BAB 4 PART 2 PENERAPAN LISTRIK STATIS DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI KELAS 9 SEMESTER GANJIL

 Bab 4 Part 2 Kelas 9 Penerapan Listrik Statis Dalam kehidupan sehari-hari

Pertemuan ke 10 Kelas 9

Tgl 22 Oktober 2020

I. Kelistrikan pada Tubuh Manusia  

Tubuh manusia juga dialiri arus listrik, khususnya syaraf yaitu dengan adanya impuls listrik. Biolistrik adalah bidang yang khusus mempelajari tentang aliran impuls listrik pada tubuh manusia. Kelistrikan pada tubuh hanya berkaitan dengan komposisi ion dalam tubuh. 

Muatan didalam dan diluar sel saraf tidak dapat saling tarik menarik karena ada pemisah berupa membran sel saraf. Tarik menarik antar muatan akan terjadi jika ada rangsangan dari neurotransmitter. Berikut ilustrasi muatan listrik pada sel saraf : 

Saat sel saraf tidak menghantarkan impuls, muatan positif melingkupi bagian luar membran sel. Sehingga, membran sel saraf bagian luar bermuatan positif dan membran sel saraf bagian dalam bermuatan negatif (). Untuk lebih jelasnya, perhatikan gambar berikut : 

Sistem saraf terdiri atas sel – sel saraf berfungsi untuk menerima, mengolah dan mengirim rangsangan berupa impuls. Setiap sel saraf terdiri atas 3 bagian yaitu : badan sel saraf, dendrit dan akson atau neurit. Akson dibungkus oleh selubung myelin. Berdasar keberadaan myelin, terdapat 2 macam neuron yaitu neuron dengan myelin dan neuron tanpa myelin. 

Berikut bagian – bagian sel saraf dan fungsinya 

No.	Bagian Sel Saraf	Deskripsi	Fungsi
1.	Dendrit	Penonjolan badan sel yang bercabang-cabang dan berbentuk seperti cabang pohon	Menerima impuls dari sel lain dan meneruskannya ke badan sel
2.	Badan sel	Di dalamnya terdapat inti sel yang dikelilingi oleh sitoplasma. Sitoplasma mengandung organela sel seperti mitokondria, ribosom, badan golgi dan retikulum endoplasma khusus milik sel saraf yang disebut badan nissl.	Meneruskan impuls dari dendrit ke akson
3.	Akson / neurit	Penonjolan badan sel berbentuk panjang dan  silindris. Setiap satu sel saraf hanya memiliki satu akson. Ujung akhir akson disebut dengan terminal akson. Terminal ini memiliki beberapa percabangan dan berbonggol. Pada bonggol inilah akan dilepaskan neurotransmitter dan disebut sebagai bonggol sinaptik.	Meneruskan impuls dari badan sel saraf ke sel saraf lain atau ke sel otot atau ke sel kelenjar.  Pada bonggol sinaptik terjadi proses sinapsis, yaitu komunikasi antara sel saraf satu dengan yang lain atau sel saraf dengan sel otot dan sel kelenjar menggunakan neurotransmitter.
4.	Myelin	Selubung lemak berlapis – lapis, dihasilkan oleh sel Schwan. Lapisan lemak myelin sulit ditembus oleh ion-ion yang keluar dan masuk membran sel saraf pada bagian akson.	Mempercepat impuls saraf dengan membantu terjadinya loncatan muatan
5.	Nodus ranvier	Daerah akson terbuka yang tidak diselubungi myelin	Tempat terjadinya tarik menarik muatan listrik di membran sel saraf.

  

Berikut struktur sel saraf manusia

Hantaran Listrik 

Kabel dapat digunakan untuk menghantarkan listrik karena kabel tersusun atas tembaga dibagian dalam dan plastik atau karet dibagian luar. Tembaga dan perak merupakan bahan paling baik untuk menghantarkan listrik, plastik dan karet tidak dapat menghantarkan listrik. 

