Dokumen tersebut membahas tentang bahan-bahan penghantar listrik yang umum digunakan dalam teknik elektro, meliputi logam-logam seperti tembaga, aluminium, dan baja. Dokumen juga menjelaskan sifat fisika penting bagi bahan penghantar seperti konduktivitas, kekuatan mekanik, koefisien ekspansi termal, dan konduktivitas panas. Selain itu, dibahas pula bahan-bahan penghantar non-log

1. Engineering
Materials

4. Functional
Classification of
materials
Notice that metals,
plastics, and
ceramics occur in
different categories.
A limited number of
examples in each
category is provided
11

5. Material Science and
Engineering

6. 1. PHYSICAL PROPERTIES
• Kekerasan (hardness)
• Kekuatan tarik (tensile
strength)
• Kekuatan Kompresi
(Compressive strength)
• Kekuatan Geser(shear
strength)
• Kekakuan (stiffness)
• Kekerasan (toughness)
• Lunak (malleability)
• Korosif (corrosive)
• Penampilan (appearence)
• Berat (weight)
• Konduktivitas
Choosing the Best Material -
–
2. THE COST?
• The materials
• The extras (fittings etc)
C
H
O
O
S
I
N
G
3. FORMING
• Cutting out
• Moulding (pencetakan)
• Casting (pengecoran)
• Joining (penggabungan)
4
.
AVAILABILITY
Easy to find and
condition?

7. Eelectrical Engineering
Materials
Electrical materials can be grouped
• 1. Conductor (conductor)
• 2. Insulating Material (insulator/insulator)
• 3. Semi-conductor (semi-conductor)
• 4. Magnetic Material.
• 5. Super Conductor Material.
• 6. Nuclear Material.
• 7. Special Materials (materials for making
contacts, fuses, etc.)

8. 1. Conductor
• conduct electricity easily
• the electrical conductivity (konduktivitas) is large
• small electrical resistance (hambatan)
• Conductors are materials that have many free
electrons in the outer shell of the orbit.
• These free electrons will greatly affect the
properties of the material.
• If an electrical material has many free electrons in
electron orbits, this material has properties as a
conductor of electricity

9. Materials commonly used as conductors
are :
1. Common metals, such as: copper, aluminum, iron,
and so on.
2. Alloy metal (campuran), which is a metal made of
copper or aluminum which is mixed in a certain
amount from another type of metal, which is used to
increase its mechanical strength.
3. Composite metal (paduan), namely two or more types
of metal combined by compression (penekanan),
smelting (peleburan) or welding (las).

10. The most widely used conductor material
is copper, because copper is the best conductor
after silver.
Recently, aluminum and steel have been widely
used as conductors, although their specific
resistance is rather large, this is due to abundant
considerations and the price becomes cheaper.

11. • In selecting the type of electrical material, the
properties that must be considered include
electrical properties, mechanical properties,
physical properties, and chemical properties
• Mechanical properties of materials need to be
done to obtain material specification
information

12. Properties of conductors
The materials used for conductors must meet the
following requirements:
1. The conductivity is quite good.
2. Its mechanical strength (tensile strength) is quite
high.
3. The coefficient of expansion is small.
4. High heat conductivity
5. The elastic modulus (modulus of elasticity) is
quite large.

13. 1. Conductivity
• Current flowing in a conductor always experiences resistance from
the conductor itself.
• The amount of resistance depends on the material.
• The resistance per meter with a cross-sectional area of 1mm2 at a
temperature of 20C is called the specific resistance.
• The amount of resistivity of a material can be calculated using the
equation:
R= ρ l/A
where:
R : Resistance of the conductor, in ohm (Ω)
ρ : resistivity of material type, in unit ohm.mm2/m or ohm.m
l : length of conductor, in meter ( m)
A : cross-sectional area of the conducting wire, unit mm2 or m2
• Metals or materials that are good conductors of electricity have an
electrical conductivity of the order of 107 (ohm.meter) -1

14. 2. Its mechanical strength (tensile strength)
is quite high.
• This mechanical property is very important,
especially for aerial application .
• Therefore, the material used for this purpose
must be known for its strength. Especially
concerning use in high voltage distribution

15. 3. The coefficient of expansion is small.
• In a material will experience a change in volume when there is a
change in temperature. Materials will expand when the
temperature rises and shrink when the temperature drops. The
magnitude of the change in resistance due to temperature changes
can be determined by the equation:
R = R0 { 1 + α (t – t0)},
where :
• R : the resistance after the temperature change
• R0 : the initial resistance before the temperature change occurs.
• T : final temperature, in OC
• t0 : initial temperature, in OC
• α : resistance temperature coefficient

16. 4. High heat conductivity
• The thermal conductivity shows the amount
of heat that passes through the layer of
material per unit time. Calculated in units of
Kcal/hour 0C. Especially taken into account in
the use of electric machines and their
equipment. In general, metals have high
thermal conductivity.

