BAB I
PENDAHULUAN
1.1.LatarBelakangMaterial atau Bahan adalah zat atau suatu benda yang mana sesuatu dapat dibuat dari hal itu,atau komponen dalam penyusun suatu rancangan.lalu,listrik adalah suatu muatan yang terdiri dari muatan positif dan muatan negative dimana sebuah benda dikatakan memiliki energy listrik apabila suatu benda itu memiliki energy listrik apabila memiliki perbedaan jumlah muatan.maka,definisi bahan listrik adalah suatu zat atau benda yang digunakan sebagai media perantara pergerakkan muatan muatan baik muatan positif dan muatan negative dimana benda tersebut dapat mengalirkan energy listrik ke media tertentu jika terdapat perbedaan jumlah muatan.
Gambar 1.1 Bagan Bahan-bahan Listrik.
Pada
Bagan-bahan LIstrik diatas terdiri dari beberapa bagian lagi pada setiap subbab
bahan listrik tersebut.diantara nya jenis-jenis material yang terdiri dari 5
jenis,antara lain Bahan Konduktor,Isolator,Semikonduktor,Superkonduktor,dan
Dielektrik.lalu,Bentuk-bentuk material seperti padat,cair,dan gas.kemudian
Sifat Material listrik yang meliputi sifat Fisika,Kimia,dan Kelistrikannya.
Jika Kita lihat
dari Klasifikasi Material itu sendiri terbagi lagi menjadi Tiga Macam,antara
lain Material Logam,Non-Logam,dan Komposit.Sehingga pada makalah ini,akan
membahas Secara Mendalam Tentang Material Listrik Jenis Konduktor Padat beserta
Sifat-sifat Fisika,Kimia,dan Kelistrikkannya dan Contoh Pengaplikasiannya dalam
kehidupan sehari hari.
1.2. Rumusan Masalah
1.
Apakah yang dimaksud dengan
konduktor padat ?
2. Bagaimana
sifat-sifat konduktor padat padat bahan listrik ?
3. Apakah pengaplikasian konduktor
padat ?
1.3. Tujuan
1. Untuk mengetahui apa itu konduktor
padat
2. Memaparkan sifat-sifat konduktor
padat
3. Meberikan contoh konduktor padat
dalam kehidupan
BAB II
PEMBAHASAN
2.1.
Pengertian Konduktor Padat
Jika
kita Artikan satu persatu, Konduktor merupakan Sifat Bahan atau material yang
dapat menghantarkan panas dan arus listrik dengan baik. Sedangkan, Padat
merupakan suatu unsure yang memiliki sifat satu kesatuan yang mengikat unsur
unsur dalam satu ruang volume zat dengan kuat sehingga memiliki pertahanan yang
kuat dari ikatan unsur yang kuat maka, dapat diartikan Konduktor Padat Adalah
Suatu Material Listrik yang memiliki Ruang Volume yang mengikat unsur satu sama
lain dengan kuat dan dapat dijadikan media perantara aliran listrik dari input
menuju output.
Konduktor Padat dapat kita ketahui
meliputi berbagai macam kabel seperti Kabel tanah,kabel koaksial,maupun
kabel telephone. Bahkan itu saja, seperti plat tembaga yang terdapat pada
Rangkaian MCB dan Lititan tembaga pada trafo maupun jenis kabel dalam saluran
transmisi. Seperti yang telah kita ketahui, Kabel pada saluran transmisi
terdiri dari 3 jenis kabel,antara lain kabel lilitan jenis tembaga yang terdiri
dari lilitan tembaga murni, kabel AAC(Alumunium Alloy Conductor) yang mana
kabel ini terdiri dari Alumunium dengan campuran Bermacam logam,dan
ACSR(Alumunium Conductor Steel Reinforcement) kabel Kabel ACSR merupakan kawat penghantar yang
terdiri dari aluminium berinti kawat baja. Kabel ini digunakan untuk
saluran-saluran transmisi tegangan tinggi.
