makalah fisika belut listrik

MAKALAH INDIVIDU

“BELUT LISTRIK”

(disusun untuk memenuhi tugas individu mata kuliah Fisika Dasar dengan dosen pengampu Drs. Partono M.Pd.)

Disusun oleh

Nama              : Dwi yulistiasari

NPM               : 14320008

Prodi               : Pendidikan Biologi(A)

Semester         : 1 (satu)

PROGRAM STUDI : PENDIDIKAN BIOLOGI

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH METRO

2014

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa,karena berkat limpahan Rahmat dan Karunia-nya sehingga saya dapat menyusun makalah ini dengan baik dan tepat pada waktunya .Dalam makalah ini kami membahas materi tentang BELUT LISTRIK.

Makalah ini dibuat dengan berbagai observasi dan beberapa bantuan dari berbagai pihak untuk membantu menyelesaikan tantangan dan hambatan selama megerjakan makalah ini .Oleh karena itu ,saya mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan makalah ini .

Saya  menyadari bahwa masih banyak terdapat kekurangan yang mendasar pada makalah ini .oleh karena itu saya mengundang pembaca untuk memberikan saran dan kritik yang dapat membangun makalah ini.kritik yang konstruktif dari pembaca sangat kami harapkan untuk penyempurnaan makalah selanjutnya .

Akhir kata semoga makalah ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua.

Metro ,20 Desember 2014

                                                                                               penyusun

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL ................................................................................. i

KATA PENGANTAR .................................................................................. ii

DAFTAR ISI ................................................................................................. iii

BAB I PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang .................................................................................... 1

B.     Rumusan Masalah................................................................................. 2

C.     Tujuan  ................................................................................................. 2

BAB II PEMBAHASAN

A.    Belut Listrik ......................................................................................... 3

B.     Pengertian Tegangan Listrik ................................................................ 4

C.     Cara Belut Menghasilkan Listrik ......................................................... 6

D.    Sinyal Listrik Pada Ikan ...................................................................... 10

BAB III PENUTUP

Kesimpulan ...................................................................................................... 13

DAFTAR PUSTAKA        

BAB I

PENDAHULUAN

A.  Latar Belakang

Setiap kehidupan di bumi ini pasti memiliki keterkaitan antar hal yang satu dengan hal yang lainnya. Allah menciptakan makhluk hidup secara berpasangan, setiap yang diciptakan-Nya selalu memiliki hubungan masing-masing. Seperti ilmu, di bumi ini setiap ilmu selalu memiliki keterkaitan antara ilmu yang satu dengan ilmu yang lainnya, sehingga nantinya akan membentuk suatu hal yang baru dan lebih bermanfaat. Salah satunya adalah hubungan antara ilmu fisika dengan ilmu biologi.

Fisika dan biologi merupakan dua dari sekian banyak ilmu pengetahuan alam yang ada. Penyatuan dua cabang ilmu ini menghasilkan cabang ilmu biofisika.  Biofisika mempelajari tentang bagaimana mengaplikasikan hasil temuan bidang fisika terhadap dunia biologis.  Fisika merupakan ilmu yang memahami tentang interaksi alam dan penyebab interaksi tersebut. Biologi mempelajari tentang benda hidup serta sifat-sifat dari benda hidup. Penyatuan antara keduanya memberikan sebuah cabang ilmu baru yang memperkaya khazanah ilmu pengetahuan alam. Dan penggabungan ilmu tersebut biasanya disebut dengan biofisika.

Biofisika adalah studi interdisipliner tentang fenomena dan problem-problem biologis dengan menggunakan prinsip-prinsip dan teknik-teknik fisika. Biofisika bergantung pada teknik-teknik yang berasal dari ilmu fisika tetapi difokuskan pada problem-problem biologis. Dalam kehidupan sehari-hari makhluk hidup baik yang hidup di darat, udara, maupun laut, selalu berinteraksi dan memiliki kelebihan masing-masing.

