ATOM DAN ION, MUATAN LISTRIK, POTENSIAL, ARUS DAN HAMBATAN LISTRIK D I S U S U N OLEH KELOMPOK 9 : 1. MEIWAN PASRAH CHRISTIAN HULU 2. UBAY ANWAIRI 3. AYU MEWATI WARUWU 4. RICA CIBRO DOSEN PENGAJAR : Ns. Johansen Hutanjulu, AP, S.kep, M. Kep, Cand. Ph.D
PROGRAM STUDI NERS FAKULTAS FARMASI FARMASI DAN ILMU KESEHATAN UNIVERSITAS SARI MUTIARA INDONESIA TAHUN AJARAN 2017/2018
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan atas kehadiran Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat dan kasih karunianya sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah ini dengan judul Ilmu DasarKeperawatan, “Atom “Atom dan ion, muatan listrik, potensial, arus dan hambatan listrik ” listrik ” Dalam penulisan makalah ini penulis tidak lepas dari bantuan, bimbingan dan arahan dari semua pihak, baik langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu kami berterimakasih kepada dosen sebagai pembimbing kami dan teman-teman semua yang selalu mendukung dalam penyelesaian makalah ini. Akhir kata penulis ucapkan terimakasih kepada pihak yang terkait dalam pemberian bantuan kepada penulis. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi setiap pembaca.
Medan, 02 Oktober 2017
Penulis Kelompok 9
ii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ............................................ .................................................................. ............................................ .................................. ............
i
DAFTAR ISI............................................ .................................................................. ............................................ ............................................ ........................... .....
ii
BAB I PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG ........................................... ................................................................. ...................................... ................
1
B. TUJUAN .......................................... ................................................................ ............................................ ...................................... ................
1
BAB II TINJAUAN TEORI A. ATOM DAN ION, MUATAN LISTRIK, POTENSIAL LISTRIK, ARUS DAN HAMBATAN LISTRIK...................................... LISTRIK............................................................ .............................. ........
2
B. POTENSIAL LISTRIK PADA BERBAGAI KEADAAN SEL .................
5
BAB III PENUTUP A. KESIMPULAN ........................................... ................................................................. ............................................ ........................... .....
10
B. SARAN ............................................ .................................................................. ............................................ ...................................... ................
10
DAFTAR PUSTAKA
iii
BAB I PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG
Lisrik adalah sumber energy yang di salurkan melalui kabel. Tetapi dalam tubuh manusia juga terdapat gelombang arus listrik yang disebut Biolistrik. Tegangan listrik pada tubuh kita berbeda dengan apa yang kita bayangkan. Seperti listrik dirumah tangga. Kelistrikan pada tubuh berkaitan dengan komposisi ion yang terdapat dalam tubuh. Komposisi ion ekstra sel berbeda dengan komposisi ion intra sel. Pada ekstra sel lebih banyak ban yak ion Na dan CI 2, sedangkan intra sel terdapat ion H dan Anion protein. Tubuh kita boleh disebut sebagai system elekrtomagnetik. Sebab, kelistrikan sangat erat kaitannya dengan kemagnetan. Otak kita memiliki medan kemagnetan. Sebagaimana jantung ataupun bagian bagian lain di tubuh kita. B. TUJUAN
1. Dapat mengetahui pengertian serta fungsi dari : atom dan ion, muatan listrik, potensial listrik, arus dan hambatan listrik. 2. Dapat mengetahui manfaat potensial listrik pada berbagai keadaan sel.
iv
BAB II TINJAUAN TEORI A. Atom Dan Ion, Muatan Listrik, Potensial Listrik, Arus Dan Hambatan Listrik 1. Atom dan ion a) Atom
Tubuh, layaknya semua materi lain terdiri dari atom. Atom merupakan susunan materi pembangun. Walaupun awalnya kata atom berarti suatu partikel yang tidak dapat dipotong-potong lagi menjadi partikel yang lebih kecil, dalam terminologi ilmu pengetahuan modern, atom tersusun atas berbagaipartikel berbaga ipartikel subatom. subatom.