Konduktor listrik adalah bahan yang dapat digunakan untuk menghantarkan listrik dan elektron mudah untuk mengalir, contohnya tembaga, perak dan emas. Kabel tersusun atas tembaga karena perak dan emas harganya mahal. Berikut struktur kabel : 

 

Isolator listrik adalah bahan yang buruk menghantarkan listrik karena elektron sulit untuk mengalir, contohnya palstik dan karet. Kabel dilapisi plastik atau karet agar kabel lebih aman untuk digunakan. 

Semikonduktor listrik adalah bahan yang berada pada suhu rendah bersifat isolator, jika berada pada suhu tinggi bersifat konduktor. Contohnya karbon, silikon dan germanium. 

Sel saraf diibaratkan dengan kabel listrik karena memiliki bentuk dan mekanisme kerja yang sama. Setiap sel saraf memiliki satu akson yang mendukung hantaran arus listrik. Selain akson, penghantar listrik lain dalam tubuh manusia adalah cairan tubuh seperti darah, cairan jaringan dan sitosol. Pada sel saraf terdapat isolator listrik yaitu selubung myelin. 

Berikut berkas sel saraf dan kabel listrik

Pada akson berselubung myelin, beda potensial terjadi di daerah akson yang tidak diselubungi myelin atau di daerah nodus ranvier. Tarik menarik muatan listrik terjadi di nodus ranvier satu dan seterusnya. Sehingga, selain berfungsi sebagai pelindung akson myelin juga dapat mempercepat terjadinya loncatan muatan listrik pada saraf. 

Berikut pergerakan impuls pada akson bermyelin dan tidak bermyelin : 

Zat cair yang dapat menghantarkan arus listrik disebut larutan elektrolit, contohnya garam. Zat cair yang tidak dapat menghantarkan arus listrik disebut cairan non elektrolit, contohnya larutan gula.

II. Hewan - Hewan Penghasil Listrik

Beberapa hewan ada yang memiliki keunikan yang tidak dimiliki oleh hewan lainnya. Salah satunya adalah hewan yang mampu menghasilkan listrik seperti hewan-hewan berikut ini. Listrik yang mereka hasilkan biasanya digunakan untuk berburu mangsa, melawan predator, atau pun untuk navigasi (penunjuk arah).

Adapun proses tersengatnya kita oleh hewan tersebut dikarenakan adanya muatan listrik pada tubuh kita sendiri. Karena itulah, tubuh kita akan bereaksi ketika dekat dengan benda yang bermuatan sama atau mengandung listrik seperti yang dimiliki oleh hewan-hewan ini.

1. Belut Listrik

 

Belut listrik sering ditemukan di perairan Amerika Selatan. Bentuk tubuhnya sangat ubnik, hampir 7/8 bagian tubuhnya berupa ekor. Di bagian ekor inilah terdapat baterai-baterai kecil berupa lempengan horizontal dan vertikal. Jumlahnya sangat banyak, lebih dari 5000 buah. Untuk navigasi, belut listrik hanya membutuhkan tegangan listrik yang kecil. Namun, ketika bertemu musuh atau mangsanya, belut listrik akan memberikan tegangan semaksimal mungkin melalui kepala dan ekornya yang ditempelkan pada tubuh musuh atau mangsanya. Arus listrik sekitar 1 ampere yang ditimbulkan akan membunuh mangsa tersebut. Hewan lain tidak terganggu karena mereka tidak bersentuhan langsung dengan ekor dan kepala belut.

2. Echidnas

 

Hewan ini termasuk anggota dari ordo monotreme, hewan berduri yang memiliki moncong memanjang, berfungsi baik sebagai mulut dan hidung. Moncong ini juga mengirim sinyal-sinyal listrik yang membantu mereka menemukan serangga untuk dimakan.

3. Catfish Electric

 

Disebut juga lele air tawar, asli dari perairan tropis Afrika. Mampu menghasilkan listrik sampai 350 volt (jumlah yang mampu menghidupkan komputer selama 45 menit). Organ listrik mereka membentuk lapisan agar-agar di bawah kulit.