Seperti pada ikan belut, ikan belut yang termasuk kedalam ruang lingkup biologi ternyata juga memiliki kelebihan yang ada pada dirinya yaitu dengan adanya fenomena fisika di dalam tubuh belut tersebut, yaitu pada tubuh belut menyimpan sumber tegangan atau memiliki sinyal  listrik.

Oleh karena itu di dalam makalah ini saya akan memaparkan proses terjadinya listrik di dalam tubuh belut.

B.  Rumusan Masalah

1.      Apa pengertian belut listrik?

2.      Apa pengertian tegangan listrik?

3.      Bagaimana cara belut menghasilkan listrik?

4.      Bagaimanakah sinyal listrik pada ikan?

C.  Tujuan Penulisan

1.      Sebagai salah satu syarat untuk mengikuti mata kuliah fisika dasar.

2.      Untuk mengetahui tentang belut.

3.      Untuk mengetahui tentang tegangan listrik.

4.      Untuk mengetahui proses terjadinya listrik di dalam tubuh belut.

5.      Untuk mengetahui sinyal listrik pada ikan.

BAB II

PEMBAHASAN

A.  Pengertian Belut Listrik

Belut adalah predator ganas di lingkungan rawa dan sawah. Makanannya ikan kecil, cacing, krustasea. Ia aktif di malam hari. Hewan ini dapat mengambil oksigen langsung dari udara dan mampu hidup berbulan-bulan tanpa air, asalkan lingkungannya tetap basah. Hewan ini mampu menyerap oksigen bahkan lewat kulitnya. Kebiasaaannya adalah bersarang di dalam lubang berlumpur dan menunggu mangsa yang lewat. Walaupun berasal dari daerah tropika, belut diketahui dapat menyintas (survive) musim dingin dengan suhu sangat rendah.

 Kombinasi sifat-sifat yang dimiliki belut membuatnya menjadi hewan yang dianggap berbahaya bagi lingkungan yang bukan habitatnya. Ukuran maksimum adalah 1m, meskipun yang banyak dikonsumsi paling panjang 40cm. Tidak memiliki sirip, kecuali sirip ekor yang memanjang. Bentuk tubuhnya menyerupai tabung dengan tubuh licin, tanpa sisik. Warna bervariasi, namun biasanya kecoklatan hingga kelabu. Hewan betina bersarang di lubang, dan meletakkan telur-telurnya pada busa-busa di air yang dangkal. Jika telur menetas, keluarlah belut muda yang semuanya betina. Dalam perkembangannya, beberapa ekor akan menjadi jantan.

Sidat listrik atau belut listrik (Electrophorus electricus) adalah sejenis ikan yang dapat menghasilkan aliran listrik kuat (sampai 650 volt) untuk berburu dan membela diri. Walaupun disebut sidat atau belut, ia termasuk anggota ordo Gymnotiformes, yang tidak mencakup keduanya. Belut listrik biasa ditemukan di sungai Amazon dan sungai Orinoko serta daerah-daerah disekitarnya. Ia bisa tumbuh hingga panjang 2,5 m (8,2 kaki) dan berat 20 kg (44 pound), walaupun biasanya ukuran rata-ratanya adalah 1 m.

Klasifikasi Ilmiah

Kerajaan          : Animalia                                           

Filum               : Chordata

Kelas               : Actinopterygii

Ordo                : Gynotiformes

Familia            : Electrophoridae

Genus              : Electrophorus

Spesies            : E. Electricus

B.  Pengertian Tegangan Listrik

Tegangan adalah suatu perbedaan potensial yaitu perbedaan jumlah elektron yang berada dalam suatu materi. Di satu sisi materi terdapat elektron yang bertumpuk sedangkan di sisi yang lain terdapat jumlah elektron yang sedikit. Hal ini terjadi karena adanya gaya magnet yang mempengaruhi materi tersebut. Dengan kata lain, materi tersebut menjadi bertegangan listrik. Besarnya efek dari aliran listrik tersebut tergantung dari besarnya perbedaan elektron yang terkumpul di suatu materi (beda potensial).