Partikel-partikel
penyusun
atom
ini
adalah elektron, proton, adalah elektron, proton,
dan neutron. dan neutron. Namun Namun hidrogen-1 hidrogen-1 tidak mempunyai neutron. Demikian pula halnya pada ion pada ion hidrogen positif hidrogen positif H+. Dari kesemua partikel subatom ini, elektron adalah yang paling ringan, dengan massa elektron sebesar 9,11 × 10 −31 kg dan mempunyai muatan negatif. Ukuran elektron sangatlah kecil sedemikiannya tiada teknik pengukuran yang dapat digunakan untuk mengukur ukurannya. Proton memiliki muatan positif dan massa 1.836 kali lebih berat daripada elektron (1,6726 × 10 −27 kg). Neutron tidak bermuatan listrik dan bermassa bebas 1.839 kali massa elektron atau (1,6929 × 10 −27 kg). Atom dari unsur kimia yang sama memiliki jumlah proton yang sama, disebut nomor disebut nomor atom. Suatu atom. Suatu unsur dapat memiliki jumlah neutron yang bervariasi. Variasi ini disebut sebagai isotop. sebagai isotop. b) Ion
Ion adalah
atom
atau
sekumpulan atom sekumpulan atom yang bermuatan
listrik. listrik. Ion
bermuatan negatif, yang menangkap satu atau lebih elektron, lebih elektron, disebut anion, disebut anion, karena dia tertarik menuju anoda. menuju anoda. Ion bermuatan positif, yang kehilangan satu atau lebih elektron, lebih elektron, disebut disebut kation, kation, karena karena tertarik ke katoda. ke katoda. Proses Proses pembentukan ion disebut ionisasi. disebut ionisasi. Atom Atom atau kelompok atom yang terionisasi ditandai dengan tikatas n+ atau n-, di mana n adalah jumlah elektron jumlah elektron yang hilang atau diperoleh. Ion v
juga merupakan pembawa muatan sehingga mampu menghantarkan arus listrik yang
merupakan
salah
satu
alasan
mengapa
kita
mudah
sekali
tersetrum,dikarenakan arus listrik yang dihantarkan oleh tubuh jauh lebih besar daripada arus listrik yang kita perlukan untuk melaksanakan fungsei normal tubuh di jantung. Akibatnya impuls listrik tersebut mengalahkan impuls listrik normal yaang menyebabkan jantung berdetak sehingga jantung sama sekali berhenti berdetak atau mungkin berdetak secara abnormal. Ion pertama kali disajikan dalam bentuk teori oleh Michael Faraday pada Faraday pada sekitar tahun 1830, tahun 1830, untuk menggambarkan mengenai bagian melekul bagian melekul yang bergerak ke arah anoda arah anoda atau katoda atau katoda dalam suatu tabung hampa udara.
2. Muatan Listrik
Muatan listrik, Q, adalah muatan dasar yang dimiliki suatu benda. Satuan Q adalah coulomb, adalah coulomb, yang merupakan 6.24 x 10 18 muatan dasar. Q adalah sifat dasar yang dimiliki oleh materi oleh materi baik baik itu berupa proton berupa proton (muatan positif) maupun elektron maupun elektron (muatan negatif). Muatan listrik total suatu atom atau materi ini bisa positif, jika atomnya kekurangan elektron. Sementara atom yang kelebihan elektron akan bermuatan negatif. Besarnya muatan tergantung dari kelebihan atau kekurangan elektron ini, oleh karena itu muatan materi/atom merupakan kelipatan dari satuan Q dasar. Dalam atom yang netral, jumlah proton akan sama dengan jumlah elektron yang mengelilinginya (membentuk muatan total yang netral atau tak bermuatan). Muatan listrik dalam tubuh dibagi menjadi 2 : 1) Muatan listrik negatif terdapat di permukaan dalam membran. 2) Muatan listrik positif terdapat di permukaan luar membran.