2.2. Sifat-sifat Konduktor Padat
Baik isolator ataupun konduktor memiliki bahan-bahan listrik yang memiliki
sifat dapat menghantarkan arus listrik. Konduktor sendiri yang terdiri dari
cair, padat, dan gas juga mempunyai sifat-sifat listrik. Sifat-sifat bahan
konduktor padat itu sendiri antara lain, sifat fisika, sifat kimia, dan sifat
kelistrikkan.
2.2.1. Sifat Fisika Konduktor Padat
Konduktor Padat biasanya identik dengan benda sejenis logam yang dapat
menghantarkan panas dan listrik dengan baik, terkadang non-logam juga ada, tetapi
biasanya tergolong dalam semikonduktor seperti silicon, dan germanium.jika
dilihat dari segi sifat fisikanya suatu logam
adalah bagaimana keadaan logam itu apabila mengalami peristiwa fisika,
misalnya keadaan waktu terkena pengaruh panas dan pengaruh listrik. Karena
pengaruh panas, benda akan mencair atau mengalami perubahan bentuk dan
ukurannya. Dari sifat fisis itu, dapat ditentukan titik cair suatu bahan
dan titik didihnya, sifat menghantarkan panas, keadaan pemuaian pada
waktu menerima panas, perubahan bentuknya karena panas, dan lain-lain.Pengaruh
panas yang diterima oleh suatu bahan dengan sendirinya dapat berhubungan
dengan sifat mekanis bahan tersebut, bahkan karena panas yang diterima
oleh bahan tersebut dapat mengubah sifat mekanis dari bahan tersebut.
Misalnya, pada proses penyepuhan logam yang dipanaskan pada suhu tertentu
dan setelah itu didinginkan secara tiba-tiba bahan tersebut akan menjadi
keras, dan apabila bahan yang dipanaskan dan didinginkan dengan perlahan
maka diperoleh kekerasanya lebih rendah dibandingkan dengan bahan yang didinginkan
secara cepat. Yang termasuk golongan sifat fisik ini diantaranya adalah:
1. Titik cair
Titik
cair suatu benda adalah suhu di mana benda tersebut akan berubah wujud
menjadi benda cair. Setiap benda memiliki titik cair yang berbeda. Besi
akan mencair jika dipanaskan mencapai suhu 1538 °C. Aluminium juga akan
mencair jika dipanaskan pada suhu diatas 660 °C.
2. Konduktivitas
Termal/Panas
Mengapa
kebanyakan alat masak terbuat dari aluminium ? Andaikan tangan kiri anda
memegang besi, tangan kanan anda memegang kaca, lalu besi dan kaca
disentuhkan ke api. Tangan kiri atau tangan kanan yang lebih cepat
merasakan panas ? Pertanyaan-pertanyaan ini dan mungkin pertanyaan lain
yang akan anda tanyakan, berkaitan dengan konduktivitas termal benda. Konduktivitas
panas suatu benda adalah kemampuan suatu benda untuk memindahkan
kalor/panas melalui benda tersebut. Benda yang memiliki konduktivitas
panas besar merupakan penghantar kalor yang baik (konduktor termal yang
baik). Sebaliknya, benda yang memiliki konduktivitas panas kecil merupakan
penghantar kalor yang buruk (konduktor panas yang buruk). Dibawah ini
merupakan tabel Nilai Konduktivitas Termal dari bahan yang berbeda.
Gambar 1.2
Nilai Konduktivitas Thermal dari jenis logam konduktor.
3. Panas/Kalor
Jenis
Kalor
jenis suatu benda menyatakan kemampuan suatu benda untuk menyerap kalor
atau melepaskan kalor. Semakin besar kalor jenis suatu benda, semakin
kecil kemampuan benda tersebut menyerap atau melepaskan kalor. Semakin
kecil kalor jenis benda, semakin baik kemampuan benda tersebut menyerap
atau melepaskan kalor. Emas mempunyai kalor jenis lebih kecil sehingga
emas lebih cepat menyerap atau melepaskan kalor. Sebaliknya air mempunyai
kalor jenis besar sehingga air lebih lambat menyerap atau melepaskan
kalor.
