Your SlideShare is downloading. ×
Konduktor dan isolator
Konduktor dan isolator
Konduktor dan isolator
Konduktor dan isolator
Konduktor dan isolator
Konduktor dan isolator
Konduktor dan isolator
Konduktor dan isolator
Konduktor dan isolator
Konduktor dan isolator
Konduktor dan isolator
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×
Saving this for later? Get the SlideShare app to save on your phone or tablet. Read anywhere, anytime – even offline.
Text the download link to your phone
Standard text messaging rates apply

Konduktor dan isolator

1,428

Published on

Published in: Education
0 Comments
2 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total Views
1,428
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
72
Comments
0
Likes
2
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  • 1. A. Konduktor Konduktor merupakan benda yang mampu menghantarkan panas. 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. I.1 Jenis 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. Modulus kenyalnya (modulus elastisitas) cukup besar. Bahan-bahan yang biasa digunakan sebagai 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). I.2 Klasifikasi Konduktor I.2.1 Klasifikasi konduktor menurut bahannya: 1. kawat logam biasa, contoh: a. BBC (Bare Copper Conductor). b. AAC (All Aluminum Alloy Conductor). 2. kawat logam campuran (Alloy), contoh: a. AAAC (All Aluminum Alloy Conductor)b. kawat logam paduan (composite), seperti: kawat baja berlapis tembaga (Copper Clad Steel) dan kawat baja berlapis aluminium (Aluminum Clad Steel). 3. kawat lilit campuran, yaitu kawat yang lilitannya terdiri dari dua jenis logam atau lebih, contoh: ASCR (Aluminum Cable Steel Reinforced). I.2.2 Klasifikasi konduktor menurut konstruksinya: 1. kawat padat (solid wire) berpenampang bulat. 2. kawat berlilit (standart wire) terdiri 7 sampai dengan 61 kawat padat yang dililit menjadi satu, biasanya berlapis dan konsentris.3. kawat berongga (hollow conductor) adalah kawat berongga yang dibuat untuk mendapatkan garis tengah luar yang besar.
  • 2. 1.2.3. Klasifikasi konduktor menurut bentuk fisiknya: 1. konduktor telanjang. 2. konduktor berisolasi, yang merupakan konduktor telanjang dan pada bagian luarnya diisolasi sesuai dengan peruntukan tegangan kerja, contoh: a. Kabel twisted. b. Kabel NYY c. Kabel NYCY d. Kabel NYFGBY 1.3 Karakteristik Konduktor Ada 2 (dua) jenis karakteristik konduktor, yaitu: 1. karakteristik mekanik, yang menunjukkan keadaan fisik dari konduktor yang menyatakan kekuatan tarik 2dari pada konduktor (dari SPLN 41-8:1981, untuk konduktor 70 mm C, maka kemampuan maksimal dari°berselubung AAAC-S pada suhu sekitar 30 konduktor untuk menghantar arus adalah 275 A). 2. karakteristik listrik, yang menunjukkan kemampuan dari konduktor terhadap arus listrik yang melewatinya (dari SPLN 41-10 : 1991, untuk konduktor 70 mm2 berselubung AAAC-S pada suhu sekitar 30o C, maka kemampuan maksimum dari konduktor untuk menghantar arus adalah 275 A). 1.3.1 Konduktivitas listrik Sifat daya hantar listrik material dinyatakan dengan konduktivitas, yaitu kebalikan dari resistivitas atau tahanan jenis penghantar, dimana tahanan jenis penghantar tersebut didefinisikan sebagai: R= ρl/A dimana; A : luas penampang (m2) l : Panjang penghantar (m) Ώ : tahanan jenis penghantar (ohm.m) R : tahanan penghantar (ohm) ρ : konduktivitas Menyatakan kemudahan – kemudahan suatu material untuk meneruskan arus listrik. Satuan konduktivitas adalah (ohm meter). Konduktivitas merupakan sifat listrik yang diperlukan dalam berbagai pemakaian sebagai penghantar tenaga listrik dan mempunyai rentang harga yang sangat luas. Logam atau material yang merupakan penghantar listrik yang baik, memiliki konduktivitas listrik dengan orde 107 (ohm.meter) -1 dan sebaliknya material isolator memiliki konduktivitas yang sangat rendah, yaitu antara 10-10 sampai dengan 10-20 (ohm.m)-1. Diantara kedua sifat ekstrim tersebut, ada material semi konduktor yang konduktivitasnya
