MAKALAH MATERIAL PEMBANGKIT KONDUKTOR
Di Susun Oleh :
M Syaiful Fuad (KE 1 D/15) Maulana Fatkhurrahman (KE 1 D/16) Dikumpulkan tanggal : 25 mei 2012 PROGRAM STUDI TEKNIK KONVERSI ENERGI JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI SEMARANG
2012 1
KONDUKTOR Pengertian Konduktor
Konduktor adalah bahan yang di dalamnya banyak terdapat elektron bebas mudah untuk bergerak.Tarikan antara elektron yang berada dalam edaran paling luar dan intinya adalah sangat kecil, hingga dalam suhu normal pun ada satu atau lebih elektron yang terlepas dari atomnya. Elektron bebas ini bergerak-gerak secara acak dalam ruang di celah atom-atom. elektron-elektron ini dinamakan bauran ( difusi ).
Gerakan
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 semakin besar. Jadi Jadi sebagai sebagai penghantar penghantar emas adalah adalah sangat sangat baik, tetapi karena karena sangat sangat mahal harganya, maka secara ekonomis tembaga dan alumunium paling banyak digunakan. Pengertian Konduktor, Semi Konduktor dan Isolator secara sederhana Pengertian Konduktor Definisi konduktor atau pengertian penghantar. Konduktor atau penghantar adalah zat atau bahan yang bersifat dapat menghantarkan energy, baik energy listrik maupun energy kalor, baik berupa zat padat, cair atau gas. Bahan-bahan yang bersifat konduktor ini biasanya digunakan untuk membuat alat-alat yang sifatnya membutuhkan kecepatan transfer energy, misalnya panci, setrika, kabel dan solder. Contoh penghantar : besi, tembaga, aluminium, perak, dan logam lainnya. Pengertian Semi Konduktor Semi Konduktor (setengah penghantar) adalah suatu bahan yang tidak layak disebut sebagai penghantar, juga tidak layak disebut sebagai bukan penghantar (Isolator). (Semi Konduktor) adalah bahan yang mempunyai daya hantar lebih kecil dibanding bahan konduktor, tetapi lebih besar dibanding bahan isolator. Dalam teknik elektronika banyak dipakai semi konduktor dari bahan germanium (Ge) dan silicon (Si). Dalam keadaan aslinya, Ge dan Si adalah bahan pelikan dan merupakan isolator. Di Pabrik bahan-bahan tersebut diberi kotoran. Jika bahan tersebut dikotori dengan alumunium maka diperoleh bahan semikonduktor type P (bahan yang kekurangan elektron/mempunyai sifat positif). Jika dikotori dengan fosfor maka yang dipeoleh adalah semikonduktor jenis N (bahan yang kelebihan electron, sehingga bersifat negative). Ge mempunyai daya hantar lebih tinggi dibandingkan Si, sedangkan Si lebih tahan panas dibanding Ge. Contoh: Germanium.
2
Dalam bahan ini hanya ada satu atau dua atom yang kehilangan elektron dari seratus juta ( 108 ) atom. Pengertian Isolator Isolator (bukan penghantar) adalah bahan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik. Contoh: karet, plastik, kertas, kayu, mika, dan sejenisnya. Bahan listrik berdasarkan wujudnya : a. Padat Sifat fisis benda padat mempunyai bentuk yang tetap, dimana pada suhu yang tetap benda padat mempunyai isi yang tetap pula. Isi akan bertambah atau memuai jika mengalami kenaikkan suhu dan sebaliknya benda akan menyusut jika suhunya menurun. Karena berat benda tetap , maka kepadatan benda akan bertambah, sehingga dapat disimpulkan sebagai berikut : Jika isi (volume) bertambah (memuai), maka kepadatannya akan berkurang. Jika isinya berkurang (menyusut), maka kepadatan akan bertambah Jadi benda lebih padat dalam keadaan dingin daripada dalam keadaan panas.
Sifat mekanis benda padat adalah perubahan bentuk benda padat akibat adanya gaya dari luar. Sifat mekanis meliputi : Kekuatan tarik Kekuatan bahan SEM (scanner electro microscopis) FTIR (fourrier transformer infrared)
b. Cair Bahan konduktor berbentuk cair , mempunyai susunan partikel yang agak renggang dari pada benda padat. Bahan cair mempunyai bentuk berubah, yaitu berubah tergantung wadahnya. Sehingga Bahan cair mempunyai bentuk berubah, yaitu berubah tergantung wadahnya. Contoh : air, larutan, dan lain-lain. - Proses penghantaran melalui zat cair disebut Elektrolisis - Penghantarnya disebut elektrolit - Proses hantaran arus dalam zat cair dinyatakan dalam : Banyaknya perubahan (zat) yang dihasilkan pada elektroda-elektroda dalam sebuah sel elektrolitis berbanding dengan jumlah jumlah muatan listrik yang mengalir melalui zat elektrolisannya.
