MAKALAHMATERIAL LISTRIK

BAHAN KONDUKTORDISUSUN OLEH

NAMA : IKBALNIM : 1424040001PRODI : PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR

2014

KATA PENGANTAR

Dengan menyebut nama Allah SWT yang Maha Pengasih lagi Maha Panyayang, kami panjatkan puja dan puji syukur atas kehadirat-Nya, yang telah melimpahkan rahmat, hidayah, dan inayah-Nya kepada saya, sehingga saya dapat menyelesaikan makalah material listrik tentang konduktorAdapun makalah material listrik ini tentang konduktor.telah saya usahakan semaksimal mungkin dan tentunya dengan bantuan berbagai pihak, sehingga dapat memperlancar pembuatan makalah ini. Untuk itu saya tidak lupa menyampaikan bayak terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu saya dalam pembuatan makalah ini.

Semoga makalah sederhana ini dapat dipahami bagi siapapun yang membacanya.Sebelumnya saya memohon kritik dan saran yang membangun demi perbaikan di masa depan. saya juga menyadari sepenuhnya bahwa di dalam tugas ini terdapat kekurangan-kekurangan dan jauh dari apa yang saya harapkan. Untuk itu,saya berharap adanya kritik, saran dan usulan demi perbaikan di masa yang akan datang, mengingat tidak ada sesuatu yang sempurna tanpa saran yang membangun.

Makassar,16 Oktober 2014

penulis,

DAFTAR ISI

Kata pengantar

Daftar isi

Bab I PENDAHULUAN

A. Latar belakang

Bab II PEMBAHASAN

A. Pengertian Bahan Penghantar ( Konduktor )

B. Persyarantan bahan-bahan yang digunakan konduktor

C. Klasifisikasi konduktor menurut konstuksi

D. Karakteristik konduktor

E. Kriteria Bahan Konduktor

F. Sifat-Sifat Bahan Konduktor

G. Macam-macam Bahan Konduktor

Bab III PENUTUP

a. kesimpulan

BAB IPENDAHULUAN

A. Latar belakangBahan listrik dalam sistem tanaga listrik merupakan salah satu elemen penting yang

akan menentukan kualitas penyaluran energi listrik itu sendiri . Bahan listrik yang sangat populer selama ini meliputi konduktor, semikonduktor, dan isolator . Satu lagi yang dikenal dengan super konduktor , namun masih dalam penelitian intensif para ahli . Ketiga bahan tadi secar integratif dalam sistem kelistrikan dimanfaatkan secara optimal. Seperti konduktor adalah salah satu material paling besar yang dipakai dalam penyaluran tenaga listrik baik alumunium maupun tembaga atau campuran dengan bahan lain.

Fungsi penghantar pada teknik listrik adalah untuk menyalurkan energi listrik dari satu ke titik lain. Penghantar yang lazim digunakan antara lain : aluminium, tembaga. Namun demikian, pada bab ini disampaikan pula beberapa bahan yang masih ada relevansinya. Sifat dan karakteristik bahan penghantar yang dibahas lebih bersifat umum tidak mengarah lebih spesifik pada ilmu bahan. Hal ini disesuaikan dengan aplikasi dilapangan yang lebih mengarah pada pada kenaikan temperatur dan sifat jenis bahan tersebut. Sebagian penghantar dibawah ini yang akan dibahas :         a. Aluminiumb. Tembagac. Bajad. Wolfram

Suatu bahan dapat berbentuk padat , cair atau gas. Wujud bahan tertentu juga bisa berubah karena pengaruh suhu. Selain pengelompokkan besdasarkan wujud tersebut dalam teknik listik bahan-bahan juga dapat dikelompokkan sebagai berikut : 1.      Bahan penghantar ( Kondukor )2.      Bahan penyekat ( Isolator )3.      Bahan setengah penghantar ( Semi konduktor )4.      Bahan magnetis 5.      Bahan Super konduktor 6.      Bahan nuklir 7.      Bahan khusus ( bahan untuk pembuat kontak-kontak , untuk sekering, dsb )

Penghantar dalam teknik adalah zat yang dapat menghantarkan arus listrik , baik berupa zat padat , cair atau gas. Karena sifatnya yang konduktif maka di sebut konduktor . Konduktor yang baik adalah yang memiliki tahanan jenis yang kecil. Pada umumnya logam bersifat konduktif. Emas , perak , tembaga , alumunium , zink, besi berturut-turut memiliki tahanan jenis semakin besar . jadi sebagai penghantar emas adalah sangat baik , tetapi sangat mahal harganya , maka secara ekonomis tembaga dan alumunium paling banyak digunakan . 