4. Hiu Kepala Martil

 

Seperti belut listrik, hewan ini juga mampu mengendalikan tegangan di setiap muatan listrik dalam tubuhnya. Organ produksi listrik terletak di kedua sisi kepala dan bersama-sama menghasilkan tegangan listrik sampai 220 volt. Hiu ini menjadi satu-satunya hiu yang memiliki sensivitas listrik terbesar yang dapat mendeteksi sinyal dari setengah miliar vol hewan lainnya dan memudahkanmnya mencari mangsa.

5. Electric Skate  Fish

 

Intensitas shock bervariasi dari spesies ke spesies tapi pada umunya mereka diberkati dengan daya tahan yang memungkinkan mereka untuk menahan goncangan cukup lama. Selain digunakan untuk melawan predator, listrik yang mereka hasilkan juga menjadi cara untuk mengenali dan berkomunikasi antara satu dengan yang lainnya.

6. Elephant Nose Fish (Ikan Belalai Gajah)

 

Hewan ini banyak ditemukan di negara Afrika Barat dan Afrika Tengah. Ikan berwarna gelap ini lebih suka hidup di lumpur sungai atau perairan tenang serta genangan air yang menyerupai kolam.
Organ tubuh yang menghasilkan medan listrik pada ikan ini terletak di bagian ekor yang terdiri dari ribuan kotak atau electropax. Dalam keadaan istirahat, masing-masing electropax memiliki muatan negatif di bagian dalam dan muatan positif di bagian luar.

7. Ikan Pari Electric

 

Hewan ini menghabiskan sebagian besar waktu mereka di dasar lau (air dingin) dan mampu menggunakan kemampuan electrosense mereka untuk mengambil medan listrik lemah yang dikeluarkan oleh udang, siput, dan kerang kegemaran mereka. Mulut mereka terletak di bawah tubuh sehingga memudahkan dalam mencari makan. Masing-masing dikembangkan dengan organ bilateral di sepanjang ekor yang menghasilkan sengatan listrik intermiten. Intensitas shock bervariasi dari spesies ke spesies, tetapi umumnya mereka diberkati dengan daya tahan, yang memungkinkan mereka untuk menahan goncangan cukup lama. 

Meskipun mengandalkan diri mereka dengan listrik yang dihasilkan untuk melawan predator, mereka juga menggunakannya sebagai cara untuk mengenali dan berkomunikasi dengan satu sama lain. Jika kita bermain Monster shooter maka salah satu lawannya adalah iken pari elektrik ini. Ikan pari elektrik adalah jenis ikan pari yang mampu mengendalikan tegangan listrik yang ada pada tubuhnya. Kedua sisi kepala ikan pari elektrik mampu menghasilkan listrik hingga sebesar 220 volt. Besar tegangan ini sama seperti besar tegangan listrik yang ada di rumah yang sepertinya cukup untuk mematikan orang dewasa. Oleh karena itu jika Agan berenang dan melihat ikan pari elektrik ini jauhi saja kecuali jika agan mempunyai senjata seperti tokoh di  moster shooter maka tembak saja.

8. Platipus

Selain bertelur, memiliki tagihan dan dilengkapi dengan duri berbisa, platipus yang sangat unik juga bisa mendeteksi listrik. Seperti kerabat dekatnya echidna, platipus juga memiliki electroreceptors di moncongnya yang membantu mendeteksi impuls listrik dari makanan potensial. Kemampuan ini melayani platipus dengan baik, karena ia sering berburu di perairan dalam dimana mangsa mungkin tidak mudah dilihat.

