Bahan Listrik

(1)

Bahan Listrik

(2)

Rencana Kuliah Bahan Listrik

Mata Kuliah : Bahan-bahan Listrik Kode MK : TES 1204

SKS : 2 SKS

Tujuan mata kuliah :

(3)

Rencana Kuliah Bahan Listrik

Garis besar mata kuliah(1) : - Struktur atom

- Benda dan bahan listrik

(4)

Garis besar mata kuliah(2) : - Isolasi padat, cair dan gas - Bahan keramik

- Semikonduktor - Semikonduktor

(5)

Daftar Pustaka :

• Foundations of Material Science and Engineering, McGrawHill, 1988.

• Iloritsky, Electrical Engineering Material.

• Tata Surdia, Pengetahuan Bahan Teknik, Cetakan keenam, Pradnya Paramita, 2005

• H.A Muhaimin, Bahan-Bahan Listrik, Pradnya Paramitha,2005

(6)

Rencana Kuliah Bahan Listrik

Aturan Penilaian

No. Komponen Penilaian Persentase

1. Tugas 20%

1. 2. 3. 4. Tugas Quiz

Ujian Tengah Semester Ujian Akhir Semester

20% 20% 30% 30%

(7)

Range Nilai

A > 85 A- = 81-85 B+ = 76-80 B+ = 76-80 B = 71-75 B- = 66-70 C+ = 61-65

C = 51-60 D = 45-50

(8)

Quiz dilakukan 2 kali : 1. Sebelum UTS

(9)

No. Tanggal Materi Kuliah

1. 25-02-13 Pendahuluan, Aturan Penilaian, Kontrak Kuliah, Garis Besar Perkuliahan

2. 04-03-13 Struktur Atom

3. 11-03-13 Benda dan Bahan Listrik

4. 18-03-13 Polaritas & Pengaruhnya pd Bahan Listrik, Quiz 5. 25-03-13 Bahan Penghantar Padat

6. 01-04-13 Jenis-jenis Penghantar Padat 7. 08-04-13 Bahan Keramik

(10)

Rencana Kuliah Bahan Listrik

No. Tanggal Materi Kuliah 9. 22-04-13 Isolasi Padat

10. 29-04-13 Isolasi Cair dan Gas

11. 06-05-13 Kerusakan Bahan Isolasi 11. 06-05-13 Kerusakan Bahan Isolasi 12. 13-05-13 Bahan Semikonduktor, Quiz 13. 20-05-13 Komponen Semikonduktor 14. 27-05-13 Superkonduktor (tambahan) 15. 03-06-13 Serat Optik (tambahan)

(11)

Tanggal-tanggal penting : (perkiraan)

UTS : 15 – 20 April 2013

(12)

1. Waktu kuliah 08:00-09:40 kelas A Ketua : Andika 083186900045

2. Waktu kuliah 14:00-15:40 kelas B Ketua :

batas terlambat 15 menit

3. Kunci jawaban tugas, quiz, UTS dan UAS akan diunggah di blog

(13)

Struktur Atom

Struktur atom merupakan satuan dasar materi yang terdiri dari inti atom beserta awan elektron bermuatan negatif yang mengelilinginya.

mengelilinginya.

Inti atom mengandung campuran proton (bermuatan positif) dan neutron (bermuatan netral).

(14)

Struktur Atom

Sekumpulan atom dapat berikatan satu dengan yang lainnya membentuk sebuah molekul.

(15)

Struktur Atom

(16)

Struktur Atom

Model-model Atom

1.Model Atom John Dalton

- atom adalah bagian terkecil suatu unsur

- atom tidak dapat diciptakan, dimusnahkan, terbagi lagi, - atom tidak dapat diciptakan, dimusnahkan, terbagi lagi,

diubah menjadi zat lain

- atom-atom suatu unsur adalah sama dalam segala hal,

(17)

Struktur Atom

Gambar Model Atom

(18)

Struktur Atom

Model-model Atom

2. Model Atom JJ Thomson

- atom merupakan suatu bola bermuatan positif dan didalamnya tersebar elektron-elektron seperti kismis didalamnya tersebar elektron-elektron seperti kismis - jumlah muatan positif sama dengan muatan negatif,

(19)

Struktur Atom

Gambar Model Atom

(20)

Struktur Atom

Model-model Atom

3. Model Atom Rutherford

- atom terdiri dari inti atom yang sangat kecil dengan

muatan positif yang massanya merupakan massa atom muatan positif yang massanya merupakan massa atom tersebut

- elektron-elektron dalam atom bergerak mengelilingi inti tersebut

- banyaknya elektron dalam atom sama dengan

(21)

Struktur Atom

Gambar Model Atom

(22)

Struktur Atom

Model-model Atom

4. Model Atom Niels Bohr

- elektron-elektron dalam mengelilingi inti berada pada tingkat-tingkat energi (kulit) tertentu tanpa menyerap tingkat-tingkat energi (kulit) tertentu tanpa menyerap atau memancarkan energi