BAB IIPEMBAHASAN

A.    Pengertian Bahan Penghantar ( Konduktor )Bahan konduktor merupakan penghantar listrik yang baik. Penghantar dalam teknik

elektronika adalah zat yang dapat menghantarkan arus listrik, baik berupa zat padat, cair atau gas. Karena sifatnya yang konduktif maka disebut konduktor. Konduktor yang baik adalah yang memiliki tahanan jenis yang kecil. Pada umumnya logam bersifat konduktif. Emas, perak, tembaga, alumunium, zink, besi berturut-turut memiliki tahanan jenis semakin besar. Jadi sebagai penghantar emas adalah sangat baik, tetapi karena sangat mahal harganya, maka secara ekonomis tembaga dan alumunium paling banyak digunakan.Bahan ini mempunyai daya hantar listrik (Electrical Conductivity) yang besar dan tahanan listrik (Electrical Resistance) kecil. Bahan penghantar listrik berfungsi untuk mengalirkan arus listrik. Perhatikan fungsi kabel, kumparan/lilitan pada alat listrik yang anda jumpai. Juga pada saluran transmisi/distribusi. Dalam teknik listrik, bahan penghantar yang sering dijumpai adalah tembaga dan alumunium.

B.     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).

C.    Klasifisikasi konduktor menurut konstuksinya :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). 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.

 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 NYYc. Kabel NYCYd. Kabel NYFGBY

D.    Karakteristik konduktor Ada 2 (dua) jenis karakteristik konduktor , yaitu :1.     Karakteristik mekanik, yang menunjukkan keadaan fisik dari konduktor yang menyatakan

kekuatan tarik dari pada konduktor (dari SPLN 41-8:1981, untuk konduktor 70 mm2 berselubung AAAC-S pada suhu sekitar 30° C, maka kemampuan maksimal dari 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).

Konduktivitas listrikSifat daya hantar listrik material dinyatakan dengan konduktivitas, yaitu kebalikan dari

resistivitas atau tahanan jenis penghantar, dimana tahanan jenis penghantar tersebut didefinisikan sebagai:

R . A? = ———-ldimana;A : luas penampang (m2)l : Panjang penghantar (m) 1? : tahanan jenis penghantar (ohm.m) a = -------R : tahanan penghantar (ohm) ?? : konduktivitasMenyatakan 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 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 meterPerak ( Ag ) ………………………. 6,8 x 107Tembaga ( Cu ) …………………... 6,0 x 107Emas ( Au ) …………………….. .. 4,3 x 107Alumunium ( Ac ) ………………. . 3,8 x 107Kuningan ( 70% Cu – 30% Zn )… ..1,6 x 107Besi ( Fe ) ………………………… 1,0 x 107Baja karbon ( Ffe – C ) …………. ...0,6 x 107Baja tahan karat ( Ffe – Cr ) …… …0,2 x 107

Tabel 1. Konduktivitas Listrik Berbagai Logam dan Paduannya Pada Suhu Kamar.

 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, 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.

E.     Kriteria Bahan Konduktor

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, 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 bendingd. diameter dan variasi yang diijinkan. e. kondisi permukaan kawat harus bebas dari cacat, dan lain-lain.

F.     Sifat-Sifat Bahan Konduktor :Yang termasuk bahan-bahan penghantar (konduktor) adalah bahan yang memiliki banyak elektron bebas pada kulit terluar orbit. Elektron bebasini 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. Bahan penghantar memiliki sifat-sifat penting, yaitu : Daya Hantar Listrik Arus yang mengalir dalam suatu penghantar selalu mengalami hambatan dari penghantar itu sendiri.Bahan-bahan listrik mempunyai sifat-sifat penting ,seperti : a.       Daya hantar listrikb.      Koefisian suhu tahanan c.       Daya hantar panas d.      Kekuatan tegangan tarik , dan e.       Timbulnya daya eletro-motoris termo

a)      Daya Hantar ListrikArus 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/Adimana :R : Hambatan dalam penghantar, satuanya ohm (Ω)ρ : hambatan jenis bahan, dalam satuan ohm.mm2/ml : panjang penghantar, satuannya meter (m)A : luas penampang kawat penghantar, satuanya mm2

b)     Koefisien Temperatur HambatanTelah 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. Besarnya perubahan hambatan akibat perubahan suhu dapat diketahui dengan persamaan ;

