostatika
Skema electrostatic precipitators (*google image)

3. Penyemprot cat (electrostatic paint sprayer)

Alat-alat yang mengaplikasikan prinsip listrik statis/ elektrostatika

electrostatic paint sprayer (*google image)


Sifat listrik statis ternyata juga dapat diaplikasikan dalam proses pengecatan. Pengecatan dengan memanfaatkan listrik statis atau electrostatic spray painting akan memberikan hasil lebih merata dan cat tertempel dengan baik. Selain itu juga memberikan efisiensi yang tinggi sehingga lebih menghemat cat yang digunakan. Cara kerjanya adalah dengan memberikan muatan pada partikel cat menggunakan alat penyemprot. Jadi ketika partikel cat keluar dari alat penyemprot, partikel tersebut sudah bermuatan listrik. Karena partikel-partikel tersebut bermuatan sejenis maka akan saling tolak menolak. Sehingga cat akan menyebar dengan baik. Sedang benda yang akan dicat dibuat bermuatan yang berlawanan dengan partikel cat. Dengan demikian partikel-partikel cat akan menempel dengan baik dan merata.
Alat-alat yang mengaplikasikan prinsip listrik statis/ elektrostatika
Prinsip kerja electrostatic paint sprayer (*google image)


4. Field-ion microscope (FIM)

Alat-alat yang mengaplikasikan prinsip listrik statis/ elektrostatika
Field-ion microscope (*google image)

Field-ion microscope  merupakan Suatu jenis mikroskop di mana atom-atom suatu gas inert di sekitar spesimen diionisasi dengan menggunakan medan listrik yang kuat dibagian ujungnya dan sebuah gambar akan dihasilkan oleh proyeksi ion ke layar penangkap. Gambar terdiri dari pola bintik cahaya yang sesuai dengan atom pada permukaan spesimen. Field ion microscope (FIM) ditemukan oleh Müller pada tahun 1951. FIM adalah jenis mikroskop yang dapat digunakan untuk menggambarkan susunan atom pada permukaan suatu benda.

Alat-alat yang mengaplikasikan prinsip listrik statis/ elektrostatika


     Field ion microscope  bergantung pada ionisasi atom-atom gas inert di sekitar ujung spesimen dengan menggunakan  induksi medan listrik. Ujung spesimen yang akan diuji dibuat sangat tajam. Saat ujung logam yang sangat tajam dikenakan tegangan yang tinggi maka akan terbentuk medan listrik dipermukaannya. Medan listrik ini dihasilkan oleh muatan positif yang ada di permukaan spesimen. Atom gas terionisasi sangat dekat dengan permukaan ujung dan kemudian terdorong oleh kuatnya medan listrik yang ada. Ion-ion gas ini akan menumbuk ke layar fosfor. Tumbukan tersebut memetakan distribusi medan listrik di permukaan. Distribusi medan listrik di permukaan terkait dengan topografi dari ujung spesimen. Sehingga susunan atom di ujung spesimen dapat diketahui.


5. Ion thruster atau ion-drive rocket engine

NASA Evolutionary Xenon Thruster (NEXT) ion thruster .
(Sumber: www.nasa.gov)

Ion thruster merupakan salah satu jenis mesin pendorong yang digunakan untuk penggerak pesawat ruang angkasa. Ion thruster menciptakan dorongan dengan mempercepat ion positif dengan listrik. Ion thruster mengionisasi gas netral dengan mengekstraksi beberapa elektron dari atom, sehingga terbentuk awan ion positif. Pendorong ini mengandalkan sifat elektrostatika karena ion dipercepat oleh gaya Coulomb sepanjang medan listrik, berbeda dengan Electromagnetic thrusters yang memanfaatkan gaya Lorentz. Sementara elektron yang tersimpan kemudian diinjeksikan kembali oleh penetral di awan ion setelah melewati electrostatic grid, sehingga gas menjadi netral lagi dan dapat menyebar dengan bebas di ruang angkasa. Jika gas tidak dinetralkan maka dapat tertarik kembali sehingga menyebabkan dorongan yang dihasilkan berkurang dan dapat menyebabkan erosi pada pada pesawat luar angkasa.
Alat-alat yang mengaplikasikan prinsip listrik statis/ elektrostatika
Skema gridded ion thruster

