Sains di Balik Listrik Statis: Kenapa Bisa Serasa Kena Setrum?

tirto.id - Perpindahan muatan listrik statis bisa menjadi penyebab sensasi terkena setrum ketika menyentuh benda logam atau gagang pintu. Perpindahan elektron bagaimana bisa terjadi dan apakah berdampak fatal?

Jagat media sosial sempat diramaikan kabar tentang pengunjung yang mengaku merasa tersetrum ketika tengah berada di dalam area Mal Botani Square, Bogor. Pengakuannya pun langsung viral.

Pihak manajemen Mal Botani Square lantas merespons melalui unggahan via akun Instagram resmi @botanisquaremall. Mereka memberikan penjelasan bahwa sensasi seperti tersengat listrik atau kesetrum bisa disebabkan oleh listrik statis yang berinteraksi dengan pakaian, alas kaki, serta permukaan lantai.

Kendati demikian, pihak mal juga menyatakan bahwa instalasi kelistrikan dan peralatan gedung telah diperiksa serta dipelihara secara berkala sesuai ketentuan yang berlaku untuk mendukung keamanan pengunjung.

Namun, tak banyak pula pengunjung yang dibuat waswas terkait kondisi serupa yang dikhawatirkan bisa terjadi kapan saja. Maka itu, penting untuk memahami bagaimana sengatan listrik statis bisa terjadi serta dampak apa saja yang sekiranya bisa ditimbulkan.

Apa Itu Listrik Statis dan Kenapa Bisa Nyetrum?

Listrik statis merupakan bentuk listrik yang dihasilkan dari ketidakseimbangan antara muatan positif dan negatif. Dalam kondisi tertentu, sebagaimana dikutip laman Britannica, elektron (partikel bermuatan negatif dalam atom) bisa berpindah dari satu material ke material lain.

Namun, perpindahan elektron bisa cenderung tetap diam jika material penerima elektron terisolasi atau bukan konduktor listrik. Apabila konduktor tidak bisa menahan energi negatif yang datang, maka kelebihan listrik statis akan dilepaskan dan menjadi arus listrik.

Konduktor penahan muatan elektron bukan berarti membuat aliran listrik selalu diam. Kondisi tersebut bisa berubah ketika adanya pelepasan muatan yang membuat listrik tidak lagi statis atau diam.

Ketika atom-atom yang berbeda bersentuhan satu sama lain, hal tersebut memungkinkan elektron bisa berpindah di antara mereka. Pada saat elektron terlepas, material pertama akan kehilangan muatan negatif karena berpindah ke material lain.

Material yang memperoleh elektron otomatis akan menjadi bermuatan negatif. Sedangkan material yang melepaskan elektron akan jadi bermuatan positif, karena jumlah proton (partikel bermuatan positif) jadi lebih banyak.

Dalam kasus tertentu, ketika antar material sering berbenturan dan banyak elektron yang berpindah, material yang menerima perpindahan elektron akan mengalami penumpukan muatan negatif. Proses ini disebut sebagai efek triboelektrik.

Contoh yang berkaitan dengan listrik statis atau listrik diam adalah dua benda yang digosokkan bersama. Misalnya seperti penggaris plastik dengan rambut atau kaki bergerak di atas karpet yang sama-sama menghasilkan muatan sama dan berlawanan.

Adapun muatan yang terbentuk ketika kaki bergerak di atas karpet ialah atom-atom dalam tubuh akan melepaskan elektron dari karpet serta meninggalkan muatan positif serat karpet.

Pada dasarnya, tubuh manusia tersusun dari atom-atom yang mengandung proton (bermuatan positif), elektron (bermuatan negatif), serta neutron yang tidak bermuatan apapun.

Sehingga, ketika tubuh bergerak seperti menggesekkan di atas karpet, gaya atau gesekan yang dihasilkan bakal membuat elektron berpindah.

Ketika tubuh sedang mengalami kelebihan muatan (terutama elektron), kemudian bersentuhan dengan orang lain atau material konduktor bermuatan (seperti benda logam), maka akan memicu perpindahan elektron secara cepat. Kondisi ini biasanya terasa seperti tersengat atau munculnya sensasi tersetrum.

Contoh lain adalah kasus sambaran petir. Ini terjadi sebagai efek pelepasan muatan karena awan mengakumulasi kelebihan muatan listrik. Ketika kelebihan muatan cukup besar, muatan yang bertabrakan dalam awan akan mengisolasi udara, kemudian listrik dilepaskan seketika.

Menurut penjelasan di Physical Classroom, fenomena perpindahan muatan ini dikenal sebagai hukum Coulomb. Kondisi ini berkaitan dengan gaya listrik antara dua muatan berbanding lurus dengan perkalian besar muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak keduanya.