R = R0 { 1 + α (t – t0)}, dimana :R : besar hambatan setelah terjadinya perubahan suhuR0 : besar hambatan awal, sebelum terjadinya perubahan suhuT : temperatur suhu akhir, dalam 0Ct0 : temperatur suhu awal, dalam 0Cα : koefisien temperatur tahanannilai tahanan jenis , berat jenis dan titik cair dari bermacam-macam bahan dapat dilihat pada tabel 6.1

Nama bahan Tahanan Jenis Berat Jenis Titik Cair

Perak

Tembaga

Cobalt

Emas

Alumunium

Molibdin

Wolfram

Seng

Kuningan

Nikel

Platina

Nikeline

Timah putih

Baja

0,016

0,0175

0,022

0,022

0,03

0,05

0,05

0,06

0,07

0,079

0,1

0,12

0,12

0,13

10,5

8,9

8,42

19,3

2,56

10,2

19,1

7,1

8,7

8,9

21,5

-

7,3

7,8

960

1083

1480

1063

660

2620

3400

420

1000

1455

1774

-

232

1535

Vanadium

Bismuth

Mangan

Timbel

Duralumunium

Manganin

Konstanta

Air raksa

0,13

0,2

0,21

0,22

0,48

0,48

0,5

0,958

5,5

9,85

7,4

11,35

2,8

-

8,9

13,56

1720

271

1260

330

-

-

-

-38,9

Bahan penghantar yang paling banyak dipakai adalah tembaga , karena tenbaga merupakan bahan penghantar yang paling baik setelah perak dan harganya pun murah karena banyak terdapat dimana-mana . Akhir-akhir ini banyak digunakan alumunium dan baja sebagai penghantar walaupun tahanan jenisnya cukup besar , hal ini dengan pertimbangan sangat berlimpah dan harganya menjadi lebih murah .

c) Daya Hantar PanasDaya 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.

d) Daya Tegangan TarikSifat 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 .

e) 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.

G.    Macam-macam Bahan Konduktor Fungsi penghantar pada teknik lisrik adalah untuk menyalurkan energi listrik 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. Emasb. Alumuniumc. Tembagad. Baja e. Wolframf. Molibdenumg. Platinah. Air raksai. Bahan-bahan resistivitas tinggij. Timah hitamk. Kuninganl. Perunggu

a. Emas Konsentrasi elektron bebas dalam logam emas 5,90 × 1022 cm-3. Emas sangat konduktif untuk listrik, dan telah digunakan untuk jaringan kabel listrik di beberapa aplikasi energi tinggi (hanya perak dan tembaga lebih konduktif per volume, tapi emas memiliki keuntungan ketahanan korosi). Sebagai contoh, kabel listrik emas digunakan selama beberapa percobaan atom Proyek Manhattan, namun untuk arus tinggi kawat perak telah digunakan pada magnet calutron isotop pemisah dalam proyek tersebut.

Meskipun emas bereaksi kimia oleh klorin bebas, konduktivitas yang baik dan ketahanan umum terhadap oksidasi dan korosi pada lingkungan lain (termasuk tahan terhadap asam non-diklorinasi) telah menyebabkan industri digunakan secara luas di era elektronik sebagai lapisan

lapisan tipis konektor elektris dari segala jenis, sehingga memastikan koneksi yang baik. Sebagai contoh, emas yang digunakan dalam konektor kabel elektronik lebih mahal, seperti audio, video dan kabel USB. Keuntungan menggunakan emas lebih dari konektor logam lain seperti timah dalam aplikasi ini sangat diperdebatkan. konektor Emas sering dikritik oleh para pakar audio-visual sebagai tidak perlu bagi kebanyakan konsumen dan dilihat sebagai hanya sebuah taktik pemasaran. Namun, penggunaan emas dalam aplikasi lain dalam kontak geser elektronik di atmosfer sangat lembab atau korosif, dan digunakan untuk kontak dengan biaya kegagalan yang sangat tinggi (komputer, peralatan komunikasi, pesawat ruang angkasa, mesin pesawat jet) masih sangat umum.