3
- Secara matematis dinyatakan dalam kesetaraan kimia listrik : W=Z.I.t W=Z.Q Z = kesetaraan zat kimia W= berat elemen yang melekat ( m gram) t = detik Q = muatan listrik (Coulomb) →1 C = 628* elektron 1 C = 1 A * 1 dt Contoh bahan konduktor berbentuk cair : 1. Air Raksa (Hg) Merupakan logam dalam keadaan cair pada suhu kamar Sifat-sifatnya : - dapat melarutkan hampir semua logam lain, kecuali platina, nikel dan besi - berat jenis 13,6 (logam berat) - titik beku – 39 0C - titik didih – 357 0C - ρ = 0,93 Ω mm2/m - koefisien suhu tahanan = 0,00027 - mudah dioksidasi, jika dipanasi dalam udara - uapnya beracun Penggunaan : - sebagai penyearah - sebagai gas lampu - sebagai penghubung 2. Asam Sulfat (H2SO4) 4
Adalah zat cair yang kental Sifat-sifatnya : - tidak berwarna - higroskopis - merupakan asam kuat Penggunaan : - pengisi aki : Air 90 % & H2SO4 10 % - pembersih logam 3. Perak Nitrat (AgNO3) Sifat-sifatnya : - jika terkena sinar matahari menjadi hitam - warna seperti perak Penggunaan : - sebagai saklar pilih - sebagai elektrolit dalam penyepuhan logam dengan perak 4. Elektrolit 1. Elektrolit kuat : asam & basa kuat, garam 2. Elektrolit lemah : sam & basa lemah, air Penggunaan : Batteray c. Gas Bahan gas memiiki susunan partikel yang sangat renggang jika dibandingkan dengan bahanbahan padat maupun cair. Gas sifatnya ringan, volume gas dapat berubah ubah. Dan ini dipengaruhi oleh tekanan yang dialami oleh zat gas tersebut . contoh : Hidrogen, Oksigen, Nitrogen, Karbondioksida, dll. Gas sebagai penyalur electron Penggunaan pada lampu penerangan
Mercury, TL, dll
5
Tidak semua gas sebagai penghantar : Argon, biru, dsb Neon, jingga He, putih Fungsi menjaga agar filamen tidak cepat putus. d. Plasma Plasma pertama kali ditemukan pada tahun 1928 oeh imuwan amerika irving lamuir (1881-1957) dalam eksperimenya melalui lampu tungsten. Plasma adalah kumpulan dari electron electron bebas. Plasma terbentuk karena adanya tembeken tembkan electron yang membentuk suatu bidang, sehingga menimbukan suatu efek dari keadaan tersebut. Plasma dalam kegnaanya sebagai pembuat lcd plasma.
1.1 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 dorging, rolling, extrusion, Drawing, Casting, peleburan (smelting) atau pengelasan (welding). Forging: 6
Dilakukan dengan cara memukul potongan logam. Gaya diberikan pada cetak yang mmbentuk produk logam. Contoh produk forging al Rolling Proses dilakukan degan melewatkan logam pada 2 buah logam yang akan mengkompresi logam sehngga tebalnya berkurang. Produk yang dihasilkan bisa berupa bulat Extrusion Batangan logam didorong melalui cetakan dan produk akan berbentuk sesuai yang dikehandaiki dan penampang yang lebih kecil. Produk extrusion al ; batangan logam/ kawat, tube, dll. Drawing Dilakukan dengan cara menarik potongan logam pada sisi keluar cetakan. Batangan logam,kawat, tube adalah produk produk yang bisa di hasaijkan dengan drawing. Casting Adalah proses pabrikasi di mana logam cair dituang. Casting dilakukan jika : 1. Benyuk akhir besar atau complicated 2. Kualitas dan kekuata bukan merupakan pertimbangan utama 3. Bahan logam mempunyaikeuletan rendah sehingga tidak bisa dilakukan “forming operation “. 4. Paling ekonomis . Pengelasan Pengelasan dilakukan untuk menyambung dua atau lebih potongan menjadi satu potongan logam. Pengelasan dilakukan apabila membentuk potongan logam menelan biaya tinggi atau susah untuk dilakukan.
