A. KONDUKTOR ISOLATOR
a.
Konduktor
·
Pengertian Konduktor
Konduktor adalah
bahan-bahan yang dapat menghantarkan arus listrik dengan baik. Bahan-bahan yang
termasuk jenis konduktor ini di antaranya besi, baja, tembaga, dan nikel.
·
Sifat-sifat
Bahan Konduktor
1. Daya hantar listrik
Arus yang mengalir dalam suatu penghantar selalu mengalami hambatan dari
penghantar itu sendiri. Besar hambatan tersebut tergantung dari bahannya.
R= ρl/A
dimana :
R : Hambatan dalam penghantar, satuanya ohm (Ω)
ρ : hambatan jenis bahan, dalam satuan ohm.mm2/m
l : panjang penghantar, satuannya meter (m)
A : luas penampang kawat penghantar, satuanya mm2
2.
Koefesien suhu tahanan
Telah kita ketahui bahwa dalam suatu bahan akan mengalami perubahan volume
bila terjadi perubahan temperatur. Bahan akan memuai jika temperatur suhu naik
dan akan menyusut jika temperatur suhu turun. Bahan penghantar yang paling
banyak dipakai adalah tembaga , karena tembaga merupakan bahan penghantar yang
paling baik setelah perak dan harganya pun murah karena banyak terdapat
dimana-mana
3.
Daya hantar panas
Daya hantar panas menunjukkan jumlah panas yang melalui lapisan bahan tiap
satuan waktu. Diperhitungkan dalam satuan Kkal/jam 0C. Terutama diperhitungkan
dalam pemakaian mesin listrik beserta perlengkapanya. Pada umumnya logam
mempunyai daya hantar panas yang tinggi sedangkan bahan-bahan bukan logam
rendah.
4.
Kekuatan tegangan
tarik dan
Sifat mekanis bahan sangat penting, terutama untuk hantaran diatas tanah.
Oleh sebab itu, bahan yang dipakai untuk keperluan tersebut harus diketahui
kekuatanya. Terutama menyangkut penggunaan dalam pendistribusian tegangan
tinggi. Penghantar listrik dapat berbentuk padat , cair , atau gas . yang berbentuk
padat umumnya logam , elektrolit dan logam cair (air raksa) merupakan
penghantar cair , dan udara yang diionisasikan dan gas-gas mulia (neon)
,kripton ,dsb) sebagai penghantar bentuk gas .
5. Timbulnya daya electro motoris termo
Sifat ini sangat penting sekali terhadap dua titik kontak yang terbuat dari
dua bahan logam yang berlainan jenis, karena dalam suatu rangkaian, arus akan
menimbulkan daya elektro-motoris termo tersendiri bila terjadi perubahan
temperatur suhu.
Fungsi penghantar pada
teknik lisrik adalah untuk menyalurkan energi listrik dari satu titik ke titik
lain Penghantar yang lazim digunakan antara lain: Tembaga dan Alumunium.
Beberapa bahan
penghantar yang masih ada dan relevasinya ,antara lain :
a). Alumunium
b). Tembaga
c). Baja
d). Wolfram
e). Molibdenum
f). Platina
g). Air raksa
h). ahan-bahan
resistivitas tinggi
i). Timah hitam
·
Kriteria bahan
konduktor
kriteria mutu yang juga harus dipenuhi meliputi seluruh atau sebagian dari
sifat – sifat atau kondisi berikut ini, yaitu:
a). Komposisi kimia.
b). Sifat tarik seperti kekuatan tarik (tensile strength) dan regangan
tarik (elongation).
c). Sifat bending
d). Diameter dan variasi yang diijinkan.
e). Kondisi permukaan kawat harus bebas dari cacat, dan lain-lain.
a). Karakteristik mekanik, yang menunjukkan keadaan fisik dari konduktor yang menyatakan kekuatan tarik
dari pada konduktor
b). Karakteristik listrik, yang menunjukkan kemampuan dari konduktor terhadap arus listrik yang
melewatinya.
a). Kawat padat (solid wire)
berpenampang bulat.
b). Kawat berlilit (standart wire)
terdiri 7 sampai dengan 61 kawat padat yang dililit menjadi satu, biasanya berlapis dan konsentris.
c). kawat berongga (hollow
conductor) adalah kawat berongga yang dibuat untuk mendapatkan garis tengah
luar yang besar.
a. Konduktifitasnya cukup baik.
b.
Kekuatan mekanisnya (kekuatan tarik) cukup tinggi.
c.
Koefisien muai panjangnya kecil.
d.
Modulus kenyalnya (modulus elastisitas) cukup besar.
b. Isolator
·
Pengertian Isolator
Isolator adalah bahan-bahan yang sama sekali tidak dapat menghantarkan arus listrik. Contoh bahan-bahan yang termasuk isolator, di antaranya plastik, kayu kering, dan kertas.