4. Berat Jenis dan
Massa Jenis
Masa
Jenis atau sering disebut desitas (density) merupakan massa suatu benda
per satuan volumenya. Masa jenis dilambangkan dengan huruf yunani p dibaca
“rho”)
2.2.2. Sifat Kimia Konduktor Padat
Sifat
kimia konduktor padat berkaitan dengan sifat keelektropositifan suatu atom,
yaitu kecenderungan melepas electron membentuk ion positif. Semakin mudah suatu
atom melepas electron, maka semakin kuat sifat logam dari atom tersebut dan sebaliknya.
Dalam satu period, sifat logam unsure dari kiri kekanan semakin berkurang,
sedangkan sifat non logam semakin bertamabah. Dalam satu golongan sifat logam
unsure dari atas kebawah semakin bertambah sedangkan sifat non logam semakin berkurang.
Jadi, dalam system periodic unsur, atom yang bersifat logam terletak pada bagian
kiri-bawah, sedangkan atom yang bersifat non logam terletak pada bagian kanan-atas
unsure golongan. Pengaplikasian bahan konduktor padat sifat kimia :
1.
Tembaga (Cu)
Sifat-sifat
elektris bahan tembaga dapat dilihat dari adanya daya tahan tembaga terhadap korosi
sangat besar dan tidak rapuh (artinya dapat di bengkokan tetapi tidak mudah putus/patah).
Penggunaan tembaga antara lain, sebagai bahan penghantar pada inti kabel,
kumparan-kumparan trafo, generator dan motor, serta jaringan listrik karena bahan
tembaga mempunyai konduktifitas yang cukup tinggi sebagai alat/bahan pengukur temperatur
(pada termokopel). Tembaga keras (hard drawn copper), digunakan apabila diperlukan
untuk menahan tegangan tarik/tekan yang tinggi dan tahan terhadap medan keras. Tembaga
lunak (analed copper), digunakan apabila dipentingkan sifat lenturnya. Dicampur dengan bahan lain (banyak kita jumpai di pasaran ) tahanan
jenisnya akan turun, supaya sifat-sifat mekanisnya dapat ditingkatkan sesuai kebutuhan
atau untuk keperluan tertentu.
2.
Aluminium (Al)
Sifat-sifat elektris bahan tembaga dapat dilihat
dari adanya daya tahan terhadap korosi lebih besar
dari pada tembaga, massa jenisnya ± 3 kali lebih kecil daripada massa jenis
tembaga, aluminium tidak baik untuk dipatri, akan tetapi dapat dilas dan titik leburnya
660o C.
2.2.3.
Sifat Kelistrikkan Bahan Konduktor Padat
Bahan-bahan penghantar adalah bahan yang memiliki banyak elektron bebas
pada kulit terluar orbit. Elektron bebas ini akan sangat berpengaruh pada sifat
bahan tersebut. Jika suatu bahan listrik memiliki banyak elektron bebas pada
orbit-orbit elektron, bahan ini memiliki sifat sebagai penghantar listrik.
Sifat bahan pada murni unsur atau senyawa berupa padat atau cair. namun pada
material lain dapat juga berupa cair atau gas.
Sifat kelistrikan pada suatu material
1.
Jika elektron bergerak
bebas, mudah terjadi arus listrik; “konduktor”, penghantar listrik
(logam).
2.
Ada pula konduktor ion
positif/negatif (keramik).
3.
Jika elektron terikat
pada atom, tidak mudah terjadi arus listrik; “isolator”, non-konduktor,
insulator listrik (semua jenis bahan lainnya).
4.