Tegangan juga dapat didefiniskan sebagai energy yang dibutuhkan untuk memindahkan satu muatan listrik (sebesar 1 Coulomb) dari sebuah kutub ke kutub lainnya yang berbeda potensial. Dengan kata lain tegangan adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik, dan dinyatakan dalam satuan volt.

Besaran ini mengukur energi potensial dari sebuah medan listrik yang mengakibatkan adanya aliran listrik dalam sebuah konduktor listrik. Tegangan dapat dikategorikan menjadi : (sesuai dengan perbedaan potensial listriknya)

1.      Ekstra Rendah

2.      Rendah

3.      Tinggi

4.      Ekstra tinggi Singkatnya, tegangan adalah energi per satuan muatan.  Simbol tegangan adalah v atau V.

Dalam Satuan SI, satuan untuk tegangan adalah volt (V) . Nilai untuk 1 volt adalah sama dengan 1 J/C. Alasan pemberian nama ini adalah untuk menghormati seorang penemu baterai listrik, seorang ilmuwan yang terkenal yang bernama Alessandro Guiseppe Antonio Anastasio Volta. Selain itu, satuan ini berasal dari penggunaan definisi tegangan dalam bahasa Inggris yaitu voltage, V =dw/dq.

Arus listrik dapat didefinisikan sebagai muatan listrik yang mengalir tiap satuan waktu. Arus dapat dikatakan juga sebagai muatan yang bergerak atau muatan dengan kecepatan yang besarnya berubah terhadap waktu. Arah bergerak arus listrik searah dengan muatan positif (proton) dan berlawanan dengan arah muatan negative (electron). Ketika terjadi perbedaan potensial, akan terjadi dengan pergerakan muatan positif dari potensial tinggi ke potensial rendah. Untuk muatan negative, pergerakan terjadi dari potensial rendah ke potensial tinggi. Hal inilah yang disebut dengan arus listrik.
Secara matematis arus didefinisikan :  i=dq/dt.

C.  Cara Belut Menghasilkan Listrik

Tak hanya manusia yang terdapat listrik namun hewan pun bisa malah hewan dapat menghasilkan listrik .listrik yang di hasilkan oleh hewan air listrik yangdi hasilkan hewan air tersebut biasanya di gunakan untuk melindungi dirinya atau untuk membunuh musunya(sebagai alat pelindung diri).listrik ini dihasilkan oleh mereka mengirim gelombang kejut dan elombang tesebut membuat untuk melawan musuhnya, listrik yang di hasilkan 2-3 volt dan listrik itu berguna sebagai :

1.        Panca Indra

2.        Untuk menyebarkan sinyal peringatan.

3.        untuk mengetahui jenis kelamin ikan lainnya.

ikan yang dapat menghasilkan listrik yaitu:

1.        Belut Listrik

2.        Ikan sembilang listrik

3.        Ikan torpedo

4.        Ikan pari listrik

Pada tubuh ikan terdapat 2/3 titik listrik biasanya titik tersebut berjumlah 5000-6000 titik dan dapat menghasilkan 500-650 voltper 2 A dan dapat menyalakan TV biasa.

Pembangkit listrik yang ideal seharusnya dapat memenuhi 3 syarat, yaitu
tidak menimbulkan polusi, sumber energi tersedia dalam jumlah yang banyak, dan dapat dibangun dengan teknologi sederhana. Oleh karena itu, bisa
mengembangkan konsep pengembangan energi listrik ysng dihailkan oleh belut
listrik. Electrophorus electricus, lebih dikenal sebagai belut listrik, menempati bagian timur laut Amerika Selatan, termasuk Guyana s dan Sungai Orinoco Amazon, sedangkan di wilayah Indonesia banyak ditemukan dipesisir Pantai Kepulaun Seribu, Pangandaran dan lau-laut dalam