Bahan penyekat (isolator) digunakan untuk memisahkan
bagian-bagian yang bertegangan. Untuk itu pemakaian bahan penyekat perlu
mempertimbangkan sifat kelistrikanya. Di samping itu juga perlu
mempertimbangkan sifat termal, sifat mekanis, dan sifat kimia. Sifat
kelistrikan mencakup resistivitas, permitivitas, dan kerugian dielektrik.
Penyekat membutuhkan bahan yang mempunyai resistivitas yang besar agar arus
yang bocor sekecil mungkin. Yang perlu diperhatikan di sini adalah bahwa bahan
isolasi yang higroskopis hendaknya dipertimbangkan penggunaannya pada
tempat-tempat yang lembab karena resistivitasnya akan turun. Resistivitas juga
akan turun jika tegangan yang diberikan naik.
Isolator :
1). mempunyai sifat
dapat mengisolir arus listrik,
2). memiliki tahanan
listrik (resistansi) yang besar sekali.
3). susunan atomnya
sedemikian rupa sehingga elektronvalensinya sulit berpindah
ke
pita konduksi, karena celah energinya (energy gap) besar sekali.
4). Jika terjadi
perpindahan elektron dari pita valensi ke pita konduksi, dengan
perkataan lain terjadi tegangan tembus (breakdown voltage).
Bahan yang disebut
sebagai bahan isolator adalah bahan dielektrik, ini
disebabkan jumlah elektron yang terikat oleh gaya tarik inti sangat kuat.
Elektro-elektronya sulit untuk bergerak atau bahkan tidak sangat sulit
berpindah, walaupun telah terkena dorongan dari luar. Bahan isolator sering digunakan untuk bahan
penyekat (dielektrik). Pennyekat listrik terutama dimaksudkan agar listrik
tidak dapat mengalir jika pada bahan penyekat tersebut diberi tegangan listrik.
Untuk dapat memenuhi persyaratan tersebut, diperlukan jenis bahan yang sesuai.
Selain syarat tersebut juga diperlukan syarat yang lain yang dipertimbangkan
untuk memenuhi pemakaianya. Antara lain:
Bahan penyekat
mempunyai tahanan listrik yang besar. Penyekat listrik ditujukan untuk mencegah
terjadinya kebocoran arus listrik antara kedua penghantar yang berbeda
potensial atau untuk mencegah loncatan listrik ketanah. Kebocoran arus listrik
harus dibatasi sekecil-kecilnya (tidak melampui batas yang telah ditentukan
oleh peraturan yang berlaku).
Mengingat luasnya
pemakaian bahan penyekat, maka dipertimbangkan kekuatan struktur bahannya.
Dengan demikian, dapat dibatasi hal-hal penyebab kerusakan dikarenakan
kesalahan pemakaiannya. Misal diperlukan bahan yang tahan tarikan, maka kita
harus menggunakan bahan dari kain daripada kertas. Bahan kain lebih kuat
terhadap tarikan daripada bahan kertas.
Panas yang ditimbulkan
dari dalam oleh arus listrik atau oleh arus gaya magnet, berpengaruh terhadap
kekuatan bahan penyekat. Demikian panas yang berasal dari luar (alam sekitar).
Dalam hal ini, kalau panas yang ditimbulkan cukup tinggi, maka penyekat yang
digunakan harus tepat. Adanya panas juga harus dipertimbangkan, agar tidak
merusak bahan penyekat yang digunakan.
Panas yang tinggi yang
diterima oleh bahan penyekat dapat mengakibatkan perubahan susunan bahan kimia
. Demikian juga pengaruh adanya kelembaban udara, basah yang ada di sekitar
bahan penyekat. Jika kelembaban tidak dapat dihindari, haruslah dipilih bahan
penyekat yang tahan terhadap air. Demikian juga adanya zat-zat lain dapat
merusak struktur kimia bahan. Mengingat adanya bermacam-macam asal, sifat dan
ciri bahan penyekat, maka untuk memudahkan kita dalam memilih untuk aplikasi
dalam kelistrikan, kita akan membagi bahan penyekat berdasar kelompoknya.
Pembagian kelompok bahan penyekat adalah sebagai berikut:
a). Bahan tambang
(batu pualam, asbes, mika, dan sebagainya)
b). Bahan berserat
(benang, kain, kertas, prespon, kayu, dan sebagainya)
c). Gelas dan keramik
d). Plastic
e). Karet, bakelit,
ebonit, dan sebagainya
f). Bahan yang
dipadatkan.
Penyekat bentuk cair
yang penting dan banyak digunakan adalah minyak transformator dan macam-macam
hasil minyak bumi. Sedang penyekat bentuk gas adalah nitrogen dan
karbondioksida (CO2). Penggunaan bahan isolator selain sebagai bahan penyekat
adalah sebagai bahan tahanan (resistor). Bahan tahanan yang umumnya dipakai
merupakan paduan/ campuran logam-logam terdiri dari dua atau lebih unsur bahan
campuran. Pemakaian bahan tahanan dalam kelistrikan, antara lain:
a). Untuk pembuatan
kotak tahanan standart dan shunt
b). Untuk tahanan dan
rheostats
c). Untuk unsur
pemanas, kompor listrik dan sebagainya.