  • 3. berkisar antara 10-6 sampai dengan 10-4 (ohm.m)-1. Berbeda pada kabel tegangan rendah, pada kabel tegangan menengah untuk pemenuhan fungsi penghantar dan pengaman terhadap penggunaan, ketiga jenis atau sifat konduktivitas tersebut diatas digunakan semuanya. Logam Konduktivitas listrik ohm meter Perak ( Ag ) ………………………. 6,8 x 107 Tembaga ( Cu ) ………………….. 6,0 x 107 Emas ( Au ) …………………….. .. 4,3 x 107 Alumunium ( Ac ) ………………. .. 3,8 x 107 Kuningan ( 70% Cu – 30% Zn )… 1,6 x 107 Besi ( Fe ) ………………………… 1,0 x 107 Baja karbon ( Ffe – C ) …………. 0,6 x 107 Baja tahan karat ( Ffe – Cr ) …… 0,2 x 107 Tabel 1. Konduktivitas Listrik Berbagai Logam dan Paduannya Pada Suhu Kamar. 1.3.2 Kriteria mutu penghantar Konduktivitas logam penghantar sangat dipengaruhi oleh unsur – unsur pemadu, impurity atau ketidaksempurnaan dalam kristal logam, yang ketiganya banyak berperan dalam proses pembuatan pembuatan penghantar itu sendiri. Unsur – unsur pemandu selain mempengaruhi konduktivitas listrik, akan mempengaruhi sifat – sifat mekanika dan fisika lainnya. Logam murni memiliki konduktivitas listrik yang lebih baik dari pada yang lebih rendah kemurniannya. Akan tetapi kekuatan mekanis logam murni adalah rendah. Penghantar tenaga listrik, selain mensyaratkan konduktivitas yang tinggi juga membutuhkan sifat mekanis dan fisika tertentu yang disesuaikan dengan penggunaan penghantar itu sendiri. Selain masalah teknis, penggunaan logam sebagai penghantar ternyata juga sangat ditentukan oleh nilai ekonomis logam tersebut dimasyarakat. Sehingga suatu kompromi antara nilai teknis dan ekonomi logam yang akan digunakan mutlak diperhatikan. Nilai kompromi termurahlah yang akan menentukan logam mana yang akan digunakan. Pada saat ini, logam Tembaga dan Aluminium adalah logam yang terpilih diantara jenis logam penghantar lainnya yang memenuhi nilai kompromi teknis ekonomis termurah. Dari jenis–jenis logam penghantar pada tabel 1. diatas, tembaga merupakan penghantar yang paling lama digunakan dalam bidang kelistrikan. Pada tahun 1913, oleh International Electrochemical Comission (IEC) ditetapkan suatu standar yang menunjukkan daya hantar kawat tembaga yang kemudian dikenal sebagai International Annealed Copper Standard (IACS). Standar tersebut menyebutkan bahwa untuk kawat tembaga yang telah dilunakkan dengan proses anil (annealing), mempunyai panjang 1m dan luas penampang 1mm2, serta mempunyai tahanan listrik (resistance) tidak lebih dari 0.017241 ohm pada suhu 20oC,
  • 4. dinyatakan mempunyai konduktivitas listrik 100% IACS. Akan tetapi dengan kemajuan teknologi proses pembuatan tembaga yang dicapai dewasa ini, dimana tingkat kemurnian tembaga pada kawat penghantar jauh lebih tinggi jika dibandingkan pada tahun 1913, maka konduktivitas listrik kawat tembaga sekarang ini bisa mencapai diatas 100% IACS. Untuk kawat Aluminium, konduktivitas listriknya biasa dibandingkan terhadap standar kawat tembaga. Menurut standar ASTM B 609 untuk kawat aluminium dari jenis EC grade atau seri AA 1350(*), konduktivitas listriknya berkisar antara 61.0 – 61.8% IACS, tergantung pada kondisi kekerasan atau temper. Sedangkan untuk kawat penghantar dari paduan aluminium seri AA 6201, menurut standar ASTM B 3988 persaratan konduktivitas listriknya tidak boleh kurang dari 52.5% IACS. Kawat penghantar 6201 ini biasanya digunakan untuk bahan kabel dari jenis All Aluminium Alloy Conductor (AAAC). Disamping persyaratan sifat listrik seperti konduktivitas listrik diatas, kriteria mutu lainnya 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. I.4 Sifat Bahan Konduktor Bahan penghantar memiliki sifat-sifat penting, yaitu: I.4.1 Daya Hantar Listrik Arus yang mengalir dalam suatu penghantar selalu mengalami hambatan dari penghantar itu sendiri. Besar hambatan tersebut tergantung dari bahannya. Besar hambatan tiap meternya dengan luas penampang 1mm2 pada temperatur200C dinamakan hambatan jenis. Besarnya hambatan jenis suatu bahan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan : 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 I.4.2 Koefisien Temperatur Hambatan 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