1.2 Klasifikasi Konduktor 1.2.1 Klasifikasi konduktor menurut bahannya:
1. kawat logam biasa, contoh:
7
a. BBC (Bare Copper Conductor). Tembaga : Sifat listrik : ρcu lunak 0,01589 0,01742 Ω mm2/m ρcu kasar 0,0160 0,0177 Ω mm2/m Sifat fisik : Daya hantar panas 0,93 cal/cm.sec.0C. Tahan korosi sampai suhu yang tidak terlalu tinggi. Titik lebur 1080 0C. Sifat mekanik : - Kekuatan tarik cukup tinggi ± 40 s/d 50 kg/mm2 - Kekuatan tarik akan turun bila temperatur naik - Tembaga keras: bila dikehendaki tegangan tarik yang tinggi, kekerasan & daya tahan terhadap kerusakan. - Tembaga lunak: bila dipentingkan lenturnya. Penggunaan : - Sebagai penghantar pada inti kabel, Kumparan generator, trafo, motor dsb. - Sebagai pengukur temperatur (thermocouple): Cu 56 % & Ni Campuran tembaga → untuk memperbaiki sifat mekanis, namun konduktivitasnya menurun. Misal : - Timah → perunggu / bronze - Nikel → konstantan - Mangaan & Ni → manganin - Aluminium → duralium - Seng (Zn) → kuningan / braso b. AAC (All Aluminum Alloy Conductor). Aluminium Sifat listrik : 0,0262 0,0287 Ω mm2/m 8
Sifat fisik : - Daya hantar panas 0,5 cal/cm.sec.°C - Daya tahan terhadap korosi lebih besar daripada tembaga - Berat jenis ± 13 lebih kecil dari tembaga - Al tidak baik dipatri tetapi dapat dilas - Titik leburnya 660 c Sifat mekanik : - Kekuatan tariknya lebih rendah dari tembaga ± 15 – 23 kg/mm2 dan bila dipanaskan kekuatan tariknya turun - Mudah dikerjakan dibengkokkan dan dipres. Penggunaan : - Sebagai penutup transistor, karena daya hantar panas yang cukup rendah - Sebagai pelindung dari peralatan terhadap radiasi gelombang elektromagnet, karena Al termasuk bahan non magnetis - Sebagai kawat jaringan & inti kabel, karena ringan & daya hantar listriknya tinggi : - Daya hantar listrik ± 65 % dari Cu pada kemurnian 99,5 % - Untuk penguat digunakan baja (± 46 – - Sebagai rotor motor asinkron jenis squirrel cage, - Dll. Campuran Al : - Cu, Si, Mn, Mg 2. kawat logam campuran (Alloy), contoh: a. . Kuningan / Braso : adalah merupakan campuran / Alloy Cu dan Zn Sifat-sifatnya : - ρ = 0,09 Ω mm2/m - Warnanya kuning - Tegangan tariknya 23 s/d 40 kg/mm2 (cukup besar) 9
- Lebih murah dari Cu murni - Mudah dikerjakan walau dalam keadaan dingin - Kurang cocok dipakai di udara terbuka, karena keretakan akibat tarik-tekan - Titik leburnya 900 0C Penggunaan : - Jarang dipakai sebagai penghantar, karena τ rendah - Sebagai penyalur gelombang UHF b. Perunggu / Bronze : merupakan bentuk sederhana dari Alloy Cu & Sn (Timah) Sifat-sifatnya : - ρ = 0,178 Ω mm2/m (lebih besar dari k uningan) - Titik leburnya 1040 0C - Tegangan tarik 20 s/d 40 kg/mm2 - Tahan terhadap korosi Penggunaan : - Jarang dipakai sebagai penghantar, kecuali bila sifat tahan korosi yang diutamakan - Sebagai hantaran-hantaran halus / sinyal-sinyal lemah (telegraph), telephon & kawat untuk keamanan pada KA c.
kawat logam paduan (composite) kawat logam paduan 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).
1.2.2 Klasifikasi konduktor menurut konstruksinya:
1. kawat padat (solid wire) berpenampang bulat.
10
Penghantar pejal (solid); yaitu penghantar yang berbentuk kawat pejal yang berukuran sampai 10 mm². Tidak dibuat lebih besar lagi dengan maksud untuk memudahkan penggulungan maupun pemasangannya.