Sesuai dengan
penggunaanya bahan tahanan haruslah memiliki tahanan jenis yang tinggi,
koefisien temperatur yang tinggi, dan memiliki daya elektro-motoris termo yang
kecil. Pada penggunaan yang membutuhkan daya tahan panas tinggi, bahan tahanan
harus dipilih yang memiliki titik cair yang tinggi, selain itu bahan tahanan.
pada keadaan panas yang tinggi tidak mudah dioksidir sehingga menjadi berkarat.
PERUBAHAN ENERGI
LISTRIK
·
Pengertian Perubahan Energi
Ketika sebuah batu jatuh dari suatu ketinggian, batu tersebut
memiliki energi. Jika batu tersebut jatuh ke tanah, energi ini akan diubah
menjadi energi panas (dapat teramati pada tanah yang menjadi hangat ketika
terkena batu) dan energi bunyi.
Jika jumlah energi tersebut dihitung, jumlah total energi tersebut adalah sama. Energi gerak yang dimiliki batu yang jatuh akan sama dengan energi bunyi ditambah energi kalor.
Untuk mengetahui perhitungan energi secara kuantitatif akan dijelaskan pada bagian lain. Jadi, energi tidak pernah hilang, tetapi diubah ke dalam bentuk energi lain.
Jika jumlah energi tersebut dihitung, jumlah total energi tersebut adalah sama. Energi gerak yang dimiliki batu yang jatuh akan sama dengan energi bunyi ditambah energi kalor.
Untuk mengetahui perhitungan energi secara kuantitatif akan dijelaskan pada bagian lain. Jadi, energi tidak pernah hilang, tetapi diubah ke dalam bentuk energi lain.
Energi
tidak dapat diciptakan dan juga tidak dapat dimusnahkan, tetapi hanya dapat
diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain.
Dengan konsep di atas, maka energi dapat dimanfaatkan dalam
kehidupan sehari-hari. Tidak semua energi dapat langsung dimanfaatkan tetapi
perlu diubah ke bentuk lain.
·
Macam-macam
Perubahan Energi dan Contohnya
Contoh perubahan energi antara lain sebagai berikut.
a. Energi listrik menjadi energi panas, misalnya pada setrika listrik, kompor listrik, dan solder listrik.
a. Energi listrik menjadi energi panas, misalnya pada setrika listrik, kompor listrik, dan solder listrik.
b. Energi listrik menjadi energi cahaya, misalnya pada
lampu.
c. Energi listrik menjadi energi kimia, misalnya pada penyetruman (pengisian) aki.
d. Energi cahaya menjadi energi kimia, misalnya fotosintesis.
e. Energi Kimia menjadi energi listrik, misalnya pemakaian aki untuk TV, atau lampu listrik.
c. Energi listrik menjadi energi kimia, misalnya pada penyetruman (pengisian) aki.
d. Energi cahaya menjadi energi kimia, misalnya fotosintesis.
e. Energi Kimia menjadi energi listrik, misalnya pemakaian aki untuk TV, atau lampu listrik.
KEBUTUHAN ENERGI LISTRIK
Banyak sekali macam dan jenis energi yang berhubungan dengan
kehidupan manusia di alam ini, tetapi secara garis besar di bedakan menjadi dua
macam jenis sumber energi yaitu sumber energi utama dan sumber energi
alternatif. Salah satu jenis energi yang banyak di manfaatkan untuk kehidupan
manusia adalah energi listrik.
Energi
listrik merupakan salah satu faktor pendukung penting bagi kehidupan manusia
karena banyak sekali peralatan yang biasa kita gunakan menggunakan listrik
sebagai sumber energinya. seperti televisi, setrika, mesin cuci, handphone dan
masih banyak lagi lainnya.
Manfaat
energi listrik bagi kehidupan manusia sehari-hari sangatlah banyak
seperti belajar, memasak, bekerja. Jika anda lihat secara lebih jelas kehidupan
manusia sudah sangat bergantung pada listrik.
Bisa anda bayangkan repotnya kita jika ada pemadaman listrik barang sehari saja, banyak sekali pengusaha yang mengeluh rugi akibat adanya pemadaman ini dan masyarakat juga banyak mengalami kendala karena pemadaman tersebut.
Berikut ini ada beberapa manfaat atau kegunaan listrik dalam kehidupan manusia sehari hari :
1.
Untuk penerangan saat malam menjelang, malam hari kita menjadi
lebih terang dengan sinar lampu yang menggunakan listrik dari PLN.
2.
Untuk sumber energi, listrik berguna untuk menghidupkan
berbagai alat rumah tangga dan kantor serta peralatan elektronik lainnya.