Bahan penghantar listrik
Download as PPTX, PDF0 likes1,245 views
Dokumen tersebut membahas tiga kelompok bahan penghantar listrik yaitu konduktor, isolator, dan semi konduktor serta menjelaskan karakteristik dan contoh masing-masing kelompok."
Bahan penghantar listrik
- 1. Bahan Penghantar Listrik Bahan Penghantar listrik dapat dikelompokkan menjadi : 1. Bahan Penghantar konduktor 2. Bahan Penghantar Penyekat (isolator) 3. Bahan Setengah Penghantar (semi konduktor)
- 2. 1. Bahan Penghantar konduktor Bahan Penghantar (konduktor) adalah bahan yang menghantarkan listrik dengan mudah. Bahan Konduktor mempunyai daya hantar listrik (Electrical Conductivity) yang besar Bahan Konduktor mempunyai hambatan listrik (Electrical Resistance) kecil. Bahan Konduktor digunakan untuk mengalirkan arus listrik 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
- 3. Yang termasuk Bahan konduktor, antara lain: 1. Logam biasa, seperti: tembaga, aluminium, besi, dan sebagainya. 2. Logam campuran (alloy), yaitu sebuah logam dari tembaga atau aluminium yang diberi campuran dalam jumlah tertentu dari logam jenis lain, yang gunanya untuk menaikkan kekuatan mekanisnya. 3. Logam paduan (composite), yaitu dua jenis logam atau lebih yang dipadukan dengan cara kompresi, peleburan (smelting) atau pengelasan (welding).
- 4. Bahan penghantar yang paling banyak dipakai adalah tembaga, karena tembaga merupakan bahan penghantar yang paling baik setelah perak dan harganyapun murah Akhir-akhir ini banyak digunakan Aluminium dan Baja sebagai penghantar walaupun tahanan jenisnya agak besar, hal ini dengan pertimbangan sangat berlimpah dan harganya menjadi lebih murah.
- 5. Sifat Bahan Konduktor Bahan-bahan yang dipakai untuk konduktor harus memenuhi persyaratan-persyaratan sebagai berikut: 1. Konduktifitasnya cukup baik. 2. Kekuatan mekanisnya (kekuatan tarik) cukup tinggi. 3. Koefisien muai panjangnya kecil. 4. Daya hantar panasnya tinggi 5. Modulus kenyalnya (modulus elastisitas) cukup besar.
- 6. 1. Daya Hantar Listrik (konduktifitas) • Besar hambatan tersebut tergantung dari kualitas dan ukuran bahan penghantar. • Hambat jenis bahan penghantar adalah besarnya hambatan suatu bahan penghantar yang mempunyai panjang1 meter dengan luas penampang 1mm2 pada temperatur20C. • Besarnya hambatan jenis suatu bahan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan : Logam atau material yang merupakan penghantar listrik yang baik, memiliki konduktivitas listrik dengan Rho =107 (Ω.meter)-1
- 7. 2. Kekuatan mekanisnya (kekuatan tarik) cukup tinggi. 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
- 8. 3. Koefisien muai panjangnya kecil. • 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. Besarnya perubahan hambatan akibat perubahan suhu dapat diketahui dengan persamaan : 𝑅 = 𝑅 𝑜{1+ ∝ (𝑡 − 𝑡 𝑜) dimana : R : besar hambatan setelah terjadinya perubahan suhu Ro : besar hambatan awal, sebelum terjadinya perubahan suhu. t : temperatur suhu akhir, dalam 0C to : temperatur suhu awal, dalam 0C α : koefisien temperatur tahanan
- 9. 4. Daya hantar panasnya tinggi • 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.