Selain kontak sliding listrik, emas juga digunakan dalam kontak listrik karena ketahanan terhadap korosi, daktilitas listrik, konduktivitas dan kurangnya toksisitas. Switch kontak. Umumnya mengalami korosi tegangan lebih intens daripada yang kontak sliding kawat emas yang lembut digunakan untuk menghubungkan perangkat semikonduktor melewati kotak pembungkus chip dengan proses yang dikenal sebagai bonding kawat.

b. Alumunium Alumunium murni mempunyai massa jenis 2,7 g/cm3 , titik leleh 658 0C dan tidak korosif

.Daya hantar alumunium sebesar 35 m/ohm.mm2 atau kira- kira 61,4 % daya hantar tembaga .alumunium mempunyai bentuk yang lunak , kekuatan tariknya hanya 9 km/mm2. Untuk itu jika alumunium digunakan sebagai penghantar yang dimensinya cukup besar, selalu diperkuat dengan baja atau paduan Alumunium. Penggunaan yang demikian misalnya pada : ACSR (Aluminium Conductor Steel Reinforced), ACAR (Aluminium Conductor Alloy Reinforced). Konstruksi penghantarpenghantar dari aluminium seperti terlihat pada Gambar dibawah ini.Penggunaan alumunium yang lain adalah untuk bustar , dan karena alasan tertentu misalnya ekonomi, maka dibuat penghantar alumu nium yang berisolasi , seperti : ACSR – OW . Menurut ASA (american Standart Association ), paduan alumunium diberi tanda seperti pada tabel berikut:

Tabel 6.1 penandaan Paduan Alumunium

Nama Bahan Penaan daan

Alumunium (kemurnian minimum 99%)

Paduan yang mayoritas terdiri dari :TembagaMangan

1xxx

2xxx3xxx4xxx

SilikonMagnesiumMagnesium dan silikonSengLain-lainSeri-seri yang tidak digunakan

5xxx6xxx7xxx8xxx9xxx

c. Tembaga

Tembaga mempunyai daya hantar listrik yang tinggi yaitu 57 /m pada suhu  C. Koeffisien suhu tembaga 0,004   C. Kurva resistivitas tembaga terhadap suhu adalah tidak linier seperti ditunjukkan pada Gambar dibawah ini.

Gambar  Kurva resistivitas tembaga

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. Tembaga mempunyai ketahanan terhadap korosi, oksidasi. Massa jenis tembaga murni pada   C adalah 8,96 g/ , titik beku    C. Kekuatan tarik lembaga tidak tinggi yaitu berkisar antara 20 hingga 40 kg/  , kekuatan tarik batang tembaga akan naik setelah batang tembaga diperkecil penampangnya untuk dijadikan kawat berisolasi atau kabel.

Cara memperkecil penampang batang tembaga menjad i kawat dengan menggunakan penarik tembaga seperti ditunjukkan pada Gambar dibawah ini. Untuk memperkecil penampang tembaga digunakan batu tarik (die) yang besarnya beragam, makin ke ujung adalah makin kecil penampang rautannya. Makin kecil penampang kawat diperlukan, makin banyak tahapan batu tarik yang digunakan. Bahan batu tarik untuk pembuatan kawat yang cukup besar diameternya kecil adalah intan. Selama penarikan akan terjadi penambahan panjang. Untuk itu roda tarik yang dipasang dibelakang batu tarik putarannya atau diameternya dibuat lebih besar.

         Gambar  Penarikan batang tembaga menjadi kawat

Sesudah diadakan penarikan terhadap batang tembaga menjadi kawat, tembaga akan lebih lenting. Keadaan ini kurang baik digunakan sebagai kawat berisolasi atau kabel. Agar tembaga menjadi lunak kembali, perlu diadakan pemanasan. Namun harus diusahakan hendaknya selama proses pemanasan tersebut tidak terjadi oksidasi. Setelah proses pemanasan selesai, maka proses pembuatan kawat berisolasi atau kabel dapat dimulai.