- elektron dapat berpindah dari kulit luar ke kulit yang lebih dalam dengan memancarkan energi, atau

(23)

Struktur Atom

Gambar Model Atom

(24)

Struktur Atom

Model-model Atom

5. Model Atom Mekanika Gelombang - elektron tidak mengorbit pada lintasan tertentu

- elektron-elektron berada pada orbital-orbital dengan - elektron-elektron berada pada orbital-orbital dengan

tingkat energi tertentu

- orbital merupakan daerah dengan kemungkinan

(25)

Struktur Atom

Gambar Model Atom

(26)

Struktur Atom

Pita Energi

Elektron dalam sebuah atom tunggal hanya boleh menempati tingkat-tingkat energi boleh menempati tingkat-tingkat energi tertentu.

(27)

Struktur Atom

(28)

Struktur Atom

1. Pita Valensi

Pita valensi adalah pita energi terakhir yang terisi penuh oleh elektron-elektron.

(29)

Struktur Atom

2. Pita Konduksi

(30)

Struktur Atom

3. Pita Terlarang

Pita terlarang adalah pita energi di antara pita valensi dan pita konduksi dimana pita valensi dan pita konduksi dimana elektron-elektron tidak diperbolehkan ada pada pita energi ini.

Energi yang diperlukan untuk

(31)

Struktur Atom

(32)

Struktur Atom

Perbedaan jenis bahan berdasarkan pita energinya :

1. Isolator 1. Isolator

(33)

Struktur Atom

1. Isolator

Bahan-bahan isolator mempunyai pita larangan yang cukup lebar. Untuk larangan yang cukup lebar. Untuk memindahkan elektron dari pita valensi ke pita konduksi diperlukan energi yang lebih besar.

(34)

Struktur Atom

2. Semikonduktor

Bahan-bahan semikonduktor mempunyai pita larangan yang lebih sempit. Untuk pita larangan yang lebih sempit. Untuk memindahkan elektron dari pita valensi ke pita konduksi diperlukan energi yang lebih kecil.

(35)

Struktur Atom

3. Konduktor

Bahan-bahan konduktor tidak mempunyai pita larangan. Antara pita valensi dan pita pita larangan. Antara pita valensi dan pita konduksinya bisa saling bertumpuk.

(36)

Struktur Atom

(37)

Bahan Listrik

(38)

Benda dan Bahan Listrik

Bahan Listrik

(39)

Pentingnya pengetahuan bahan listrik ? 1.Mengetahui jenis bahan

2.Mengetahui sifat bahan

Agar dapat :

1.Memperlakukan/memanfaatkan bahan dengan sebaik-baiknya

(40)

Benda dan Bahan Listrik

Secara umum, bahan dapat dikelompokkan menjadi beberapa jenis :

1.Bahan tambang dan non tambang 2.Bahan renewable dan unrenewable

2.Bahan renewable dan unrenewable

(41)

Logam dan non logam 1. Logam

- besi

- non besi 2. Non logam

(42)

Bahan listrik dapat dikelompokkan menjadi : 1. Bahan penghantar

2. Bahan penyekat

3. Bahan setengah penghantar 4. Bahan magnet

5. Bahan superkonduktor 6. Bahan serat optik

(43)

Benda dan Bahan Listrik

Bahan listrik dapat dikelompokkan menjadi : 1. Bahan penghantar (conductors)

(44)

Bahan listrik dapat dikelompokkan menjadi : 2. Bahan penyekat (insulating materials)

(45)

Bahan listrik dapat dikelompokkan menjadi : 3. Bahan setengah penghantar

(semiconductor materials)

(46)

Bahan listrik dapat dikelompokkan menjadi : 4. Bahan magnet (magnetic materials)

(47)

Benda dan Bahan Listrik

Bahan listrik dapat dikelompokkan menjadi : 5. Bahan superkonduktor

Adalah bahan yang diolah dan

(48)

Bahan listrik dapat dikelompokkan menjadi : 6. Bahan serat optik

(49)

Bahan listrik dapat dikelompokkan menjadi : 7. Bahan khusus

(50)

Benda dan Bahan Listrik

(51)

Sifat bahan : 1. Sifat fisik

- kekuatan (tarik, tekan, …) 2. Sifat kimia

(52)

(53)

- kekuatan (korosi, pelapukan, …) 3. Sifat listrik

(54)

Benda dan Bahan Listrik

Sifat bahan : 1. Sifat fisik 2. Sifat kimia 3. Sifat listrik

(55)

Latihan.

Tuliskan bahan-bahan yang terdapat di dalam ruangan ini.

Jelaskanlah sifat-sifat fisik, kimia dan Jelaskanlah sifat-sifat fisik, kimia dan listriknya.

