Set elah m em pelaj ar i kegiat an belaj ar sif at dan m acam
penghant ar dan isolat or sisw a m am pu m em ilah dan m em ilih
j enis penghant ar sesu ai dengan f un gsi dan kegunaanya dengan
t epat .
b. Uraia n M at eri 3
Dalam t eknik list r ik m aupun elekt r onika, khususnya pada
pelaj ar an pr akt ek, m em pelaj ar i dan m em aham i ber m acam
-m aca-m bahan dan sif at - sif at nya -m er u pakan hal yang sangat
pent ing. Dalam m em ilih bahan sebagai peyekat at au
penghant ar , per lu digunakan sesu ai dengan penggunaanya dan
m em per t im bangkan beber apa aspek pent in g. Selain sif at
bahan, j uga m em pun yai beber ap a ben t uk, seper t i bahan padat ,
cair dan gas. Ada j uga bahan yang m em iliki ket iga bent uk
t er sebut , pada t em per at ur t er t ent u. Pada pem bahasan kali ini
kit a akan m em bahas t ent ang bahan penghant ar ( kondukt or ) ,
isolat or dan sem ikondukt or .
1 ) Sifa t Ba han Kondukt or
Yang t er m asu k bahan- bahan penghant ar adalah bahan yang
m em iliki banyak elekt r on bebas pada k uli t t er luar or bit .
Elekt r on bebas ini akan sangat ber peng ar uh pada sif at bahan
t er sebut . Jika suat u bahan list r ik m em iliki banyak elekt r on
bebas pada or bit - or bit elekt r on, bahan ini m em iliki sif at sebagai
penhant ar list r ik.
Bahan penghant ar m em iliki sif at - sif at pent ing , yait u :
ham bat an t er sebut t er gant ung dar i bah annya. Besar
ham bat an t iap m et er nya dengan lu as penam pang 1m m2
pada t em per at ur 200C dinam akan ham bat an j enis. Besar nya
ham bat an j enis suat u bahan dapat dihit ung dengan
m enggunakan per sam aan :
l =
A
R p
, dim ana : ... ( 4) R : Ham bat an dalam penghant ar , sat uanya ohm ( )
p : ham bat an j enis bahan, dalam sat uan ohm .m m2/ m
l : panj ang penghant ar , sat uann ya m et er ( m )
A : lu as penam pang kaw at penghant ar , sat uanya m m2
Per sam aan unt uk daya hant ar list r ik ni adalah :
l
p
=
dalam sat uan S.m / m m 2 ... ( 5)
b) Koefisien Tem perat ur Ham ba t an
Telah kit a ket ahui bahw a dalam su at u bahan akan
m engalam i per ubahan volum e bila t er j adi per ubahan
t em per at ur . Bahan akan m em uai j ika t em per at ur suhu naik
dan akan m enyusu t j ika t em per at ur suhu tur un. Besar nya
per ubahan ham bat an akibat per ubahan su hu dapat
diket ahui dengan per sam aan ;
R = R0 { 1 + ( t – t0) } , dim ana : ( 6)
R : besar ham bat an set elah t er j adiny a per u bahan su hu
R0 : besar ham bat an aw al, sebelum t er j adinya per u bahan
suhu.
T : t em per at ur su hu akhir , dalam 0C
t0 : t em per at ur su hu aw al, dalam 0C
: koef isien t em per at ur t ahanan
sat uan Kkal/ j am 0C. Ter ut am a diper hit ungkan dalam
pem akaian m esin list r ik beser t a per lengkapanya. Pada
um um nya logam m em pun yai daya hant ar pan as yang t inggi.
d) Daya Tegangan Tarik
Sif at m ekanis bahan sangat pent ing, t er ut am a unt uk
hant ar an diat as t anah. Oleh sebab it u, bahan yang dipakai
unt uk keper luan t er sebut har us diket ahui kekuat anya.
Ter ut am a m enyangkut penggunaan dalam pedist r ibusi an
t egangan t inggi.
e) Tim bulnya daya Elekt ro- m ot oris Term o
Sif at ini sangat pent ing sekali t er hadap du a t it ik kont ak
yang t er buat dar i dua bahan logam yang ber lain an j enis,
kar ena dalam suat u r angkaian, ar us akan m enim bulkan daya
elekt r o- m ot or is t er m o t er sendir i bila t er j adi per ubahan
t em per at ur suh u.