Pemberian isolasi pada kawat berisolasi seperti ditunjukkan pada gambar Pemberian isolasi untuk kawat. Kawat dari gulungan A ditarik melalui alat ekstrusi B detailnya dapat dilihat pada Gambar Penarikan batang tembaga menjadi kawat pada alat ini pvc diberikan dengan pengarah C. Selanjutnya pvc yang keluar dari C didinginkan pada bak pendingin D. Keluar dari D, kawat yang sudah terisolasi diuji dengan pengujian cetusan (spark testing) E, ditarik dengan penarik F dan selanjutnya digulung dengan penggulung G.

Gambar  Pemberian isolasi untuk kawat.

d. BajaBaja merupakan logam yang terbuat dari besi dengan campuran karbon. Berdasarkan campuran karbonnya, baja dikategorikan menjadi tiga macam, yaitu : baja dengan kadar karbon rendah ( 0 – 25 %), baja dengan kadar karbon menengah (0,25 –0,55 %), dan baja dengan kadar karbon tinggi ( di atas 0,55 %). Meskipun konduktivitas baja rendah yaitu : 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. Berdasarkan pertimbangan di atas, maka dibuat penghantar bimetal (berbeda dengan termal bimetal pada pengaman)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.

e. WolframLogam ini berwarna abu-abu keputih -putihan, mempunyai massa jenis 20 g/cm3, titik

leleh 34100C, titik didih 59000C, ? =4,4.10– 6 per 0 C, tahanan jenis 0,055? .mm2/m. Wolfram diperoleh dari tambang yang pemisahannya dengan menggunakan magnetik atau proses kimia. Dengan reaksi reduksi asam wolfram (H2WO4) dengan suhu 7000C diperoleh bubuk wolfram. Bubuk wolfram kemudian dibentuk menjadi batangan dengan suatu proses yang disebut metalurgi bubuk yang menggunakan tekanan dan suhu tinggi (2000 atm, 16000C) tanpa terjadi oksidasi. Dengan menggunakan mesin penarik, batang wolfram diameternya dapat diperkecil menjadi 0,01 mm (penarikan dilakukan pada keadaan panas). Penggunaan walfram pada teknik listrik antara lain untuk : filamen (lampu pijar, lampu halogen, lampu ganda), elektroda, tabung elektronik, dan lain-lain.

f. MolibdenumSifat logam ini mirip dengan wolfram, begitu pula cara mendapatkannya. Molibdenum

mempunyai massa jenis 10,2 g/cm3, titik leleh 26200C, titik didih 37000C, ? = 53. 10– 7 per 0 C, resistivitasnya 0,048 ? .mm2/m, koefisien suhu 0,0047 per 0 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.

g. 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/cm3, titik leleh 17750C, titik didih 45300C, ? = 9. 10– 6 per 0 C, resistivitasnya 0,1 ? .mm2/m, koefisien suhu 0,00307 per 0 C. Platina dapat dibentuk menjadi filament 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 13000C, untuk termokopel platina-rhodium (bekerja di atas 16000C), platina dengan diameter + 1 mikron digunakan untuk menggantung bagian gerak pada meter listrik dan instrumen sensitif lainnya, dan untuk bahan potensiometer. Berikut adalah tabel konstanta untuk bahan penghantar.

h. Air RaksaAir raksa adalah satu-satunya logam berbentuk cair pada suhu kamar.Resistivitasnya 0,95 ?

.mm2/m, koefisien suhu 0,00027 per 0 C. Pada pemanasan diudara 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. Logan lain yang juga banyak digunakan pada teknik listrik, antara lain : tantalum dan niobium.Tantalum dan niobium yang dipadukan dengan aluminium banyak digunakan sebagai kapasitor elektrolitik.

i. Bahan-Bahan resistivitas TinggiBahan resistivitas tinggi yang digunakan untuk peralatan yang memerlukan resistansi yang

besar agar bila dialiri arus listrik akan terjadi penurunan tegangan yang besar. Contoh penggunaan bahan resistivitas tinggi antara lain : pada pemanas listrik, rheostat dan resistor. Bahan -bahan ini harus mempunyai koefisien suhu yang rendah. Untuk elemen pemanas, pada suhu tinggi untuk waktu yang lama tidak boleh terjadi oksidasi dan meleleh.