2. kawat berlilit (standart wire) kawat berlilit terdiri 7 sampai dengan 61 kawat padat yang dililit menjadi satu, biasanya berlapis dan konsentris. Bila di kehendaki penampang yang lebih besar (>10 mm2), maka digunakan susunan berlilit umumnya terdiri 7 s/d 6 buah kawat tunggal, yang dililit, menjadi satu. + untuk mengurangi Skin Effect
3. kawat berongga (hollow conductor) adalah kawat berongga yang dibuat untuk mendapatkan garis tengah luar yang besar kawat berongga yang dibuat dengan tujuan untuk : - mendapatkan garis tengah luar konduktor yang lebih besar, sehingga pendinginnya lebih sempurna dan untuk didapatkan sifat kekakuan, misalnya : pada bus bar G1. 4. Kawat serabut banyak digunakan untuk tempat-tempat yang sulit dan sempit, alat-alat portabel, alat-alat ukur listrik dan pada kendaraan bermotor.Ukuran kabel ini antara 0,5 mm² - 400 mm².
1.2.3. Klasifikasi konduktor menurut bentuk fisiknya:
1. konduktor telanjang. Merupakan konduktor yang bagian luarnya tidak diisolasi. 2. konduktor berisolasi. merupakan konduktor telanjang dan pada bagian luarnya diisolasi sesuai dengan peruntukan tegangan kerja, isolasi 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 11
yang tinggi. Bahan penyekat yang sering ditemui dalam teknik listrik adalah : plastik, karet, dan sebagainya. contoh: a. Kabel NYA Kabel NYA berinti tunggal, berlapis bahan isolasi PVC, untuk instalasi luar atau kabel udara. Kode warna isolasi ada warna merah, kuning, biru dan hitam sesuai dengan peraturan PUIL.. 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.
b. 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.
c. Kabel NYAF
12
Kabel NYAF merupakan jenis kabel fleksibel dengan penghantar tembaga serabut berisolasi PVC. Digunakan untuk instalasi panel-panel yang memerlukan fleksibelitas yang tinggi.
d. Kabel NYY Kabel NYY memiliki lapisan isolasi PVC (biasanya berwarna 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.
e. Kabel NYFGbY Kabel NYFGbY ini digunakan untuk instalasi bawah tanah, di dalam ruangan di dalam saluransaluran dan pada tempat-tempat yang terbuka dimana perlindungan terhadap gangguan mekanis dibutuhkan, atau untuk tekanan rentangan yang tinggi selama dipasang dan dioperasikan.
13
f. Kabel ACSR (Aluminum Conduct Steel Reinforced) 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 atau tiang berjauhan, mencapai ratusan meter, maka dibutuhkan kuat tarik yang lebih tinggi, untuk itu digunakan kawat penghantar ACSR.
g. Kabel AAAC ( All Aluminium Alloy Conductor) 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 dibuat dari paduan aluminium 6201. AAAC mempunyai suatu anti karat dan kekuatan yang baik, sehingga daya hantarnya lebih baik.
Tabel : Nomenklatur kode – kode kabel di Indonesia HURUF
KETERANGAN
14
N
Kabel standard dengan penghantar/inti tembaga.
NA
Kabel dengan aluminium sebagai penghantar.
Y
Isolasi PVC
G
Isolasi Karet
A
Kawat Berisolasi
Y
Selubung PVC (polyvinyl chloride) untuk kabel luar
M
Selubung PVC untuk kabel luar
R
Kawat baja bulat (perisai)
Gb
Kawat pipa baja (perisai )
B
Pipa baja
I
Untuk isolasi tetap diluar jangkauan tangan
re
Penghantar padat bulat
rm
Penghantar bulat berkawat banyak
Se
Penghantar bentuk pejal (padat)
Sm
Penghantar dipilin bentuk sektor
f
Penghantar halus dipintal bulat
ff
Penghantar sangat fleksibel
Z
Penghantar z
D
Penghantar 3 jalur yang di tengah sebagai pelindung.
H
Kabel untuk alat bergerak
Rd
Inti dipilih bentuk bulat
Fe
Inti pipih
-1
Kabel dengan system pengenal warna urat dengan hijau – kuning
-0
Kabel dengan system pengenal warna urat tanpa hijau – kuning. 15
Contoh : · Kabel NYA 4 re 1000 V Menyatakan suatu kawat berisolasi untuk tegangan nominal 1000V, berisolasi PVC dan mempunyai penghantar tembaga padat bulat dengan luas penampang nominal 4 mm ². · Kabel NYM – 0 4 x 2,5 rm 500 V Menyatakan suatu kabel berinti banyak untuk tegangan nominal 500 V, berisolasi dan berselubung PVC dan mempunyai penghantar tembaga bulat berkawat banyak dengan luas penampang nominal 2,5 mm ², dengan sistim pengenal warna urat tanpa hijaukuning.