- 10. Macam-Macam Bahan Penghantar A. Aluminium Aluminium murni mempunyai ciri-ciri : 1.Massa jenis 2,7 g/cm3, 2.titik leleh 658 0C 3.tidak korosif. 4.Daya hantar aluminium sebesar 35 m/Ω.mm2 atau kira-kira 61, 4 % daya hantar tembaga. 5.dibentuik karena lunak, 6.kekuatan tariknya hanya 9 kg/mm2. Untuk itu jika aluminium digunakan sebagai penghantar yang dimensinya cukup besar, selalu diperkuat dengan baja atau paduan aluminium. Penggunaan yang demikian misalnya pada kabel : • ACAR (Aluminium Conductor Alloy Reinforced). → Untuk kabel saluran Transmisi Tegangan tinggi • AAAC (All Alluminium Alloy Conductor) → Untuk kabel/kawat Penangkal Petir untuk Gedung maupun saluran Transmisi HV • ACSR (Aluminium Conductor Steel Reinforced), → Untuk kabel saluran Transmisi Tegangan tinggi
- 11. B. Tembaga Kawat Tembaga mempunyai ciri-ciri : 1. daya hantar listrik yang tinggi yaitu 57 m/ ohm.mm2 pada suhu 200C. 2. Koefisien suhu tembaga 0,004 per 0C. 3. Tembaga mempunyai ketahanan terhadap korosi, oksidasi. 4. Massa jenis tembaga murni pada suhu 200 C adalah 8,96 g/cm3 5. Mempunyai titik Lebur 1085o C 6. Kekuatan tarik berkisar antara 20 hingga 40 kg/mm2 Pemakaian tembaga pada teknik listrik yang terpenting adalah sebagai penghantar, misalnya : kawat kabel berisolasi (NYA, NYAF, NYM, NYY, NYFGbY),dll Lempeng tembaga solid (busbar), Kawat tembaga berlapis melamin, kumparan/lilitan pada lamel mesin dc, cincin seret pada mesin ac, dan lain-lain
- 12. C. Besi Baja Baja merupakan logam yang terbuat dari besi dengan campuran karbon. Berdasarkan campuran karbonnya, baja dikategorikan menjadi tiga macam, yaitu : 1. Baja dengan kadar karbon rendah ( 0 – 25 %), 2. Baja dengan kadar karbon menengah (0,25 – 0,55 %), 3. Baja dengan kadar karbon tinggi ( di atas 0,55 %). Meskipun konduktivitas baja rendah yaitu : 7,7 m / ohm.mm2 , tetapi digunakan pada penghantar transmisi yaitu ACSR, dimana fungsi baja dalam hal ini adalah untuk memperkuat konduktor aluminium secara mekanis setelah digalvanis dengan seng. Keuntungan dipakainya baja pada ACSR adalah menghemat pemakaian aluminium
- 13. Tabel konstanta bahan penghantar
- 14. 2. Bahan Penghantar Isolator Bahan Penyekat (Insulator/isolator) adalah bahan yang befungsi untuk menyekat (misalnya antara 2 penghantar); agar tidak terjadi aliran listrik/kebocoran arus apabila kedua penghantar tersebut bertegangan. Jadi bahan penyekat harus mempunyai tahanan jenis besar dan tegangan tembus yang tinggi.
- 15. Fungsi utama dari suatu bahan isolasi adalah: 1.Untuk mengisolasi antara suatu penghantar dengan penghantar lainnya. Misalnya antara konduktor fasa dengan konduktor fasa lainnya, atau konduktor fasa dengan tanah 2. Untuk menahan gaya mekanis akibat adanya arus pada konduktor yang diisolasi, Mampu menahan tekanan yang diakibatkan panas dan reaksi kimia
- 16. Sifat-sifat yang perlu di perhatikan pada bahan isolasi : 1.Sifat listrik 2.Sifat mekanis 3.Sifat Termal 4.Sifat kimia
- 17. 1. Sifat Listrik yaitu suatu bahan yang mempunyai tahanan jenis listrik yang besar agar dapat mencegah terjadinya rambatan atau kebocoran arus listrik antara hantaran yang berbeda tegangan atau dengan tanah. 2. Sifat Mekanis kekuatannya agar dapat dibatasi hal-hal penyebab kerusakan karena akibat salah pemakaian. Misal memerlukan bahan yang tahan terhadap tarikan
- 18. 3. Sifat Termis Panas yang timbul pada bahan akibat arus listrik atau arus gaya magnit berpengaruh kepada isolasi termasuk pengaruh panas dari luar sekitarnya. Apabila panas yang terjadi cukup tinggi, maka diperlukan pemakaian isolasi yang tepat agar panas tersebut tidak merusak penyekatnya. bahan isolasi harus memiliki sifat themal sebagai berikut: - kemampuan untuk menahan panas tinggi (daya tahan panas) - kerentanan terhadap perubahan bentuk pada keadaan panas. - konduktivitas panas tinggi. - koefisien muai panas rendah. - tidak mudah terbakar. - tahan terhadap busur api, dan lain-lain.
- 19. 4. Sifat kimia Bahan isolasi harus memiliki kemampuan sebagai berikut: Akibat panas yang cukup tinggi kelembaban udara atau basah disekitarnya. daya tahan terhdap minyak dan ozon kekedapan dan kekenyalan higroskopis yang tinggi. daya serap air rendah Stabil ketika mengalami radiasi
- 20. 1. Bahan isolasi padat, antara lain : a. Bahan Tambang : batua pualam, asbes, mika, mekanit, mikafolium, mikalek, dan sebagainya. b. Bahan berserat, seperti : benang, kain, (tekstil), kertas, prespan, kayu, dll. c. Bahan lainnya : Gelas, Keramik, Plastik, Karet, Ebonit, bakelit dan PVC 2. Bahan isolasi cair Penyekat dalam bentuk cair ini yang paling banyak digunakan ada- lah minyak transformator dan macam-macam minyak hasil bumi. 3. Bahan isolasi gas Penyekat dalam bentuk gas ini dapat dikelompokkan ke dalam Udara dan gas-gas lain, seperti : Nitrogen, Hidrogen dan Carbon dioksida (CO ), dan lain-lain. Macam-macam bahan isolasi listrik