kelistrikan

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.

·         Macam macam bahan konduktor

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.

·         Karakteristik Konduktor

Ada 2 (dua) jenis karakteristik konduktor , yaitu :

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.

·         Klasifikasi Konduktor Menurut Konstruksinya

 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.

·         Persyaratan Persyaratan Bahan Konduktor

 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:

1). Sifat Kelistrikan isolator

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).

2). Sifat Mekanis isolator

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.

3). Sifat Termis isolator

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.

4). Sifat Kimia isolator

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.

 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.

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.

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.