IPA 9 : BAB PENERAPAN LISTRIK STATIS DALAM KEHIDUPAN SEHARI – HARI - Media Pembelajaran Online Guru Spensaka

B . PENERAPAN LISTRIK STATIS DALAM KEHIDUPAN SEHARI – HARI

Dalam tubuh manusia proses perpindahan ion ini terjadi pada sel saraf yang menghantarkan impuls saraf menuju ke efektor dengan waktu yang sangat cepat. Listrik yang berperan dalam menghantarkan rangsangan ini.

1. Bagian-Bagian Sel Saraf

Adapun bagian-bagian sel saraf seperti berikut ini:

• Dendrit penonjolan badan sel yang bercabang dan berbentuk seperti pohon berfungsi untuk menerima impuls dari sel lain dan meneruskan ke badan sel.

• Badan sel merupakan bagian yang didalamnya terdapat inti sel yang dikelilingi sitoplasma. Badan sel ini berfungsi sebagai bagian sel saraf yang meneruskan impuls dari dendrit ke akson.

• Selubung mielin berfungsi untuk mempercepat impuls saraf dengan membantu terjadinya loncatan muatan. Bagian ini dihasilkan ole sel schwann yang berupa selubung lemak berlapis-lapis.

• Akson berfungsi meneruskan impuls dari badan sel saraf ke sel saraf lain atau ke sel otot atau ke kelenjar. Akson ini merupakan penonjolan pada badan sel berbentuk panjang dan silindris. Ujung akhir akson dikenal dengan terminal akson.

• Nodus Ranvier merupakan daerah terbuka yang tidak terselubung dengan mielin berfungsi sebagai tempat terjadinya Tarik-menarik muatan listrik di membran sel saraf.

Proses Kelistrikan pada Sel Saraf

• Saat neurotransmitter dilepaskan dari ujung akson suatu sel saraf ke dendrit pada sel saraf lain, maka impuls akan diteruskan ke sel saraf berikutnya.

• Impuls ini akan membaca ion Na+ yang awalnya terdapat di luar membran akson menjadi masuk ke dalam membran akson.

• Membran dalam akson menjadi lebih positif saat menerima rangsangan listrik atau impuls.

• Impuls kemudian akan mengalir atau bergerak di sepanjang membran akson hingga ke ujung akhir sel saraf.

• Saat rangsangan telah mencapai ujung sel saraf maka neurotransmitter akan dilepaskan lalu kembali menuju sel saraf lain atau sel tujuan.

• Tegangan listrik pada sel saraf berdasarkan keberadaan impuls.

Pada kondisi istirahat atau resting, fase ketika sel saraf sedang tidak menghantarkan impuls pada proses ini muatan di luar membran akson lebih positif karena mengandung Na+. Sementara muatan dalam membran akson lebih negatif karena mengandung ion K+ dan ion Cl-. Ternyata pada fase istirahat ini terjadi tegangan listrik sebesar -70 mV.

Pada kondisi potensial, proses ini nilai potensial bisa naik ketika terjadi eksitasi neuron. Pada saat kondisi ini terdapat impuls menyebabkan pergerakan ion, ion Na+ masuk ke dalam membran akson dan ion K+ keluar dari membran akson lalu muatan di dalam membran menjadi lebih positif, menyebabkan terjadinya peningkatan nilai potensial listrik pada sel saraf.

2. 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. Ikan Belalai Gajah

Ikan belalai gajah memiliki mulut yang panjang menyerupai bentuk belalai gajah. Ikan ini dilengkapi dengan organ khusus, yang disusun oleh ribuan sel electropax. Pada bagian ekor yang mampu menghasilkan listrik statis bertegangan tinggi. Sel electroplax merupakan sel yang menghasilkan muatan negatif pada bagian dalam dan muatan positif pada bagian luar saat ikan belalai gajah dalam keadaan beristirahat. Arus listrik akan muncul pada saat otot ikan berkontraksi, pada saat itu pula ikan mampu mendeteksi keberadaan predator dan mangsa.

2. Ikan Pari Elektrik

Ikan pari elektrik 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.

3. Hiu Kepala Martil

Hiu kepala martil memiliki ratusan ribu elektroreseptor atau sel penerima rangsang listrik. Hiu kepala martil mampu menerima sinyal listrik hingga setengah milyar volt.

Hiu kepala martil biasa menggunakan kemampuan mendeteksi sinyal listrik untuk mengetahui letak mangsa di bawah pasir, menghindari keberadaan predator, dan untuk mendeteksi arus laut yang bergerak sesuai medan magnet bumi.

4. Echidnas

Echidnas memiliki moncong memanjang yang berfungsi sebagai pengirim sinyal-sinyal listrik untuk menemukan serangga (mangsa).

Elektroreseptor Echidnas terus menerus dibasahi agar lebih mudah untuk menghantarkan listrik.

Hal inilah yang menyebabkan sebagian besar hewan yang memiliki sistem elektroreseptor berasal dari perairan.

5. Belut Listrik

Penelitian menunjukkan bahwa belut listrik dapat menghasilkan kejutan tanpa lelah selama satu jam.

Besarnya jumlah energi listrik yang dihasilkan tersebut diyakini dapat membunuh manusia dewasa.

6. Lele Elektrik

Lele air tawar yang berasal dari perairan tropis di Afrika ini memiliki kemampuan untuk menghasilkan listrik hingga sebesar 350 volt. Besarnya energi yang dihasilkan lele elektrik sama seperti energi listrik yang diperlukan untuk menyalakan komputer selama 45 menit.

PENGGUNAAN LISTRIK STATIS DALAM TEKNOLOGI

Prinsip listrik statis banyak diterapkan dalam kehidupan sehari. Berikut ini bentuk penerapan listrik statis dalam kehidupan sehari-hari.

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. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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 kapasitorpelat sejajar.

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

Dengan pengubah 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.

9. Teknologi Layar Sentuh

Tubuh kita mengandung listrik statis dan juga bersifat konduktor, sehingga ketika kita menyentuh layar lokasi ini kemudian akan diproses oleh konektor, untuk kemudian menghasilkan output yang dikehendaki.