Ketika tubuh mengalami penumpukan muatan (listrik statis) dan mendekati benda konduktor (seperti material berbahan logam atau besi), maka dapat memungkinkan terjadi perpindahan muatan secara cepat.

Muatan tiba-tiba "meloncat", efeknya seperti menimbulkan rasa tersengat atau kesetrum, meski daya yang dihasilkan tidak terlalu besar.

Hukum Coulomb memberikan gambaran lain bahwa ketika berjalan di dalam ruangan, muatan di tubuh akan menjadi sangat besar karena terus terakumulasi oleh gesekan. Alhasil, ketika bersentuhan dengan konduktor tertentu, muatan akan berpindah dengan cepat, sekaligus menimbulkan sensasi seperti terkena setrum.

Efek Listrik Statis dan Apakah Bisa Fatal?

Meskipun efek yang dihasilkannya tidak terlalu besar, listrik statis bisa memberikan dampak fatal dalam kondisi tertentu. Mengutip Live Science, pelepasan tegangan tinggi mendadak bisa jadi sumber penyulutan bagi zat-zat mudah terbakar, hingga merusak elektronik yang sensitif.

Percikan api sederhana dari jari bisa saja merusak komponen sensitif serta membuatnya tidak bisa digunakan. Menurut Daniel Marsh, profesor Fisika asal Missouri Southern State University, ketika mengisi bensin ke mobil, dianjurkan selalu menyentuh bagian logam mobil setelah keluar guna menghilangkan muatan yang dapat terbentuk akibat gesekan di kursi.

Dengan begitu, penumpukan muatan pun dapat diatasi. Sebab, kondisi tersebut berpotensi menyebabkan kerusakan hingga kebakaran karena adanya pelepasan muatan mendadak dalam jumlah besar.

Selain itu, efek listrik statis yang dapat seketika memberikan sengatan mendadak bisa memicu reaksi refleks berupa kaget, kehilangan keseimbangan, terjatuh, atau menjatuhkan benda berbahaya karena kejutan mendadak.

Bahkan, pelepasan muatan listrik statis juga bisa menyebabkan kerusakan permanen pada komponen elektronik yang sensitif, seperti internal komputer, ponsel, bahkan mesin yang memiliki tingkat sensitivitas cukup tinggi.

Sementara menurut analisis SK ESD Technologies LTD, sengatan listrik statis bisa berdampak fatal terhadap orang yang mudah cemas atau memiliki indera yang sangat sensitif. Sengatan kecil yang dihasilkan bisa memicu stres, kegelisahan, hingga perasaan tidak nyaman.

Namun, dampak paling fatal dalam kasus listrik statis bisa berbahaya pada pompa bensin. Percikan statis dapat menyulut uap yang mudah terbakar atau melumpuhkan proses produksi lingkungan industri akibat penumpukan listrik statis.

Percikan listrik statis ketika mengisi bahan bakar minyak (BBM) atau menangani bahan kimia yang mudah terbakar bisa saja memicu kebakaran besar, bahkan ledakan dahsyat.

Cara Aman Menghindari Sengatan Listrik Statis

Beberapa langkah diklaim dapat menghindari sengatan listrik statis secara langsung. Misalnya seperti menggunakan kunci atau koin untuk menyentuh benda logam yang berpotensi memiliki muatan.

Hal ini seperti diutarakan oleh Ivana Dimitrova, asisten profesor Fisika di Northeastern University. Melansir Northeastern Global News, Ivana menjelaskan bahwa kunci memiliki fungsi sebagai konduktor sementara. Benda tersebut dapat mengurangi intensitas pelepasan muatan dengan menyebarkan muatan ke area yang lebih luas.

Selain itu, Ivana Dimitrova juga menyarankan agar menggunakan buku jari terlebih dahulu ketika menyentuh benda logam yang kerap jadi material bermuatan. Meskipun pelepasan muatan statis masih bisa terjadi, setidaknya efek yang dihasilkan jadi melemah.

Langkah antisipasi lain adalah mengenakan pakaian dari serat alami guna mencegah penumpukan muatan listrik. Sementara serat sintetis cenderung lebih rentan menghasilkan bahkan mengakumulasi listrik statis, lantaran sifat isolasi yang tinggi serta penyerapan terhadap kelembapan yang rendah.

Selain itu, perawatan terhadap rambut juga diklaim bisa mencegah sengatan akibat listrik statis. Pasalnya, rambut kering lebih rentan terhadap listrik statis yang membuat bisa jadi sumber lompatan elektron dari benda-benda bermuatan di sekitar.

Perawatan terhadap rambut juga dapat mengurangi gesekan antar helai rambut, yang dapat mencegah penumpukan muatan listrik. Begitupun dengan penggunaan pelembap kulit seperti lotion atau body oil, yang diklaim bisa mencegah penumpukan listrik statis dan mencegah sengatan akibat perpindahan elektron mendadak.