3. Arus Listrik
Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir melalui suatu titik dalam sirkuit dalam sirkuit listrik tiap satuan waktu. Arus listrik dapat diukur dalam satuan Coulomb satuan Coulomb / detik atau Ampere. atau Ampere. Contoh arus listrik dalam kehidupan sehari-hari berkisar dari yang sangat lemah dalam satuan mikroAmpere ((μ μ A) seperti di dalam jaringan tubuh hingga
vi
arus yang sangat kuat 1-200 kiloAmpere (kA) seperti yang terjadi pada petir. Dalam petir. Dalam kebanyakan sirkuit arus sirkuit arus searah dapat diasumsikan resistansi diasumsikan resistansi terhadap arus listrik adalah konstan sehingga besar arus yang mengalir dalam sirkuit bergantung pada voltase dan resistansi sesuai dengan hukum dengan hukum Ohm. Arus
listrik
merupakan
satu
dari
tujuh
besaran
pokok
dalam satuan dalam satuan
internasional. Satuan internasional. Satuan internasional untuk arus listrik adalah Ampere (A). Secara formal satuan Ampere didefinisikan sebagai arus konstan yang, bila dipertahankan, akan menghasilkan gaya menghasilkan gaya sebesar 2 x 10 -7 Newton/meter Newton/meter di antara dua penghantar lurus sejajar, dengan luas penampang yang dapat diabaikan, berjarak 1 meter satu sama lain dalam ruang hampa udara.
4. Hambatan Listrik
Hambatan listrik suatu objek tindakan oposisi terhadap bagian dari sebuah arus sebuah arus listrik .Sebuah objek penampang seragam memiliki resistensi yang proporsional kepada par atahanan atahanan dan
panjang
daerahnya. Semua
bahan
dan
berbanding
menunjukkan
terbalik
dengan
perlawanan
cross-sectional
beberapa,
kecuali
untuk superkonduktor superkonduktor , yang memiliki ketahanan dari nol. Hambatan listrik li strik adalah perbandingan antara tegangan listrik dari suatu komponen elektronik (misalnya resistor) (misalnya resistor) dengan arus listrik yang melewatinya. Hambatan listrik yang mempunyai satuan Ohm satuan Ohm dapat dirumuskan sebagai berikut: R=V/I
di mana V adalah tegangan dan I adalah arus listrik. Alat untuk mengukur resistensi disebut ohmmeter disebut ohmmeter . Ohmmeter tidak bisa mengukur resistensi rendah akurat karena hambatan lead mengukur, menyebabkan penurunan tegangan yang mengganggu pengukuran. Untuk lebih akurat menggunakan perangkat empat-terminal penginderaan.
5. Potensial Listrik
Potensial listrik dalam tubuh sering disebut sebagai potensial saraf. Di permukaan (atau membran) setiap neuron, terdapat beda potensial listrik (voltase) akibat muatan vii
negatif neto di permukaan dalam membran dan muatan positif neto di permukaan luar. Muatan neto adalah hasil dari interaksi rumit antara ion-ion ion-ion negatif dan positif. Neuron di katakan mengalami polarisasi. Bagian dalam sel biasanya lebih negatif 60 sampai 90mV daripada bagian luar.
B. Potensial Listrik Pada Berbagai Keadaan Sel a. Transduksi sinyal.
Transduksi sinyal merupakan proses penyampaian pesan. Jadi ada pesan dari luar sel terus di membran sel ia ketemu reseptornya dan mengakibatkan ada suatu tanggapan dari dalam sel.