9. Lumba-lumba Guiana (Sotalia Guianensis)

Seekor lumba-lumba Guiana memiliki pori-pori khusus yang disebut crypt vibrissal. Folikel rambut yang dimodifikasi ini memungkinkan lumba-lumba merasakan medan listrik. Ini tidak terdengar sangat berguna sampai Anda menganggap bahwa semua hewan mangsa lumba-lumba menghasilkan listrik dalam beberapa bentuk atau lainnya. Para peneliti yang menemukan bakat listrik lumba-lumba telah berhipotesis bahwa mamalia laut lainnya mungkin memiliki keterampilan serupa.

10. Ikan Black Ghost Knife

Ikan Black Ghost Knife (Apteronotus albifrons) mendiami habitat air tawar daerah tropis di Amerika Selatan termasuk lembah Amazon. Ikan ini dinamai dengan warna hitamnya kecuali dengan motif api putih di hidung dan dua cincin putih di ekornya. Ikan itu berskala-kurang dan tumbuh mencapai panjang maksimal sekitar 50 cm. Ikan black ghost knife aktif saat malam hari. Ini memiliki organ listrik dan elektro-reseptor yang didistribusikan ke seluruh tubuh. Jadi, di antara sedikit hewan yang bisa menghasilkan dan merasakan listrik. Ikan menggunakan kemampuan electrogenic dan electrosensing untuk menemukan larva serangga, makanan utama. Ikan menghasilkan sinyal listrik yang disebut pembuangan organ listrik (EOD's) menggunakan organ listrik. EOD diambil oleh reseptor electrosensing yang ada di tubuh ikan. Ikan menggunakan sifat listrik ini untuk berkomunikasi satu sama lain dan juga untuk elektrolokasi.

III. Penggunaan Listrik statis Dalam Teknologi

1. Pengendap Elektrostatis

Pengendap elektrostatis digunakan untuk mengurangi polusi udara oleh abu pembakaran batubara pembangkit tenaga listrik dan mengurangi pencemaran debu dalam suatu ruangan.

Pengendap elektrostatis menggunakan saringan kawat yang diberi muatan negatif dan lempeng-lempeng logam yang diberi muatan positif.

2. Mesin Fotokopi

Mesin fotokopi menggunakan daya tarik muatan listrik berbeda. Suatu pola muatan positif pada pelat mesin fotokopi, mencitrakan bidang hitam yang akan digandakan, menarik partikel bermuatan negatif dari bubuk hitam halus yang disebut toner.

Toner menjadi bermuatan negatif, karena berhubungan dengan butir-butir gelas kecil di baki pengembang. Pola toner dipindahkan di atas secarik kertas kosong dan dipanggang di atasnya. 

3. Penangkal Petir

Pelepasan muatan listrik secara tiba-tiba yang menghasilkan bunga api listrik disebut dengan petir.

Loncatan muatan melalui udara menghasilkan cahaya yang sangat kuat dan panas, sehingga menyebabkan udara memuai secara mendadak. Pemuaian udara yang mendadak akan menghasilkan bunyi ledakan menggelegar yang dinamakan guntur. Penangkal petir berupa batang logam yang berujung lancip dan dihubungkan degan kawat logam berukuran besar. Penangkal petir dipasang di atas atap rumah atau di atas gedung bangunan tinggi dan dihubungkan ke dalam tanah melalui kabel logam. Penangkal petir menyediakan jalan bagi muatan listrik di awan agar dapat berpindah menuju tanah melalui kawat, sehingga tidak menimbulkan kerusakan pada bangunan.

4. Sisir Rambut

Pada saat kita menyisir rambut yang kering, maka rambut akan menempel dan tertarik oleh sisir. Pada awalnya, rambut dan sisir tidak bermuatan atau netral. Suatu atom yang netral memiliki jumlah proton dan elektron yang sama.

Pada saat menggosokkan sisir ke rambut, maka elektron dari rambut akan berpindah ke sisir, sehingga sisir akan mendapatkan tambahan elektron.

Sisir yan mendapatkan tambahan elektron akan menjadi bermuatan negatif, sedangkan rambut yang melepaskan elektron, akan menjadi bermuatan positif. Peristiwa tersebut adalah contoh dari mendapatkan muatan elektron dengan cara digosok.