Beberapa ratus spesies ikan memiliki organ penghasil listrik, namun hanya sedikit yang dapat menghasilkan daya listrik yang sangat kuat. Organ penghasil listrik yang dimiliki oleh kebanyakan ikan tersusun dari sel saraf dan sel otot yang telah mengalami perubahan penting. Bentuk organ listrik seperti piringan kecil yang memproduksi lendir disebut elektrosit, tersusun dan menyatu di bagian atas dari susunan lain yang sejajar. Pada umumnya, semua piringan menghadap arah yang sama yang memuat 150 atau 200 piringan setiap susunannya. Misalnya, pada ikan torpedo terdapat 140 sampai 1000 piringan listrik pada setiap kolom. Pada ikan torpedo yang sangat besar, jumlah seluruh piringan sampai setengah juta.

Prinsip kerja piringan listrik ini mirip dengan cara kerja baterai. Ketika ikan beristirahat, otot-otot yang tidak berhubungan belum aktif. Namun jika menerima pesan dari saraf, akan segera bekerja secara serentak untuk mengeluarkan daya listrik. Pada saat itu, voltase semua piringan listrik atau elektrosit menyatu, sehingga mampu menghasilkan daya listrik sampai 220 volt pada ikan torpedo atau sampai 650 volt pada belut listrik yang memiliki nama ilmiah electrophorus electricus .

 Pada umumnya semua spesies ikan tawar hanya menghasilkan listrik ringan, kecuali sembilang listrik dan belut listrik. Ikan listrik yang hidup di laut memiliki tenaga listrik yang lebih kuat dan berbahaya, karena air laut mengandung garam yang membuat dirinya lebih tahan terhadap arus listrik. Posisi dan bentuk organ listrik ini bervariasi tergantung pada spesiesnya.

Selain ikan yang dipersenjatai dengan muatan listrik potensial, ada jenis ikan lain pula yang menghasilkan sinyal bertegangan rendah 2 hingga 3 volt. Jika ikan-ikan ini tidak menggunakan sinyal listrik lemah semacam ini untuk berburu atau mempertahankan diri.

Ikan ini memanfaatkan sinyal lemah ini sebagai alat indera. Tuhan menciptakan sistem indera dalam tubuh ikan ini, yang menghantarkan dan menerima sinyal-sinyal tersebut. Ikan ini menghasilkan pancaran listrik dalam suatu alat khusus di ekornya. Listrik ini dipancarkan melalui ribuan pori-pori di punggung makhluk ini dalam bentuk sinyal yang untuk sementara menciptakan medan listrik di sekitarnya. Benda apapun dalam medan ini membiaskannya, sehingga ikan ini mengetahui ukuran, daya alir dan gerak dari benda tersebut.

Pada tubuh ikan ini, ada pengindera listrik yang terus menentukan medan ini seperti halnya radar. Pendeknya, ikan ini memiliki radar yang memancarkan sinyal listrik dan menerjemahkan perubahan pada medan yang disebabkan oleh benda yang menghambat sinyal-sinyal di sekitar tubuhnya. Ketika kerumitan radar yang digunakan oleh manusia masih kita kembangkan, penciptaan mengagumkan dalam tubuh ikan seperti ini akan menjadi jelas.

Bentuk tubuh belut listrik unik, hampir 7/8 bagian tubuhnya berupa ekor. Di bagian ekor inilah terdapat baterai-baterai kecil berupa lempengan-lempengan kecil yang horizontal dan vertikal. Jumlahnya sangat banyak, lebih dari 5.000 buah. Tegangan listrik tiap baterai kecil ini tidak besar, tetapi kalau semua baterai dihubungkan secara berderet (seri), akan diperoleh tegangan listrik sekitar 600 volt (bandingkan dengan batu baterai yang hanya 1,5 volt). Ujung ekor bertindak sebagai kutub positif baterai dan ujung kepala bertindak sebagai kutub negatif.