Kalo digambar di atas itu stimulus dari luar sel berupa ligand. kemudian terjadi ikatan antara ligan tersebut dengan reseptor yang ada di membran sel. menurut sifat stimulator / ligandnya, transduksi signal dapat dibagi menjadi 2: 1) Reseptor Intraselular
Ligandnya merupakan senyawa yang dapat larut dalam lipid. karenanya ia bisa langsung nembus membran sel trus masuk ke dalam sel menuju reseptornya yg ada di dalam sel. 2) Reseptor di Membran sel
Ada juga ligand yang tidak bisa larut dalam lipid, jadi tidak bisa nembus membran sel. Terus gimana? Tenang! ada reseptornya di membran sel. jadi ia cuman perlu nempel di reseptor di membran sel tersebut.
viii
b. Sel Saraf dalam Keadaaan Istirahat
Dalam suatu sel saraf maupun sel – sel – sel sel hidup lainnya membran sel mempertahankan kondiisi intraseluler yang berbeda dengan lingkungan ekstraselulernya. Setiap sel saraf menghasilkan sedikit ion negatif yang berada di dalam sel dan ion positif yang berada di luar membran sel. Sel mempunyai lapisan yang disebut membran sel dan di dalam sel ini terdapat ion Na+, Ion K +, Ion Cl -. Sel saraf menggunakan difusi pasif dan membran sel nya. Suatu sel saraf berada dalam keadaan istirahat, saluran Na+ yang bergantung pada tegangan tertutup sehingga menjadi ketidaksamaan distribusi Na+. Membran sel saraf yang berada dalam keadaan istirahat (tidak adanya proses konduksi implus listrik), konsentrasi ion Na + lebih banyak di luar sel daripada di dalam sel, di dalam sel akan lebih negatif dibandingkan dengan di luar sel. Dalam keadaan istirahat membran sel tidak pemiabel terhadap anion yang besar. Dengan demikian kelebihan muatan negatif terbentuk tepat di bagian dalam permukaaan membran sel. Beda potensial pada membran sel sekitar 70mV dan potensial listrik adalah nol. Dengan demikian beda potensial di dalam mebran sel 70mV. Membrane sel ini disebut dalam keadaan polirisasi. Ini adalah potensial sel saraf dalam keadaan istrirahat.
1) Rangsangan sel saraf
Potensial sel saraf dalam keadaan istirahat dapat diganggu oleh rangsangan listrik, kimia maupun fisis. Butir – butir butir membrane sel akan berubah dan beberapa ion Na+ akan masuk dari luar ke dalam sel. Di dalam sel akan menjadi kurang negatif (lebih positif) dari pada di luar sel dan potensial membran ini disebut dalam keadaan depolarisasi.
Gangtguan ini mungkin hanya sedikit mempengaruhi
potensial membran pada titik ransangan. Potensial membran dengan cepat kembali pada noilai istirahatnya yaitu -70Mv. Jika ransangan cukup kuat hingga menyebabkan depolarisasi dari piotensial istirahat. Saluran membran karena adanya perubahan potensial akan terbuka. Karena ada gradien konsentrasi dan gradien listrik, ion Na+ mengalir melalui sel dalam waktu yangbcepat dan jumlahyang banyak serta m3enimbulkan arus listrik. l istrik. Pada bagian dalam membran menghasilkan perubahan polaritas membran danmenyebabkan potensial listrik. Setelah depolarisasi saluran Na+ tertutup untuk waktu yang cukup singkat sampai membran sel sarap
ix
tidakl dapat diransang lagi. Periode ini dinamakan dengan periode pemulihan. Perubahan transien pada potensial ;listrik diantara membran dinyatakan sebagai potensial aksi. Potensial aksi merupakan penomena keseluruhan yang berarti bahwa begitu nilai ambang tercapai, peningkatan waktu dan amplitudo dari potensial aksi akan selalu sama tidak perduli macam apapun intensitas dari ransangan.