  • 5. temperatur suhu turun. Besarnya perubahan hambatan akibat perubahan suhu dapat diketahui dengan persamaan ; R = R0 { 1 + α (t – t0)}, dimana : R : besar hambatan setelah terjadinya perubahan suhu R0 : besar hambatan awal, sebelum terjadinya perubahan suhu. T : temperatur suhu akhir, dalam 0C t0 : temperatur suhu awal, dalam 0C α : koefisien temperatur tahanan I.4.3 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. I.4.4 Daya Tegangan Tarik 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. I.4.5 Timbulnya daya Elektro-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. Daya elektro-motoris termo dapat terjadi lebih tinggi, sehingga dalam pengaturan arus dan tegangan dapat menyimpang meskipun sangat kecil. Besarnya perbedaan tegangan yang dibangkitkan tergantung pada sifat-sifat kedua bahan yang digunakan dan sebanding dengan perbedaan temperaturnya. Daya elektro-motoris yang dibangkitkan oleh perbedaan temperatur disebut dengan daya elektro-motoris termo. B. ISOLATOR Biasanya disebut bahan penyekat. Penyekatan listrik terutama dimaksudkan agar arus listrik tidak dapat mengalir jika pada bahan penyekat tersebut diberi tegangan listrik. II.1 BENTUK-BENTUK PENYEKAT Seperti keadaan umum benda, maka penyekat penyekat memiliki bentuk-bentuk yang serupa yaitu padat, cair, dan gas. · PADAT Berbentuk padat dibedakan menurut kelompok-kelompoknya yaitu :
  • 6. Bahan tambang. a. Batu Pualam Kwalitas ditentukan oleh kepadatan dan penggosokannya. Semakin padat dan semakin licin semakin kurang daya penyerapan airnya. Karenasifatnya mudah pecah dan berat, maka sekarang kurang banyak dipakai. b. Asbes Asbes merupakan bahan berserat, tidak kuat, dan mudah putus. Bukan penyekat yang baik. Keistimewaannya adalah tidak dapat dibakar, jadi tahan panas tinggi. Banyak digunakan pada peralatan listrik rumah tangga seperti setrika listrik, kompor listrik, dan alat-alat pemanas lainnya. c. Mika Data teknisnya : Daya sekat listrik dan kekuatan mekanis sangat tinggi dan elastis pula. Daya tahan panas tinggi (tidak sampai ratusan derajat) dan penahan air yang baik. Sangat ringan, dan bening (transparan). Banyak digunakan pada peralatan listrik rumah tangga seperti setrika listrik, kompor listrik, dan alat-alat pemanas lainnya. d. Mikanit Mikanit adalah mika yang telah mendapat perubahan bentuk maupun susunan bahannya. Berbentuk agak padat. Biasa dipakai pada Komutator. e. Mikafolium Semacam mikanit dan sebagai bahan digunakan di atas lapisan kertas tipis. Mudah dibengkokkan dengan pemanas. Biasanya dipakai untuk membungkus kawat atau batang lilitan sebagai penyekat pada mesin listrik tegangan tinggi. f. Mikalek Digunakan gelas dan plastic sebagai bahan dasar. Bubuk mika merupakan bahan pengisi. Kekuatan mekanis tinggi dan sering dipakai pada penyearah arus logam (air raksa), peralatan radio dan tenaga listrik. Mikalek merupakan mika terbaik, sehingga dapat memenuhi persyaratan yang diperlukan sebagai penyekat. · BAHAN BERSERAT Sebenarnya bahan ini kurang baik karena sifat yang sangat menyerap air. Beberapa contohnya: a. Benang Sebenarnya tidak semata-mata digunakan sebagai penyekat, tetapi lebih condong digunakan sebagai pengisi kabel, terutama kabel tanah. b. Tekstil Dari benang ditenun menjadi pita dan kain dengan berbagai corak, ukuran, dan kwalitasnya. Bahan tekstil digunakan dalam bidang kelistrikan sebagai penyekat kawat lilitan mesin listrik,