Bahan-bahan yang resistivitasnya tinggi antara lain : konstantan, manganin, nikron dan fechral yang komposisinya ditunjukkan pada tabel 6.3.

Tabel 6.3 Bahan Resistivitas Tinggi

Nama Paduan Komposisi

(%)

Massa

jenis

Resistivitas

? .mm2/m

Koefisien suhu

10– 5 per 0 C

Konstantan 60 Cu, 40 Ni 8,9 0,48 – 0,52 5,25

Kromel

Manganin

Nikrom

Fechral

Nikelin

0,7 Mn, 0,6 Ni, 23-27 Cr,

4,5-6,5 Al + Fe

86 Cu, 12 Mn, 2 Ni

1,5 Mn, 75-78 Ni, 20-23

Cr, sisanya Fe

0,7 Mn, 0,6 Ni, 12-15 Cr,

3,5-5 Al, sisanya Fe

54 Cu, 26 Ni, 20 Zn

6,9 – 7,3

8,4

8,4 – 8,5

7,1 – 7,5

–

1,3 – 1,5

0,42 – 0,48

1 – 1,1

1,2 – 1,35

0,4 – 0,47

6,5

5,3

10 – 20

10 – 12

23

j. Timah HitamTimah hitam mempunyai massa jenis 11,4 g/cm3, agak lunak, meleleh pada suhu 3270C,

titik didih 15600C, warna abu-abu dan sangat mudah dibentuk, yang merupakan bahan yang tahan korosi dan mempunyai konduktivitas 4,5 m/? .mm2. Pemakaian timah hitam pada teknik listrik antara lain : sel akumulator, selubung kabel tanah, disamping digunakan sebagai pelindung pada industri nuklir. Timah hitam tidak tahan terhadap pengaruh getaran dan mudah mengikat sisa asam. Untuk pemakaian sebagai pelindung kabel tanah jika ditanam pada tempat tersebut diperlukan pelindungan tambahan. Kapur basah, air laut, dan semen baah dapat bereaksi dengan timah hitam. Itulah sebabnya disamping timah hitam sebagai pelidung kabel tanah, juga digunakan paduan dari timah hitam yang mempunyai struktur kristal yang lebih halus, lebih kuat, dan lebih tahan getaran. Tetapi bahan ini adalah lebih mudah korosi dan mengandung racun.

k. Kuningan (Brass)  Campuran antara tembaga (Cu) dan seng (Zn).  Warnanya kuning,Tegangan tarik maksimum : 23 s/d 40 kgf/mm2.  Harganya lebih murah dibandingkan dengan bahan tembaga murni.  Mudah dikerjakan walaupun dalam keadaan dingin.  Kurang cocok bila dipakai dalam udara terbuka. Titik leburya 900o C.  Kurang tepat dipakai sebagai konduktor karena konduktivitasnya rendah, tetapi cocok dipergunakan sebagai media gelombang UHF (microwave).

l. Perunggu (Bronze) Campuran antara tembaga (Cu) dan timah (Sn).Tahanan jenisnya lebih besar daripada bahan kuningan.Titik leburnya 10400 C, tegangan tariknya 20 s/d 40 kgf/mm2. Mempunyai daya tahan yang baik  terhadap korosi.sebagai penghantar/konduktor biasanya dipakai untuk hantaran-hantaran yang halus, misalnya untuk kawat telegraf, telepon, dan sebagainya.

BAB III

PENUTUP

a. Kesimpulan

Penghantar adalah zat yang dapat menghantarkan arus listrik, baik berupa zat padat, cair atau gas. Karena sifatnya yang konduktif maka disebut konduktor. Konduktor yang baik adalah yang memiliki tahanan jenis yang kecil. Pada umumnya logam bersifat konduktif. Emas, perak, tembaga, alumunium, zink, besi berturut-turut memiliki tahanan jenis semakin besar. Jadi

sebagai penghantar emas adalah sangat baik, tetapi karena sangat mahal harganya, maka secara ekonomis tembaga dan alumunium paling banyak digunakan .

.Sifat terpenting yang harus dimiliki oleh konduktor adalah daya hantar listrik (electrical conductivity) tinggi, atau tahanan jenis (resistivity) rendah, dimana besarnya tergantung pada ikatan atau struktur atom/molekul dari bahan penghantar tersebut.