Sifat-sifat Muatan Listrik

Bila sebuah sisir digosok-gosokkan pada rambut, lalu didekatkan kepada krupuk yang digantung, maka krupuk tersebut akan tertarik dan melekat pada sisir (Gambar.1). Peristiwa ini menunjukkan adanya gaya listrik yang termasuk gaya medan.

Meskipun kedua obyeknya tidak saling bersentuhan namun pengaruh gayanya dapat diobservasi. Peristiwa itu sekaligus menujukkan eksistensi muatan listrik. Adanya loncatan api kecil ketika kulit kita secara tidak sengaja menyentuh meja juga menunjukkan adanya muatan.

Gambar 1: Sisir dapat menarik krupuk yang ringan setelah digosok-gosok pada rambut

Dalam beberapa eksperimen sederhana dapat ditunjukkan bahwa bila dua batang kaca yang keras digosok-gosokkan pada kain sutera, lalu digantung dengan benang di tengahnya dan ujungnya saling didekatkan satu terhadap yang lain, maka akan nampak bahwa keduanya saling menolak (Gambar 2b). Namun bila batang yang sama didekatkan pada batang kain sutera tadi, maka antara batang kaca dengan sutera itu saling tarik menarik (Gambar 2a). Dan bila kain sutera yang telah digosok didekatkan dengan kain sutera lainnya yang digosok pada batang kaca yang sama, keduanya akan tolak menolak (Gambar 2c).

Gambar 2: Sebuah batang kaca akan bermuatan positif setelah digosok dengan kain sutera, sedangkan sutera menjadi menjadi bermuatan negatif. (a) batang kaca dan kain sutera saling tarik menarik karena muatan mereka berlawanan jenis, (b) Kedua batang kaca saling tolak-menolak karena kedua muatannya sejenis, dan (c) Kedua kain sutera saling tolak-menolak karena berbeda jenis.

Kenyataan tersebut menunjukkan adanya dua jenis muatan yang berbeda. Muatan yang sama akan saling tolak menolak dan muatan yang berbeda akan saling tarik menarik. Kedua jenis muatan itu oleh Benjamin Franklin (1706-1790) diberi nama muatan positif dan muatan negatif. Muatan positif adalah muatan seperti yang dimiliki oleh proton sedang muatan negatif adalah muatan seperti yang dimiliki oleh elektron.

Dalam berbagai penelitian selanjutnya Robert Millikan (1868-1953) menunjukkan bahwa besar muatan itu terkuantisasi dan diberi nilai sebesar muatan elementer e yang besarnya sama dengan 1,602 x 10¹⁹. Untuk electron besar muatannya -1,602 x 10¹⁹ sedang untuk proton besar muatannya + 1,602 x 10¹⁹. Untuk partikel lain muatannya dapat dinotasikan sebagai q = Ne dengan N merupakan bilangan  integer.

Fakta lain yang menarik tentang adanya muatan adalah kenyataan bahwa muatan tersebut tidak bisa diciptakan. Ketika batang gelas digosok-gosokkan pada kain sutera, maka kain sutera tersebut menerima muatan negatif dengan jumlah yang sama dengan muatan positif yang muncul pada gelas. Sehingga dapat disimpulkan bahwa jumlah muatan dalam sistem tertutup selalu tetap.

Dari pembahasan di atas dapat disimpulkan bahwa:
1. Di alam terdapat dua jenis muatan yang berbeda yakni positif dan negatif.
2. Muatan yang sejenis tolak menolak dan muatan yang berbeda jenis tarik menarik.
3. Jumlah muatan di dalam sistem terisolasi selalu tetap.
4. Muatan itu besarnya terkuantisasi.

fenomena lainnya yang menarik yang dapat dilakukan dengan menggunakan sifat-sifat dari benda bermuatan listrik dapat diamati pada gambar di bawah ini.