  • 7. pengikat, dsb. Karena bersifat menyerap cairan, untuk perbaikan daya sekat dilapis atau dicelup ke dalam cairan lak penyekat. c. Kertas Ketas bahan penyekat dengan alkali memiliki harga yang mahal. Berwarna kuning atau coklat muda. Kekuatan kertas tergantung dari kadar airnya. Untuk mengatasinya kertas dilapisi lak penyekat. Biasa digunakan pada lilitan kawat, kumparan, penyekat kabel, dan kondensator kertas. Biasanya memiliki ketebalan tertentu. d. Prespan Dibanding dengan kertas, prespan lebih padat, jadi kurang menyerap air. e. Kayu Pada jaman dahulu sering digunakan untuk tiang listrik. Kayu dapat rusak karena factor biologi, supaya tahan lama kayu harus diawetkan lebih dulu. Kayu juga harus dimampatkan agar kadar airnya dapat berkurang. · GELAS DAN KERAMIK a. Gelas Merupakan penyekat yang baik untuk listrik, namun sangat rapuh. Biasanya dipakai dalam pembuatan bola lampu pijar. b. Keramik Keramik memiliki daya sekat yang tinggi. Biasanya dibuat menjadi porselin dan steatite. Steatit Bagian dari dalam saklar dan kotak tusuk. Biasanya juga pembuatan manik-manik untuk menyekat kawat penghubung yang dapat melentur dan letaknya berdekatan dengan alat pemanas listrik. Porselin Merupakan bahan yang penting dalam penyekatan karena memiliki kekukuhan mekanis yang sangat besar.Untuk pembuatan bagian isolasi alat-alat listrik yang harus menahan gaya tekan yang berat, bahan porselin baik sekali. Air tidak dapat menyerap karena adanya email pada permukaan. · PLASTIK Sifat baik dari bahan plastic antara lain : ringan, daya hantar panas rendah, tahan air, dan daya sekat tinggi. Untuk dipakai pada bahan yang lebih panas, plastic kurang baik. Ada 2 jenis plastic yaitu: a. Thermoplastik. Pada suhu 60 derajat sudah menjadi lunak. Pemanasan sampai mencair tidak merubah struktur kimiawi. b. Thermosetting plastic. Bahan ini telah mengalami proses pencairan dan telah dicetak dan mengalami perubahan struktur kimiawi sehingga tidak dapat lunak lagi walaupun dipanaskan.
  • 8. · KARET DAN EBONIT a. Karet Bersifat elastis dan berguna untuk menahan tumbukan. Digunakan sebagai penyekat hantaran listrik, penggunaan pipa karet untuk menyekat sepatu kabel, dan pembungkus kabel. b. Ebonit Dapat dibengkokan dalam air yang mendidih, dapat dikikir, dibor, dan dibubut. Tahan terhadap asam dan dipakai sebagai bak akumulator. Tidak dapat menyerap air. Tidak tahan panas. · BAHAN-BAHAN YANG DIPADATKAN a. Lilin dan Parafin Cepat mencair, mempunyai sifat tidak menyerap air dan hasilnya berlimpah, dijadikan salah satu bahan yang berguna untuk penyekat listrik walaupun titik leleh relative rendah. Biasa dipakai pada Kondensator atau pada bdang arus lemah. · Cair Cairan a. Air Air suling atau air murni dapat disebut sebagai bahan penyekat walaupun masi dapat mengantar arus listrik dalam jumlah yang sangat kecil. b. Minyak Transformator Diperlukan sebagai pendingin pada transformator yang di akibatkan lilitan kawat. Tanpa pendinginan akan merusak penyekat inti, lilitan dan pada bagian tertentu. Minyak transformator harus memenuhi eprsyaratan kelayakan penggunaan. c. Minyak kabel Umumnya dibuat pekat dan untuk menambah pekat dapat dicampur dengan dammar. Digunakan untuk memadatkan penyekat kertas pada kabel tenaga, kabel tanah, terutama kabel tegangan tinggi. · GAS a. Nitrogen Digunakan sebagai pengontrol saluran kabel pengisi/distribusi untuk mengetahui masih baik tidaknya penyekat kabel yang dipakai. Terutama pada kabel tanah yang sering terjadi karat, goresan dan retak pada timah hitam, b. Hidrogen Hidrogen digunakan sebagai pendingin turbogenerator dan kondensor sinkron. Walaupun sebagai pendingin juga merupakan penyekat panas dan listrik. · Carbon Dioksida Digunakan dalam turbogenerator. Memiliki sifat mematikan api. Sebagai pengaman untuk pencampuran hydrogen dan udara yang dapat mengakibatkan ledakan.