2) Perambatan Perambatan infuls saraf
Depolarisasi lokal pada titik mula ransangan menyebabkan gerakan difusi pasif – ion yang berada pada daerah ransangan. Karna adanya potensial aksi sebagian kecil membran mengalami depolarisasi akibat adantya aliran ion dalam membran. Saat poroses depolarisasi ini mencapai batas ambang potensial aksi dihasilkan kembli pada bagian akson. Adanya periode pemulihan yaitu selama sebagian membran mengalami depolarisasi dan tidak dapat diransang lagi. Implus saraf hanya dapat merambat pada satu arah tertentu saja danmenjauhi tubuh sel saraf. Impuls akan terus bergerak hingga mencapai terminal.Dan menyebabkan dilepaskannya neurottransmiter dari membran sel saraf. Proses penghantaran implus saraf aliran listrik mengalir kedalam dan keluar melalui membran serta tegak lurus searah perhambatan impuls. Perambatan impuls melalui akson yang diselimuti lapisan mylin sedikit berbeda dengan perambatan melalui akson tanpa myelin. Aktivitas listrik pada sel saraf yang dilapisi myelin hanya terbatas pada node ranvier karna adanya konsentrasi yang cukup besar dari saluran ion yang bergantung pada tegangan. Kecepatan rambat pada akson saraf dengan lapisan myelin adalah 12m/s. Kecepatan rambat ini juga bergantung pada hambatan dari akso plasma dan kapasitas membran. Akson dengan lapisan myelin memiliki kapasitansi yang lebih rendah dibandingkan akson tanpa lapisan myelin. Semakin rendah kapasitansi membran semakin kecil muatannya, dan waktu depolarisasinya semakin singkat.
c.
Depolaris
Depolaris adalah keadaan dimana saraf sedang menjalankan rangsang. Pada keadaan ini muatan yang lebih negatif berada di sisi luar membrane sedangkan muatan yang lebih positif berada di sisi dalam memberan. Membrane sel saraf bersifat impermeable terhadap ion kalium dan p permeable terhadap ion natrium sehingga ion (Na) berdifusi dan ion (K) ditahan. Dalam keadaan ini pula dikenal potensial aksi, yaitu potensial x
membrane yang diukur pada saat sel terdepolarisasi. Proses ini terjadi jika terdapat rangsangan yang akan menjadi impuls bagi saraf.
d.
Hiperpolarisasi
Hiperpolarisasi adalah peningkatan besar potensial membrane negatif, membrane memjadi lebih terpolarisasi dibandingkan pada potensial istrahat. Selam heperpolarisasi potensial membrane semakin menjauhi, menjadi lebih negative lebih banyak muatan yang dipisahkan dibandingkan dengan potensial istrahat.
e.
Potensial aksi
Potensial aksi adalah peristiwa elektris (listrik) yang terlokalisir, yaitu depolarisasi membrane pada titik perangsangan yang spesifik. Neuron umumnya dirangsang pada dendritnya atau badan selnya, supaya potensial aksi yang dihasilkan itu berfungsi sebagai suatu sinyal, potensial aksi itu dengan suatu cara halus “berjalan” di sepanjang akson ke ujung lain sel itu.
xi
BAB III PENUTUP A. KESIMPULAN
Atom merupakan susunan materi pembangun. Walaupun awalnya kata atom berarti suatu partikel yang tidak dapat dipotong-potong lagi menjadi partikel yang lebih kecil, dalam terminologi ilmu pengetahuan modern, atom tersusun atas berbaga ipartikel subatom. Depolarisasi lokal pada titik mula ransangan menyebabkan gerakan difusi pasif – ion ion yang berada pada daerah ransangan. Karna adanya potensial aksi sebagian kecil membran mengalami depolarisasi akibat adantya aliran ion dalam membran. Saat poroses depolarisasi ini mencapai batas ambang potensial aksi dihasilkan kembli pada bagian akson.
B. SARAN
Dengan adanya makalah ini diharapkan pembaca dapat memahami defenisi dari atom dan ion, muatan listrik, potensial listrik, arus dan hambatan listrik. Serta potensial listrik pada berbagai keadaan sel, se l, dan mampu megetahui apa aja yang menjadi motivasi dalam penerapannya agar dapat mengetahui peranannya peranannya dalam keperawatan yang profesional.
xii
