Dokumen tersebut membahas sifat listrik bahan, meliputi jenis bahan dan ikatan atomnya, sifat konduksi listriknya, data tahanan dan kekuatan dielektrik beberapa bahan, serta sifat isolator dan semikonduktor. Peserta dikelas dibagi menjadi kelompok untuk mengumpulkan informasi tentang konduktor, isolator, atau semikonduktor tertentu dan membuat makalah ringkas mengenai produk tersebut.

1. Bahan Listrik
Sifat Listrik Bahan

2. Sifat Listrik Bahan
Jenis Bahan / Material:
1.Murni unsur
- logam [Fe, Hg]
- nonlogam [C (grafit, intan), Si, S]
2.Senyawa
- oksida / keramik [tanah liat, SiO2]
- polimer [kayu, karet, plastik]
3. Sifat bahan di atas : padat atau cair.
4.Sifat bahan lainnya : cair atau gas.

3. Sifat Listrik Bahan
Jenis ikatan-kuat antar atom :
1. Ikatan logam :
elektron terluar dilepas oleh atom, lalu ‘dimiliki
bersama’,berupa ‘gas’ elektron yang bergerak
bebas, mengikat semua ion +.
2. Ikatan kovalen :
1 elektron ’dimiliki bersama’ oleh 2 atom,
elektron hanya bergerak di sekitar 2 atom itu,
mengikat 2 atom itu.
3. Ikatan ionik :
1 atau beberapa elektron pindah ke atom lain,
terjadi ion + dan – yang lalu saling menarik.

4. Sifat Listrik Bahan
Sifat listrik bahan :
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.

5. Sifat Listrik Bahan
Data tahanan-jenis beberapa bahan :
Perak (Ag) 16 nΩm
Tembaga (Cu) 17 nΩm
Kuningan (Cu + ~30% Zn) 70 nΩm
Nichrom (Ni + Cr) 1µΩm
Grafit (C; semikond.) 35µΩm
Silikon (Si) 2 kΩm
Karet (C-isolator) ~1 MΩm
Kaca (SiO2) ~1 TΩm
Teflon (PTFE) ~100 TΩm

6. Sifat Listrik Bahan
Data kekuatan dielektrik beberapa bahan :
Udara (N2, O2) 3 MV/m
Lilin (C, H) 10 MV/m
Kaca (SiO2) 14 MV/m
Kertas 16 MV/m
Polistirena (styrofoam) 24 MV/m
Teflon 60 MV/m
Jika tubuh manusia menjadi konduktor, dan dialiri > 1 mA,
jantungnya dapat kacau denyutnya, di samping terjadi
konversi energi listrik menjadi energi termal.

7. Sifat Listrik Bahan
Isolator dapat menjadi semikonduktor :
1. Jika atom agak mudah melepas elektron
(misalnya oleh naiknya suhu), atau hadir atom
asing yang agak mudah dapat menangkap
elektron.
2. Bahan itu lalu disebut “semikonduktor” yang
‘intrinsik’, atau ekstrinsik n (jika ada pelepasan
elektron), ekstrinsik p (jika ada penangkapan
elektron, dan pergeseran elektron lain
mengesankan ada muatan positif, ‘lubang’
bergerak)

8. Sifat Listrik Bahan
Isolator listrik :
1. Atomnya dapat terpolarisasi oleh medan listrik dari luar;
“terjadi muatan (ter)induksi”; disebut “bahan dielektrik”.
2. Atom-atomnya dapat membentuk gugus terpolarisasi
permanen :
- jika orientasi dipol listriknya acak, bahannya
“para-elektrik”; dapat agak diorientasikan oleh medan
listrik luar.
- jika orientasi dipol listrik antar-tetangga saling
menyejajarkan, bahannya “fero-elektrik”; orientasinya
amat mengurangi pengaruh medan listrik luar dalam
bahan.

9. Sifat Listrik Bahan
Konstanta dielektrik/permitivitas relatif
beberapa bahan isolator
Vakum 1
Udara 1,00054
Lilin, teflon ~2
Polistirena 2,5
Kertas 3,7
Kaca biasa ~4
Kaca pireks 4–6

10. Sifat Listrik Bahan
Sifat bahan fero-elektrik
1. Bersifat juga “piezo-elektrik” :
- jika diberi medan listrik, terorientasi sambil
mengkerut / mengembang (“elektro-striksi”,
“electrostriction”);
- jika ditekan, terjadi beda potensial listrik
padanya.
2. Manfaat : untuk mikrofon, sonar, pengukur
regangan & tekanan darah, akselerometer,
peng-emulsi & peng-homogen susu & cat.
3. Jika dipanaskan ke atas “suhu Curie”nya,
menjadi para-elektrik.

11. Sifat Listrik Bahan
Tugas Kelompok

12. Tugas Kelompok
1.Buatlah Kelompok yang terdiri dari maks.3 orang
2.Setiap kelompok mengumpulkan informasi
tentang salah satu produk :
- konduktor (TR, TM, TT, telekomunikasi)
- isolator (TR, TM, TT, padat, cair atau gas)
- semikonduktor (dioda, transistor, thyristor)
(pembagian kelompok ditentukan oleh ketua kelas,
misal ada 20 kelompok, maka konduktor 7
kelompok, isolator 7 kelompok dan
semikonduktor 6 kelompok)

13. Tugas Kelompok
3.Jenis produk yang dipilih kemudian ditulis
dalam makalah 3-4 lembar, berisi :
- komposisi materialnya (unsur penyusun,
konstruksi fisik)
- prinsip kerja (jika ada)
- sifat listriknya (tegangan, arus, isolasi, dsb)
- penggunaannya (dimana digunakan, kelebihan,
kekurangan)
- informasi lain yang dirasa perlu

14. Tugas Kelompok
4.Dikumpulkan minggu depan
5.Tugas yang dikumpulkan akan dilakukan tanya
jawab di kelas (sebagai nilai quiz 1)