5. Penggaris dengan Kain Wol

Penggaris plastik yang sudah digosok dengan kain wol akan menjadi bermuatan negatif, karena mendapatkan tambahan elektron dari wol. Penggaris yang bermuatan tersebut dapat menarik serpihan kertas yang ada.

6. Generator Van de Graff

Generator Van de Graff adalah mesin pembangkit listrik yang digunakan untuk memperoleh muatan listrik dalam jumlah besar.

Prinsip kerja generator Van de Graff untuk menghasilkan muatan listrik adalah dengan cara menggosok.

Gesekan antara pita karet dan roda pemutar menyebabkan pita karet bermuatan listrik. Muatan listrik ini ditampung pada bola logam. Distribusi muatan listrik terdapat pada permukaan luar bola yang berongga.

7. Cat Semprot

Teknik pengecatan juga menggunakan prinsip kerja muatan listrik statis. Cat yang disemprotkan diberi muatan listrik yang berlawanan dengan benda yang dicat, sehingga butir-butir cat yang disemprotkan akan tertarik pada benda yang dicat.

Butiran cat dari aerosol menjadi bermuatan ketika bergesekan dengan mulut pipa semprot dan udara.

Dengan demikian, hasil pengecatan menjadi lebih merata dan mampu menjangkau bagian-bagian yang sulit, sehingga polusi udara dapat dikurangi.

8. Printer Laser

Printer laser bekerja menggunakan muatan listrik statis. Pada saat drum yang bermuatan positif berputar, laser bersinar melintasi permukaan yang tidak bermuatan. Laser selanjutnya menggambar pada kertas yang bermuatan negatif.

Setelah melewati drum yang berputar kertas akan melewati fuser. Pada bagian fuser ini kertas akan mengalami pemanasan, yang menyebabkan kertas terasa panas pada saat keluar dari printer. Printer laser banyak dipilih untuk mencetak karena lebih cepat, lebih akurat, dan lebih ekonomis.

9. Elektrokardiograf

Elektrokardiograf digunakan untuk merekam perubahan jantung manusia. Setiap kali jantung manusia berdetak, akan terjadi perubahan potensial listrik pada permukaan jantung.

Hal ini dapat dideteksi dengan elektrokardiograf, menggunakan logam kontak yang dipasang pada kulit.

Perubahan potensial ini dapat di tampilkan sebagai grafik, baik pada kertas maupun pada layar tabung sinar katoda (CRT). Hasil remakan perubahan jantung manusia ini disebut elektrokardiogram.

10. Theremin 

Theremin adalah salah satu alat musik yang dapat dimainkan tanpa menyentuhnya. Dua antena pada theremin berfungsi untuk mengaturvolume dan nada-nada musik.

Saat seseorang mendekatkan telapak tangannya ke antena, efek yang akan terjadi sama dengan efek kapasitor pelat sejajar.

Antena berlaku sebagai salah satu pelat, sedangkan telapak tangan berperan sebagai pelat pasangannya.

Dengan mengubah jarak antena dengan telapak tangan, maka akan mengubah kapasitansi sistem kapasitor itu.

Perubahan kapasintansi ini di deteksi olehrangkaian elektronik yang segera mengonversinya menjadi perubahan volume atau nada-nada musik.

 

 Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD)

Nama :

Kelas :

Kerjakan di buku latihan!

1. Alat untuk merekam perubahan detak jantung manusia disebut .......

2. Theremin adalah ....

3. Mesin pembangkit listrik yang digunakan untuk memperoleh muatan listrik dalam jumlah besar adalah ....

4. Tuliskan 2 contoh hewan penghasil listrik.....

5. Bidang yang khusus mempelajari tentang aliran impuls listrik pada tubuh manusia adalah ...

Memgetahui,

Orang tua

____________

 foto hasil kerja di buku latihan mu dan kirim ke WA  atau  Email ibu

email : siahaansari6@gmail.com