Hanya jika diberi
medan listrik cukup kuat, > “kekuatan dielektrik” bahan, isolator menjadi
konduktor.
Konduktor adalah bahan yang dapat dengan mudah menghantarkan arus listrik
sehingga konduktor sering disebut juga penghantar listrik yang baik. Pada
konduktor yang baik, jumlah elektron-elektron bebas, yaitu elektron-elektron
yang mempunyai energi cukup besar (terletak pada lintasan yang paling luar)
adalah banyakdan bebas bergerak, misalkan pada bahan tembaga, setiap atom
tembaga menyumbangkan 1 elektron bebas.
Konduktor yang baik adalah yang memiliki tahanan jenis yang kecil.
Konduktor adalah bahan yang sangat baik kemampuannya dalam menghantarkan
listrik, hampir seluruh logam logam adalah konduktor.
Di anggap tiba-tiba muncul sejumlah electron pada konduktor, dimana medan
listrik yang ditimbulkan oleh electron tersebut tidak hilangkan oleh muatan
positif, sehingga elektronnya mulai di percepat menjauhi satu sama lain.
Peristiwa tersebut berlangsung secara terus menerus sampai electron mencapai
permukaan. Tidak ada muatan yang tinggal di dalam konduktor. Sehingga kerapatan
muatan dalam konduktor menjadi nol dan kerapatan muatan permukaan ada pada
permukaan luar. Ini merupakan karakteristik konduktor yang baik.
Sebagai
contoh baja merupakan logam yang terbuat dari besi dengan
campuran karbon. Meskipun konduktivitas baja rendah, tetapi baja digunakan
pada penghantar transmisi yaitu ACSR, dimana fungsi baja dalam hal ini adalah
untuk memperkuat konduktor aluminium secara mekanis setelah digalvanis dengan
seng. Contoh lainnya adalah penggunaan
platina pada teknik listrik antara lain untuk elemen pemanas pada laboratorium
tentang oven atau tungku pembakar yang memerlukan suhu tinggi yaitu di atas
13000C.
Berikut adalah beberapa
gambar dari bagian - bagian bahan konduktor listrik :
Gambar 1.3 Bagian bahan
konduktir Listrik.
2.3. Aplikasi Konduktor Padat
Konduktor Padat kalau dari
segi penggunaanya,bisa dilihat dari contoh alat dan aplikasi penggunaan alat
tersebut yang m,enggunakan bahan listrik konduktor padat antara lain sebagai
berikut;
2.3.1.Konduktor
Padat pada MCB (Miniature Circuit Breaker)
MCB
(Miniature Circuit Breaker) adalah komponen dalam instalasi listrik rumah yang
berfungsi sebagai sistem proteksi dalam instalasi listrik bila terjadi beban lebih
dan hubung singkat arus listrik (short
circuit atau korsleting).
Gambar 1.4 Bagian Komponen dalam MCB
Berikut
Keterangan beserta fungsi dari masing masing bagian komponen dalam MCB diatas.
1.Actuator
Lever atau toggle switch, digunakan sebagai Switch On-Off
dari MCB. Juga menunjukkan status dari
MCB, apakah ON atau OFF.
2.Switch mekanis
yang membuat kontak arus listrik bekerja.
3.Kontak
arus listrik sebagai penyambung dan pemutus arus listrik.
4.Terminal
tempat koneksi kabel listrik dengan MCB.
5.Bimetal,
yang berfungsi sebagai thermal trip
6.Baut
untuk kalibrasi yang memungkinkan pabrikan untuk mengatur secara presisi arus
trip dari MCB setelah pabrikasi (MCB yang dijual dipasaran tidak memiliki
fasilitas ini, karena tujuannya bukan untuk umum)
7.Solenoid. Coil atau
lilitan yang berfungsi sebagai magnetic trip dan bekerja bila terjadi
hubung singkat arus listrik.
8.Pemadam busur api
jika terjadi percikan api saat terjadi pemutusan atau pengaliran kembali arus
listrik.