Belut listrik dapat mengatur hubungan antara baterai kecil dalam tubuhnya itu untuk mendapat tegangan listrik kecil dan tegangan listrik besar. Untuk navigasi, belut listrik hanya membutuhkan tegangan listrik yang kecil. Tetapi ketika berhadapan dengan musuh atau mangsanya, belut listrik akan memberikan tegangan semaksimal mungkin melalui kepala dan ekornya yang ditempelkan pada tubuh musuh atau mangsanya itu.

Arus listrik sekitar 1 ampere yang ditimbulkan oleh tegangan listrik yang tinggi ini, akan mengalir dan membunuh mereka. Namun, hewan lain tidak terganggu, karena mereka tidak bersentuhan langsung dengan ekor dan kepala belut.

D.  Sinyal Listrik pada Ikan

1.      Penerima (Reseptor) untuk Tujuan Khusus

Dalam tubuh ikan-ikan ini terdapat beragam tipe penerima (reseptor). Reseptor kantung (ampullary) memeriksa sinyal listrik berfrekuensi rendah yang dipancarkan oleh ikan lainnya yang tengah berenang atau ulat (larva) serangga. Reseptor ini begitu peka sehingga dapat menentukan medan magnetik bumi sekaligus mengumpulkan informasi mengenai buruan atau pun pemangsa.

Reseptor kantung tidak dapat mengindera sinyal berfrekuensi tinggi yang dipancarkan oleh ikan ini. Ini disempurnakan oleh suatu reseptor tabung. Pengindera ini peka pada pelepasan muatan listrik oleh ikan itu sendiri dan berguna sebagai peta lingkungannya. Dengan adanya sistem ini maka ikan-ikan tersebut dapat berkomunikasi dan saling mengingatkan tentang adanya ancaman. Mereka juga saling bertukar informasi mengenai jenis, usia, ukuran dan jenis kelamin.

2.      Sinyal yang Menggambarkan Perbedaan Jenis Kelamin

Setiap jenis ikan listrik memiliki ciri sinyal yang berbeda-beda. Bahkan, bisa ada perbedaan antar ikan dalam satu jenis. Walaupun demikian, bentuk umum tetap tak berubah. Beberapa perincian saja yang khusus pada masing-masing ikan tersebut. Ketika ikan betina berenang melewati ikan jantan maka ia akan langsung merasakannya dan langsung menanggapi.

3.      Sinyal yang Menggambarkan Usia

Sinyal listrik juga membawa informasi mengenai usia ikan ini. Seekor ikan yang baru menetas membawa tanda berbeda dengan yang dewasa. Sinyal ikan yang baru menetas mempertahankan ciri itu hingga empat belas hari sejak kelahirannya, ketika mereka berubah dan menjadi seperti sinyal sebagaimana yang dimiliki oleh ikan dewasa. Hal ini memainkan peranan amat penting dalam mengatur hubungan yang rumit antara induknya yang jantan dan betina. Induknya yang jantan akan mengenali bayinya dan sekaligus membawanya pulang untuk melindunginya.

4.      Kegiatan Sehari-hari yang Disampaikan Melalui Sinyal

Ikan juga mampu menyampaikan informasi selain jenis kelamin dan usia. Pada semua jenis ikan listrik, meningginya frekuensi menyebarkan pesan peringatan. Sebagai contoh, jenis Mormydae biasanya menghantarkan sinyal listrik dengan frekuensi 10 Hz atau setara dengan 10 getaran per detik yang dapat ditingkatkannya hingga 100-120 Hz. Mormydae yang diam memperingatkan lawan akan sebuah serangan. Sikap ini menyerupai gerakan mengepalkan tangan sebelum bertarung.