Ion thruster rocket engines menggunakan ion-ion untuk menghasilkan dorongan sesuai dengan prinsip hukum kekekalan momentum. Metode yang digunakan untuk mempercepat ion bervariasi, tetapi semuanya memanfaatkan rasio antara muatan  dan  massa ion. Bahan bakar yang paling umum digunakan adalah xenon karena mudah diionisasi dan memiliki berat atom yang besar.  Selain itu xenon juga mudah disimpan karena termasuk gas inert. Penggunaan mesin pendorong tenaga ion memberikan efisiensi bahan bakar yang sangat tinggi sehingga penjelajahan luar angkasa dapat dilakukan lebih jauh lagi dibandingkan jika menggunakan mesin konvensional yang memanfaatkan pembakaran bahan kimia.

6. Mesin fotokopi (photocopier)

Alat-alat yang mengaplikasikan prinsip listrik statis/ elektrostatika
Mesin fotokopi (*google image)

Mesin fotocopy adalah mesin yang digunakan untuk membuat salinan dokumen.  Kebanyakan mesin fotokopi saat ini menggunakan teknologi yang disebut xerografi, yaitu proses kering yang menggunakan muatan listrik statis pada fotoreseptor peka cahaya untuk terlebih dahulu menarik dan kemudian mentransfer partikel toner (bubuk) ke kertas dalam bentuk gambar.
Cara kerja mesin fotokopi adalah sebagai berikut. Dokumen yang akan disalin diletakkan pada kaca mesin kemudian disinari. Apakah ketika sedang memfotokopi dokumen kalian sering mengamati adanya sinar yang dikeluarkan oleh mesin fotokopi? sinar tersebut akan ditangkap dan dipantulkan oleh ke arah drum. Drum bermuatan negatif sehingga serbuk toner yang berbahan dasar serbuk besi halus akan menempel pada toner. Drum yang terkena sinar pantulan oleh lensa akan kehilangan muatan negatif sehingga serbuk toner tidak akan menempel, sedangkan untuk bagian yang tidak terkena sinar (terbayang) seperti tulisan atau gambar akan tetap memiliki muatan negatif dengan begitu serbuk toner akan menempel mengikuti bayangan dari dokumen asli. Toner ditempelkan pada kertas dengan dengan bantuan panas dan tekanan. Sehingga kertas hasil fotokopi yang baru saja keluar dari mesin fotokopi terasa panas.

 7. Printer Laser

Alat-alat yang mengaplikasikan prinsip listrik statis/ elektrostatika
Printer laser (*google image)

Prinsip kerja yang digunakan dalam printer laser adalah listrik statis. Benda-benda dengan bermuatan yang berbeda akan saling menempel karena atom dengan bermuatan berlawanan akan saling tarik menarik. Pada dasarnya cara kerja printer laser mirip dengan mesin fotokopi.
Ketika mencetak dokumen dari komputer maka komputer akan mengirimkan data dalam bentuk elektronik ke printer laser. Kemudian sirkuit elektronik yang ada di dalam printer laser akan menerjemahkan data tersebut. Data tersebut digunakan untuk mengatur laser pada printer. Sebenarnya yang bergerak bukanlah lasernya, sebuah cermin yang dapat bergerak digunakan untuk mengatur pantulan dari sinar laser tersebut. Permukaan photoreceptor drum yang terkena laser akan berubah dari bermuatan positif menjadi bermuatan negatif. Toner yang digunakan bermuatan positif, sehingga toner akan menempel pada permukaan photoreceptor drum yang bermuatan negatif. Selanjutnya toner lekatkan ke kertas. Agar tertempel dengan baik maka penempelan dilakukan dengan bantuaan panas dan tekanan. Printer laser menunjukan bahwa prinsip-prinsip ilmiah sederhana dapat diaplikasikan menjadi sesuatu yang sangat bermanfaat.
Previous
Next Post »