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.
Dari sekian banyak logam yang digunakan dalam teknik listrik dan elektronika, antara lain :alumunium, tembaga, seng, timah dan sebagainya. Adapun sifat-sifat logam seperti yang disebutkan diatas adalah sebagai berikut :
• Dapat dit em pa dalam keadaan dingin
• Tidak t ahan t er hadap gar am dapur at au laut
• War na silver at au per ak
• Tit ik didih = 18000C
• Rh o ( ) = 0,0278
• Alpha ( ) = 0,0047
5 . Sifa t t em baga ( Cu)
Beber apa sif at pent ing dar i logam t em baga :
• Dapat disepuh dan ber kar at bila t er kena CO2
• War na m er ah sedikit m engkilap
• Tit ik didih = 22360C - 23400C
• Rh o ( ) = 0,017
• Alpha ( ) = 0,0043
6 . Sifa t seng ( Zn)
Beber apa sif at pent ing yang dim iliki oleh bahan logam
sen g adalah :
• Dapat dit em pa dalam keadaan dingin
• Tidak t ahan t er hadap gar am dan asam gar am
• War na put ih kebir u- bir uan
• Tit ik didih = 9070C
• Rh o ( ) = 0,0043
• Alpha ( ) = 0,006
7 . Sifa t t im ah ( Sn)
Beber apa sif at pent ing yang dim il iki oleh bahan t im ah
adalah :
• War na j er nih m engkilap
• Tit ik didih = 23600C
• Rh o ( ) = 0,0043
• Alpha ( ) = 0,12
kondukt or / penghant ar pada j enis logam m ulia, seper t i : per ak,
em as dan plat ina. Bahan logam ini dinamakan logam m ulia
kar ena bahan in i m em iliki j um l ah elekt r on valensi yang lengkap,
sehi ngga sangat su lit unt uk m engadakan r eaksi lain.
Bahan padat lain yang dipakai unt uk penghan t ar adalah
w olf r am yang digunakan unt uk f ilam en kat oda pada t abung
elekt r on, lam u- lam pu pij ar , dan alat pem anas dengan
t em per at ur yang t ing gi.
Dw ilogam at au yang ser i ng disebut dengan bim et al adalah dua
j enis logam yang disam bung m enj adi sat u. Pem akaian dalam
bidang kelist r ikan sangat luas, m isal ; kont ak pengat ur ,
r egulat or . Digunakan unt uk m enj aga agar t em per at ur panas
selalu konst an. Bim et al ini dipasang didalam pem anas dan
f un gsinya m em ut us r angkaian bila t em per at ur nya m eningkat
dan akan m enyam bung kem bali r angkaian bila t em per at ur nya
t ur un.
2 ) Sifa t Ba han I solat or
Bahan yang disebut sebagai bahan isolat or adalah bahan
dielekt r ik, ini disebabkan j um lah elekt r on yang t er ikat oleh
gaya t ar ik int i sangat kuat . Elekt r o- elekt r onya sulit unt uk
ber ger ak at au bahkan t idak sangat sulit ber pin dah, w alaupun
t elah t er kena dor ongan dar i luar . Bahan isolat or ser ing
digunakan unt uk bahan penyekat ( dielekt r ik) . Pent yekat list r ik
t er ut am a dim aksu dkan agar list r ik t idak dapat m engalir j ika
pada bahan penyekat t er sebut diber i t egan gan list r i k. Unt uk
dapat m em enu hi persyar at an t er sebut , diper lukan j enis bahan
yang sesu ai. Selain syar at t er sebut j uga diper lukan syar at yang
lain yang diper t im bangkan unt uk m em enuhi pem akaianya,
a ) Sif at Kelist rikan
Bahan penyekat m em punyai t ahanan list r ik yang besar .
Penyekat list r ik dit uj ukan unt uk m encegah t er j adinya
kebocor an ar us list r ik ant ar a kedua penghant ar yang
ber beda pot ensial at au unt uk m encegah loncat an list r ik
ket anah. Kebocor an ar us list rik har us dibat asi
sekecil-keciln ya ( t idak m elam pui bat as yang t elah dit ent ukan oleh
per at ur an yang ber laku) .
b) Sif a t M ekanis
Mengin gat lu asny a pem akaiannya pemakaian bahan
penyekat , m aka diper t im bangkan kekuat an st r u kt ur
bahannya. Dengan dem ikian, dapat dibat asi hal- hal
penyebab ker usakan dikar enakan kesalahan pem akaiannya.