  • 9. III. KABEL III.1 Beberapa Jenis - Jenis Kabel · Kabel NYA Kabel NYA berinti tunggal, berlapis bahan isolasi PVC, untuk instalasi luar/kabel udara. Kode warna isolasi ada warna merah, kuning, biru dan hitam. Kabel tipe ini umum dipergunakan di perumahan karena harganya yang relatif murah. Lapisan isolasinya hanya 1 lapis sehingga mudah cacat, tidak tahan air (NYA adalah tipe kabel udara) dan mudah digigit tikus. Agar aman memakai kabel tipe ini, kabel harus dipasang dalam pipa/conduit jenis PVC atau saluran tertutup. Sehingga tidak mudah menjadi sasaran gigitan tikus, dan apabila ada isolasi yang terkelupas tidak tersentuh langsung oleh orang. · Kabel NYM Kabel NYM memiliki lapisan isolasi PVC (biasanya warna putih atau abu-abu), ada yang berinti 2, 3 atau 4. Kabel NYM memiliki lapisan isolasi dua lapis, sehingga tingkat keamanannya lebih baik dari kabel NYA (harganya lebih mahal dari NYA). Kabel ini dapat dipergunakan dilingkungan yang kering dan basah, namun tidak boleh ditanam. · Kabel NYAF Kabel NYAF merupakan jenis kabel fleksibel dengan penghantar tembaga serabut berisolasi PVC. Digunakan untuk instalasi panel-panel yang memerlukan fleksibelitas yang tinggi. · Kabel NYY Kabel NYY memiliki lapisan isolasi PVC (biasanya warna hitam), ada yang berinti 2, 3 atau 4. Kabel NYY dipergunakan untuk instalasi tertanam (kabel tanah), dan memiliki lapisan isolasi yang lebih kuat dari kabel NYM (harganya lebih mahal dari NYM). Kabel NYY memiliki isolasi yang terbuat dari bahan yang tidak disukai tikus. · Kabbel NYFGbY Kabel NYFGbY ini digunakan untuk instalasi bawah tanah, di dalam ruangan di dalam saluran- saluran dan pada tempat-tempat yang terbuka dimana perlindungan terhadap gangguan mekanis dibutuhkan, atau untuk tekanan rentangan yang tinggi selama dipasang dan dioperasikan. · Kabel ACSR Kabel ACSR merupakan kawat penghantar yang terdiri dari aluminium berinti kawat baja.Kabel ini digunakan untuk saluran-saluran transmisi tegangan tinggi, dimana jarak antara menara/tiang berjauhan, mencapai ratusan meter, maka dibutuhkan kuat tarik yang lebih tinggi, untuk itu digunakan kawat penghantar ACSR. · Kabel AAAC Kabel ini terbuat dari aluminium-magnesium-silicon campuran logam, keterhantaran elektris tinggi yang berisi magnesium silicide, untuk memberi sifat yang lebih baik. Kabel ini biasanya
  • 10. dibuat dari paduan aluminium 6201. AAAC mempunyai suatu anti karat dan kekuatan yang baik, sehingga daya hantarnya lebih baik. · Kabel ACAR Kabel ACAR yaitu kawat penghantar aluminium yang diperkuat dengan logam campuran, sehingga kabel ini lebih kuat daripada kabel ACSR. · Kabel BC Kabel ini dipilin/stranded, disatukan. Ukuran / tegangan mak = 6 – 500 mm2 / 500 V Pemakaian = saluran diatas tanah dan penghantar pentanahan
  • 11. TUGAS FISIKA DASAR KONDUKTOR DAN ISOLATOR DISUSUN OLEH : KELOMPOK : 3 NAMA : 1. PUTU SUARJANA 2. FITRIANI SEKOLAH TINGGI PERTANIAN WUNA ( STIP WUNA ) 2013

×