2.3.2.Konduktor Padat pada
Transformator
Pada sebuah
Tarnsformator,terdapat tiga komponen utama yang terdiri dari tiga komponen
utama pada transformator,yakni Kumparan Primer sebagai Input Tegangan,Kumparan
Sekunder sebagai Outputan Tegangan dan Inti Besi yang berfungsi untuk
memperkuat medan magnet yang dihasilkan dari pertemuan fluks di setiap sisi
kumparan.
Gambar 1.5 Bagian
Komponen pada Transformator
Prinsip
kerja dari sebuah transformator atau trafo yaitu ketika kumparan primer
dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik (AC), perubahan arus listrik
pada kumparan primer menimbulkan medan magnet yang berubah. Medan magnet yang
berubah diperkuat oleh adanya inti besi dan dihantarkan inti besi ke kumparan
sekunder, sehingga pada ujung-ujung kumparan sekunder akan timbul ggl
induksi.Efek ini dinamakan induktansi timbal-balik (mutual inductance).
Gambar 1.6 Skema transformator kumparan primer dan kumparan sekunder terhadap medan magnet
Pada skema transformator di Gambar 1.6 ketika arus listrik dari sumber tegangan yang mengalir pada kumparan primer berbalik arah (berubah polaritasnya)medan magnet yang dihasilkan akan berubah arah sehingga arus listrik yang dihasilkan pada kumparan sekunder akan berubah polaritasnya.
Gambar 1.7 Hubungan antara tegangan primer, jumlah lilitan primer, tegangan sekunder, dan jumlah lilitan sekunder
Transformator (trafo) digunakan
pada peralatan listrik terutama yang memerlukan perubahan atau penyesuaian
besarnya tegangan bolak-balik. Misal radio memerlukan tegangan 12 volt padahal
listrik dari PLN 220 volt, maka diperlukan transformator untuk mengubah
tegangan listrik bolak-balik 220 volt menjadi tegangan listrik bolak-balik 12
volt.
BAB III
PENUTUP
3.1. Kesimpulan
1. Konduktor
padat dapat dijadikan media perantara aliran listrik dari input menuju output
memiliki ruang volume yang mengikat unsur satu sama lain dengan kuat.
2. Bahan
listrik konduktor padat memiliki sifat tertentu yang dimiliki oleh konduktor
tersebut yaitu sifat fisika, kimia dan listrik
3. Sifat-sifat
konduktor padat (fisika, kimia, dan listrik) akan mempengaruhi sifat
konduktivitasnya apabila bahan yang terkandung semakin baik
3.2.Saran
1. Dalam
Pemakaian Peralatan Listrik yang memiliki sifat konduktor,sebaiknya kita harus
memperhatikan standar keselamatan dalam penggunaan alat listrik yang kita
gunakan.
2. Dengan
berbagai macam karakteristik sifat konduktor padat,perhatikanlah penggunaan
bahan tersebut sesuai kebutuhan pengguna
3. Dengan
referensi makalah yang kami buat ini, dapat dijadikan pertimbangan dalam studi
penelitian mengenai bahan alternative konduktor padat yang ramah lingkungan.
DAFTAR PUSTAKA
Daryanto.2000.Teknik Pengerjaan Listrik.Jakarta.Bumi
Aksara.
Kanginan,Marten.2009.Seribu Pena Fisika.Ciracas,Jakarta.Erlangga.
Shen,Liang Chi,Jin Au Kong.2001.Aplikasi Elektromagnetik.,Jilid 1.Ciracas,Jakarta.
Erlangga.
Anonim,2009.Bagian dan Fungsi Transformator.http://dunia-Listrik.Blogspot.com/2009/01/
Transformator.html
Anonim.2013.Prinsip Kerja Transformator.http://duniaelektronika.blogspot.com/2013/
02/prinsip-Kerja-Transformator.html