Misal diper lukan bahan yang t ahan t ar ikan, m aka kit a har us
m enggunakan bahan dar i kain dar ipada ker t as. Bahan kain
lebih kuat t er hadap t ar ikan dar ipada bahan k er t as.
c) Sif a t Term is
Panas yang dit im bulkan dar i dalam oleh ar us list r ik at au
oleh ar us gaya m agnet , ber pengar u h t er hadap kekuat an
bahan penyekat . Deem ikian panas yang ber asal dar i lu ar
( alam sekit ar ) . Dalam hal ini, kalau panas yang dit im bulkan
cukup t inggi, m aka penyekat yang digunakan har us t epat .
Adanya panas j uga har u s diper t im bangkan, agar t idak
m er u sak bahan penyekat yang digunakan.
d) Sif at Kim ia
Panas yang t inggi yang dit er im a oleh bahan penyekat dapat
m engakibat kan per ubahan susunan kim i a bahan. Dem ikian
j uga pengar uh adanya kelem baban udar a, basah yang ada
di sekit ar bahan penyekat . Jika kelem baban t idak dapat
dihin dar i, har uslah dipilih bahan penyekat yang t ahan
Mengin gat adanya ber m acam - m acam asal, sif at dan cir i
bahan penyekat , m aka unt uk m em udahkan kit a dalam
m em ilih unt uk aplikasi dalam kelist r ikan, kit a akan m em bagi
bahan penyekat ber dasar kelom poknya. Pem bagian
kelom pok bahan penyekat adalah sebagai ber iku t :
i) Bahan t am bang ( bat u pualam , asbes, m ika, dan
sebagain ya)
ii) Bahan ber ser at ( benang, kain, ker t as, pr espon, kayu,
dan sebagainya)
iii) Gelas dan ker am ik
iv) Plast ik
v) Kar et , bakelit , ebonit , dan sebagain ya
vi) Bahan yang dipadat kan.
Penyekat bent uk cair yang pent ing dan banyak digunakan
adalah m in yak t r ansf or m at or dan m acam - m acam hasil
m inyak bum i. Sedang penyekat bent uk gas adalah nit r ogen
dan kar bondioksi da ( CO2) .
Penggunaan bahan isolat or selain sebagai bahan penyekat
adalah sebagai bahan t ahanan ( r esist or ) . Bahan t ahanan
yang um unya dipakai m er upakan paduan/ cam pur an logam
-logam t er dir i dar i dua at au lebih unsur bahan cam pur an.
Pem akaian bahan t ahanan dalam kelist r ikan, ant ar a lain :
i) Unt uk pem buat an kot ak t ahanan st andar t dan sh unt
ii) Unt uk t ahanan dan r h eost at s
iii) Unt uk unsur pem anas, kom por list r ik dan sebagainya.
Sesu ai dengan penggunaanya bahan t ahanan har uslah
m em iliki t ahanan j enis yang t inggi, koef isien t em per at ur
yang t inggi, dan m em iliki daya elekt r o- m ot or is t er m o yang
kecil. Pada penggunaan yang m em but uh kan daya t ahan
panas yang t inggi t udak m udak dioksidir sehin gga m enj adi
ber kar at .
c. Rangkum a n 3
Pem ilihan j enis bahan penghant ar m aupun isolat or yang t epat ,
sesu ai dengan f ungsi dan kegunaanya dilapangan adalah suat u
pem aham an yang har us dim iliki oleh seorang t eknisi list r ik
m aupun elekt r onika. Sif at dan m acam bahan penghant ar
m aupun isolat or m enggam bar kan kegiat an pem belaj ar an
t ent ang j enis penghant ar yang banyak digunakan dilapangan.
Penget ahuan t ent ang bahan penghant ar m aupun elekt r onika
m endasar i unt uk pengem bangan t ent ang sif at dan
pengem bangan bahan sem ikondukt or .
d. Tugas 3
Am at i didaer ah sekit ar lingkungan kalian, per hat ikan bahan
kondukt or dan isolat or yang digunakan dalam inst alasi r um ah
anda dan salu r an dist ribusi list r ik ( t iang list r ik) ! . cat at dat a
penggunaan bahan kondukt or m aupun isolat or ! . Hasil
pengam at an sebagai bahan disku si dikelas, pada per t em uan
ber ikut nya.
e. Tes Form at if 3
1) Sebut kan beber apa sif at pent ing yang dim il iki oleh sebuah
penghant ar !