17. Macam-Macam Bahan Penghantar
• Aluminium
Aluminium murni mempunyai massa jenis 2,7 g/cm3, titik
leleh 658 0C dan tidak korosif. Daya hantar aluminium
sebesar 35 m/ohm.mm2 atau kira-kira 61, 4 % daya hantar
tembaga. Aluminium murni dibentuik karena lunak,
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 : ACSR
(Aluminium Conductor Steel Reinforced), ACAR
(Aluminium Conductor Alloy Reinforced).

18. • Konstruksi penghantar dari aluminium dan
baja dapat dilihat seperti gambar berikut :

19. Tembaga
Tembaga mempunyai daya hantar listrik yang tinggi yaitu 57 m /
ohm.mm2 pada suhu 200C. Koefisien suhu tembaga 0,004 per 0C.
Pemakaian tembaga pada teknik listrik yang terpenting adalah
sebagai penghantar, misalnya : kawat berisolasi (NYA, NYAF), kabel
(NYM, NYY, NYFGbY), busbar, lamel mesin dc, cincin seret
pada mesin ac, dan lain-lain. Tembaga mempunyai ketahanan
terhadap korosi, oksidasi. Massa jenis tembaga murni pada suhu
200 C adalah 8,96 g/cm3 , titik beku 1083 0C. Kekuatan tarik
tembaga tidak tinggi berkisar antara 20 hingga 40 kg/mm2 ,
kekuatan tarik batang tembaga akan naik setelah batang tembaga
diperkecil penampangnya untuk dijadikan kawat berisolasi atau
kabel.

20. 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 %), dan
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

21. Keuntungan dari penghantar dengan
menggunakan bimetal, antara lain :
a. Pada arus bolak balik ada kecenderungan arus
melalui bagian luar konduktor (efek kulit)
b. Dengan melapisi baja menggunakan tembaga,
maka baja sebagai penguat penghantar
terhindar dari korosi.
Pemakaian penghantar bimetal selain untuk
kawat penghantar adalah untuk busbar,
pisau hubung, dan lain-lain.

22. Wolfram
Logam ini berwarna abu-abu keputih-putihan,
mempunyai massa jenis 20 g/cm3, titik leleh
3410o C, titik didih 5900 o C, tahanan jenis
0,055Wolfram diperoleh dari tambang yang
pemisahannya dengan menggunakan magnetik
atau proses kimia. Dengan reaksi reduksi asam
wolfram (H2WO4 ) dengan suhu 700 C diperoleh
bubuk wolfram. Bubuk wolfram kemudian
dibentuk menjadi batangan dengan suatu proses
yang disebut metalurgi bubuk yang menggunakan
tekanan dan suhu tinggi (2000 atm, 1600 o C)
tanpa terjadi oksidasi

23. Molibdenum
Sifat logam ini mirip dengan wolfram, begitu pula cara
mendapatkannya. Molibdenum mempunyai massa
jenis 10,2 g/cm3, titik leleh 2620o C, titik didih 3700o C,
resistivitasnya 0,048 Ohm .mm /m, koefisien suhu
0,0047 per o C. Penggunaan Molibdenum, antara lain :
tabung sinar X, tabung hampa udara, karena
molibdenum dapat membentuk lapisan yang kuat
dengan gelas. Sebagai campuran logam yang digunakan
untuk keperluan yang keras, tahan korosi, dan bagian-
bagian yang digunakan pada suhu tinggi.

24. Platina
Platina merupakan logam yang berat, berwarna putih
keabu-abuan, tidak korosif, sulit terjadi peleburan
dan tahan terhadap sebagian besar bahan kimia.
Massa jenisnya 21,4 g/cm 3, titik leleh 1775 o C, titik
didih 4530o C,, resistivitasnya 0,1 Ohm.mm 2/m,
koefisien suhu 0,00307 per o C. Platina dapat dibentuk
menjadi filamen yang tipis dan batang yang tipis-tipis.
Penggunaan platina pada teknik listrik antara lain untuk
elemen pemanas pada laboratorium tentang oven
atau tungku pembakar yang memerlukan suhu tinggi
yaitu di atas 1300 C

25. Air Raksa
Air raksa adalah satu-satunya logam berbentuk
cair pada suhu kamar. Resistivitasnya 0,95
Ohm .mm 2/m, koefisien suhu 0,00027 per o C.
Pada pemanasan di udara air raksa sangat
mudah terjadi oksidasi. Air raksa dan
campurannya khusus uap air raksa adalah
beracun. Penggunaan air raksa antara lain : gas
pengisi tabung elektronik, penghubung pada
sakelar air raksa, cairan pada pompa diffusi,
elektroda pada instrumen untuk mengukur
sifat elektris bahan dielektrik padat.

26. Tabel konstanta bahan penghantar