 Pada umumnya, peringatan ini cukup berpengaruh untuk menakuti lawan. Setelah bertarung, pihak yang terluka menghentikan kegiatan listriknya dan tidak mengirimkan sinyal selama hampir 30 menit. Ikan yang menenangkan diri atau yang meninggalkan pertarungan biasanya juga tetap tidak bergerak. Maksud di balik itu adalah untuk mempersulit lawan lainnya menemukan mereka. Maksud lainnya juga untuk menghindari hantaman dari benda sekitarnya karena mereka menjadi "buta" arus listrik karena kurangnya sinyal.

5.      Sistem Khusus Anti Gangguan pada Sinyal

Gangguan merupakan sebuah akibat yang lumrah di sini. Namun, mereka telah diciptakan dengan cara pertahanan alami yang mencegah terjadinya gangguan tersebut. Para ahli menamai sistem ini "Tindakan Pencegahan terhadap Gangguan" atau disingkat dengan "JAR (Jamming Avoidance Response)." Ketika sang ikan bertemu dengan ikan lain pada frekuensi yang sama, ia mengubah frekuensinya. Dengan cara inilah gangguan dapat dicegah sedini mungkin, sehingga tidak pernah berlanjut lagi. Semua ini menegaskan akan adanya suatu sistem yang sangat rumit pada ikan listrik. Asal mula sistem ini tidak pernah dapat dijelaskan secara utuh dengan evolusi.

 Seperti itu pulalah, Darwin dalam bukunya, The Origin of Species, mengakui tidak mungkinnya menjelaskan makhluk dengan teorinya di satu bab yang judulnya "Difficulties of the Theory" (Kelemahan-Kelemahan Teori). Semenjak Darwin, ikan listrik telah terbukti mempunyai sistem yang jauh lebih rumit dibanding yang ia pikirkan. Jenis-jenis sinyal yang dipancarkan oleh ikan yang berbeda:

Ikan yang memancarkan gelombang listrik berkomunikasi melalui gelombang ini. Anggota dari satu jenis menggunakan sinyal yang serupa. Karena kehidupan mereka yang berkelompok, mereka mengubah frekuensi untuk mencegah kebingungan, yang memungkinkan dibedakannya sinyal yang serupa tapi tak sama.

Seekor ikan listrik dapat menentukan jenis kelamin ikan lainnya melalui sinyal.

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

Berdasarkan pembahasan di atas dapat disimpulkan bahwa sidat listrik atau belut listrik (Electrophorus electricus) adalah sejenis ikan yang dapat menghasilkan aliran listrik kuat (sampai 650 volt) untuk berburu dan membela diri. Tegangan adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik, dan dinyatakan dalam satuan volt. Sinyal listrik pada ikan memiliki fungsi antara lain sebagai penerima (Reseptor) untuk tujuan khusus,  sinyal yang menggambarkan perbedaan jenis kelamin, sinyal yang menggambarkan usia, kegiatan sehari-hari yang disampaikan melalui sinyal, sistem khusus anti gangguan pada sinyal.

DAFTAR PUSTAKA

Http://Azzahraku.Multiply.Com/Video/Item/34?&Show_Interstitial=1&U=%2fvideo%2fitem

     Di akses pada 19 Desember 2014, 19:25 WIB.

Http://erabaru.net/iptek/55-iptek/6076-indera-keenam-ikan-listrik Listrik  

     Di akses pada 19 Desember 2014, 20:05 WIB.

Http://Bumi-Tuntungan.Blogspot.Com/2011/05/Cara-Belut-Listrik-Menghasilkan-  Aliran.Html  di akses pada 12 Desember 2014, 16:51 WIB.

Http://Seputar-Listrik.Blogspot.Com/2011/02/Listrik-Pada-Makhluk-Hidup.Html di akses pada 12 Desember 2014, 16:59 WIB.

Http://Rollespalilingan.Blogspot.Com/2009/11/Pengertian-Biofisika-Di-Dalam-Anonim.Html diakses pada 14 Desember 2014, 23:42 WIB.