1.3 Karakteristik Konduktor
Ada 5 jenis karakteristik konduktor, yaitu: 1. karakteristik mekanik, Sifat Mekanis, yaitu perubahan bentuk dari suatu benda padat akibat adanya gaya-gaya dari luar yang bekerja pada benda tersebut. Jadi adanya perubahan itu tergantung kepada besar kecilnya gaya, bentuk benda, dan dari bahan apa benda tersebut dibuat. Pada pembahasan ini adalah konduktor listrik jadi kemampuan mekanik adalah kemampuan yang harus dipunyai bahan listrik terhadap segala gaya atautekanan / tarikan yang ada padanya. Kekuatan tarik akan naik dengan bertambahnya jumlah campuran. Kekuatan tarik kg/mm2 Kekuatan : adalah ukuran besar gaya yang diperlukan untuk mematahkanatau merusak bahan. Kekuatan tarik : suatu bahan ditetapkan dengan membagi gaya maksimal dengan luas penampang mula. Yang menunjukkan keadaan fisik dari konduktor yang menyatakan kekuatan tarik dari pada konduktor (dari SPLN 41-8:1981, untuk C, maka kemampuan ° berselubung AAAC-S pada suhu sekitar 30 ° konduktor 70 mm maksimal dari konduktor untuk menghantar arus adalah 275 A).
16
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 30° C, maka kemampuan maksimum dari konduktor untuk menghantar arus adalah 275 A). 3. Kapasitas penyaluran arus Adalah kemampuan penghantar untuk dialiri arus listrik tanpa mengakibatkan perubahan bentuk / terjadinya panas yang berlebihan. 4. Daya hantar panas Adalah jumlah panas yang melalui lapisan bahan tiap satuan waktu: kkal/m.jam.°C 5. Timbulnya daya elektromotoris thermo Adalah daya elektromotoris yang terbangkit oleh perbedaan panas. Sifat ini penting pada kontak yang terbuat dari bahan yang berlainan. Setiap logam mempunyai muai panjang yang berbeda. Bila dua bahan yang berlainan disatukan menjadi bimetal dan dipanasi akan melengkung ke arah logam yang mempunyai muai panjang lebih kecil. 1.3.1 Konduktivitas listrik Konduktivitas listrik adalah ukuran dari kemampuan suatu bahan untuk menghantarkan arus listrik. Jika suatu beda potensial listrik ditempatkan pada ujung-ujung sebuah konduktor,muatanmuatan bergeraknya akan berpindah, menghasilkan arus listrik. Sifat daya hantar listrik material dinyatakan dengan konduktivitas, yaitu kebalikan dari resistivitas atau tahanan jenis penghantar, dimana tahanan jenis penghantar tersebut didefinisikan sebagai: Resistansi suatu kawat penghantar sebanding dengan panjang kawat dan resistivitas berbanding terbalik dengan luas penampang lintang R=ρ.
Dimana ρ disebut resistivitas material penghantar. Satuan resistivitas adalah ohm meter (Ωm). Kebalikan dari resistivitas disebut konduktivitas . Adapun nilai konduktivitas suatu material bergantung dari sifat material tersebut.. Konduktivitas listrik adalah kemampuan suatu bahan untuk menghantarkan arus listrik. Persamaan dan berikut merupakan rumus konduktivitas listrik:
17
ᵟ=
dimana; A : luas penampang (m2) l : Panjang penghantar (m) Ώ : tahanan jenis penghantar (ohm.m) R : tahanan penghantar (ohm) ρ : konduktifitas ohm meter (Ωm)
ᵟ
: Konduktifitas ohm meter (Ωm)
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 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
18
Tabel 1. Konduktivitas Listrik Berbagai Logam dan Paduannya Pada Suhu Kamar.
Spektrum konduktivitas listrik dan resistivitas 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 19
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.
20
Daftar pustaka http://www.anekabel.com/product/2/5/NYA-Cable http://www.scribd.com/doc/268526/3-1-Teori-Kinetik http://www.uajy.ac.id/downloads/Fakultas%20Teknik-UAJY.pdf http://ariefwahyupurwito.files.wordpress.com/2008/09/elektronika_digital_dasar.p df http://ilmupedia.com/content/view/217/ http://www.google.co.id/search?hl=id&q=%22Konduktor+yang+baik+adalah...%2 F.+%22+type+%22pdf%22&btnG=Telusuri&meta http://www.bsn.go.id/files/sni%20kabel%20listrik.pdf
21