2) Apa yang dim aksu d dengan daya elekt r o- m ot or is t er m o ?.
3) Sebut kan beber apa logam yang t er m asuk j enis pada
golongan logam m ul ia yang digunakan dalam kelist r ikan ?
4) Apa yang dim aksud dengan bahan dw ilogam ?
5) Apa nam a bahan logam yang digunakan dalam kaw at lam pu
f . Kunci Jaw a ban Tes Form at if 3
1) Sif at pent ing yang har us dim iliki oleh sebuah penghant ar
adalah :
2) Daya elekt r o- m ot or is t er m o adalah sif at bahan yang sangat
pent ing sekali t er hadap dua t it ik kont ak yang t er buat dar i
dua bahan logam yang ber lainan j enis, kar ena dalam suat u
r angkaian, ar us akan m enim bulkan daya elekt r o- m ot or is
t er m o t er sendir i bila t er j adi per ubahan t em per at ur
su hu.daya elekt r o- m ot or is t er m o dapat t er j adi lebih t inggi,
sehi ngga dalam pengat ur an ar us dan t egangan dapat
m enyim pang m eski pun sangat kecil. Besar nya per bedaan
t egangan yang dibangkit kan t er gant un g pada sif at - si f at
kedua bahan yang digunakan dan sebandin g dengan
per bedaan t em per at ur n ya. Daya elekt r o- m ot or is yang
dibangkit kan oleh per bedaan t em per at ur disebut dengan
daya elekt r o- m ot or i s t er m o.
3) Jenis logam m ulia yang digunakan dalam kelist r ikan adalah:
per ak, plat ina. Dar i kedua bahan t er sebut yang m em iliki
daya hant ar yang t er baik dar i sem u a j enis bahan
penghant ar adalah per ak. Tet api j ika dilihat dar i segi
ekonom is har ga pem belian per ak sangat m ahal, m aka
penggunaan nya sangat t er bat as. Ham pir sem u a bahan
logam m ulia penggunaanya sangat t er bat as, dikar enakan
m ahalnya bahan dasar .
4) Bahan dw ilogam adalah kom ponen dalam kelist rikan yang
banyak digunakan. Bahan dw ilogam j uga dikenal dengan
bim et al. Yakni bahan yang m em adukan 2 bahan logam
5) Bahan dasar yang digunakan unt uk m em buat kaw at nyal; a
dalam lam pu pij ar adalah w olf r am . Wolfr am adalah j enis
penghant ar yang m em iliki ham bat an j enis yang besar .
Apabila dialir i list r ik ener gi t er sebut diubah m enj adi ener gi
panas, sehingga kaw at w olf r am m enyala ( ber pij ar ) .
g. Lem bar Kerj a 3 Alat dan Ba han
1. Mikr om et er ...1 unit
2. Jangka sor on g ...1 unit
3. Mult im et er ...1 unit
4. Ohm m et er . . . .. . . 1 unit
5. Ballast . . . .. . . .. . . 1 unit
6. Lam pu pij ar ... ... 2 buah
7. Kabel penghant ar t em baga ... ... 1 m et er
8. Kabel penghant ar alum i nium ...1 m et er
9. Kabel penghant ar em ail ... ... 1 m et er
Keselam at a n Kerj a
1. Per iksa alat dan bahan sebelum digunakan, past ikan alat at au
bahan yang digunakan t idak r usak.
2. Gun akan alat uku r sesuai dengan bat as uku r yang digunakan.
3. Per hat ikan posisi selekt or pada m ult im et er sebelum
digunakan, agar t idak salah dalam pengukur an.
Langkah Kerj a
1. Pilih salah sat u j enis penghant ar yang akan diukur , lakukan
pengukur an panj ang, diam et er lingkar an dan hit un g luas
penam pang.
3. Analisa dat a yang t elah diam bil unt uk m enget ahui kialit as
daya hant ar list r ik, ham bat an j enis, koef isien t er m al dan
sebagain ya. Tabel Pengam a t an Jenis penghant ar Diam et er ( d) Luas penam pang ( A) Panj ang kaw at ( l) Daya hant a r
Tem baga ( NYA)
Alum inium Tem baga ( ser abut ) Em ail
