Dispersi impedansi listrik

Percobaan 9: Dispersi Impedansi Listrik pada Jaringan (Tissue) Tinjauan Teori Setiap sel penyusun organ makhluk hidup dibungkus oleh suatu membran semipermeabel (hanya melalukan beberapa ion tertentu saja) yang tersusun atas molekul‐molekul lipida berlapis ganda (bilayer lipids) dan protein‐protein. Membran semipermeabel ini berfungsi untuk memisahkan larutan ionik di dalam sel (intracellular fluid) dari larutan ionik di luar sel (extracellular fluid). Karena secara fisik membran pembungkus ini merupakan lapisan ganda, maka secara elektronik membran bersifat seperti kapasitor keping sejajar yang mempunyai nilai impedansi yang sangat tinggi. Keberadaan protein pada membran membuat membran mempunyai properti semipermeabel dan menyebabkan ”kebocoran” pada kapasitor. Gambar 1 memperlihatkan rangkaian RC ekivalen untuk sistem sel (rangkaian Maxwell‐Wagner). Gambar 1. Rangkaian listrik ekivalen untuk membran sel. Cm adalah kapasitansi membran lapisan ganda, Rm adalah resistansi kebocoran dari kapasitor, Ri adalah resistansi larutan di dalam sel, dan Re adalah resistansi larutan di luar sel. Impedansi rangkaian RC Maxwell‐Wagner ketika berdiri sendiri tidak diperngaruhi oleh frekuensi arus yang melaluinya. Akan tetapi, ketika keberadaannya merupakan rangkaian seri (Gambar 1), maka nilai impedansinya merupakan fungsi dari frekuensi. Dari sini muncul fenomena dispersi impedansi pada frekuensi. 1
Gm (a)
Cm Gm
Gm (b)
Cm
Cm Gambar 2. Dispersi impedansi sebagai fungsi dari frekuensi. Gambar 3. Rangkaian ekivalen Maxwell‐Wagner, (a) berdiri sendiri dan (b) dirangkai seri. Tujuan Percobaan ini bertujuan memberikan pemahaman kepada mahasiswa terhadap karakteristik kelistrikan (impedansi) membran biologis. Alat dan Bahan Alat dan bahan yang diperlukan di dalam percobaan ini adalah: -
Sebuah pembangkit sinyal Beberapa komponen listrik kapasitor dan resistor dengan berbagai nilai Sebuah ohmmeter Prosedur Percobaan: 1. Buat rangkaian RC paralel dengan komponen yang telah disediakan. 2. Sambungkan ujung‐ujung terminal pembangkit sinyal pada rangkaian tersebut. 3. Pasang frekuensi pembangkit pada frekuensi paling rendah, ukur impedansi pada ujung‐ujung rangkaian. 4. Naikkan frekuensi secara dekade (tanyakan kepada asisten/pembimbing) sampai dengan orde 105. Ukur impedansi pada masing‐masing frekuensi. 5. Ulangi langkah 1‐4 dengan menambahkan satu rangkaian RC yang disambung seri dengan rangkaian terdahulu. 2
6. Plot nilai impedansi sebagai fungsi frekuensi di atas kertas grafik semilog untuk kedua sistem. 7. Bahaslah apa yang saudara dapatkan dari kedua kurva tersebut. 3