(56)

Bahan Listrik

(57)

Sifat Listrik Bahan

Jenis Bahan / Material: 1.Murni unsur

- logam (Fe, Hg)

- nonlogam [C (grafit, intan), Si, S] - nonlogam [C (grafit, intan), Si, S] 2.Senyawa

(58)

Sifat Listrik Bahan

Jenis ikatan-kuat antar atom : 1. Ikatan logam

(59)

Sifat Listrik Bahan

Jenis ikatan-kuat antar atom : 1. Ikatan logam :

(60)

Sifat Listrik Bahan

Jenis ikatan-kuat antar atom : 2. Ikatan kovalen :

(61)

Sifat Listrik Bahan

Jenis ikatan-kuat antar atom : 3. Ikatan ionik :

(62)

Sifat Listrik Bahan

Sifat listrik bahan :

1.Jika elektron bergerak bebas, mudah terjadi arus listrik, maka dapat disebut terjadi arus listrik, maka dapat disebut sebagai penghantar listrik (logam).

(63)

Sifat Listrik Bahan

Sifat listrik bahan

3.Jika elektron terikat pada atom, tidak mudah terjadi arus listrik, dapat disebut mudah terjadi arus listrik, dapat disebut sebagai isolator atau non-konduktor

(64)

Sifat Listrik Bahan

1. Tahanan

kemampuan menahan arus listrik 2. Konduktivitas

kemampuan menghantarkan arus listrik kemampuan menghantarkan arus listrik 3. Kekuatan dielektrik

(65)

Sifat Listrik Bahan

Data tahanan-jenis beberapa bahan :

Bahan Tahanan Jenis

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

(66)

Sifat Listrik Bahan

Data kekuatan dielektrik beberapa bahan :

Bahan Kekuatan Dielektrik

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

(67)

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 : permanen :

- jika orientasi dipol listriknya acak, bahannya

“para-elektrik”; dapat agak diorientasikan oleh medan listrik luar.

- jika orientasi dipol listrik antar-tetangga saling

(68)

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

(69)

Sifat Listrik Bahan

Konstanta dielektrik/permitivitas relatif beberapa bahan isolator

Bahan Konstanta Dielektrik Bahan Konstanta Dielektrik

Vakum 1

Udara 1,00054

Lilin, teflon ~2

Polistirena 2,5

Kertas 3,7

Kaca biasa ~4

(70)

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.

(71)

Sifat Listrik Bahan

Tugas Kelompok

1. Tahanan Karbon ( 1, 4, 7) 2. Tahanan Film (2, 5, 8)

3. Dioda (3, 6, 9) 3. Dioda (3, 6, 9)

4. Transistor (10, 13, 16)

5. Isolator gantung (11, 14, 17) 6. Bushing trafo (12, 15, 18)

(72)

Sifat Listrik Bahan

Tugas Kelompok

9. Oscillator kristal (21, 24, 27) 10. Kabel NYA (28, 31, 33)

11. Kabel bawah laut (29, 32, 34) 11. Kabel bawah laut (29, 32, 34) 12. Ligthning arrester (30, 33, 35) 13. Thyristor (36, 39, 42)

14. Solenoida (37, 40, 43)

(73)

Tugas Kelompok

A.Buatlah Kelompok yang terdiri dari maks.3 orang B.Setiap kelompok mengumpulkan informasi

tentang salah satu produk : - konduktor

- isolator

(74)

Tugas Kelompok

C. Kumpulkan informasi dari buku, majalah atau website tentang 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)

(75)

Tugas Kelompok

D.Dikumpulkan 2 minggu

(76)

Bahan Listrik

(77)

Definisi Penghantar

Penghantar ialah suatu benda yang berbentuk logam ataupun non logam yang dapat mengalirkan arus listrik dari satu titik ke titik lain.

ke titik lain.

Penghantar dapat berupa kabel

(78)

Jenis Bahan Konduktor

Bahan-bahan yang digunakan sebagai konduktor harus memenuhi persyaratan berikut :

1. Konduktifitasnya cukup baik 1. Konduktifitasnya cukup baik

2. Koefisien muai panjangnya kecil

(79)

Jenis Bahan Konduktor

Bahan-bahan yang biasa digunakan sebagai konduktor :

1. Logam biasa, seperti : tembaga, alumunium dan besi

alumunium dan besi

(80)

Jenis Bahan Konduktor

Bahan-bahan yang biasa digunakan sebagai konduktor :

(81)

Klasifikasi Konduktor

Klasifikasi konduktor menurut bahannya :

1. Kawat logam biasa, contoh : BCC (bare copper conductor) dan AAC (all alumunium conductor)

alumunium conductor)

2. Kawat logam campuran(alloy), contoh : AAAC (all alumunium alloy conductor)

(82)

Klasifikasi Konduktor

Klasifikasi konduktor menurut bahannya :

(83)

Klasifikasi konduktor menurut konstruksinya: 1. Kawat padat (solid wire) berpenampang

bulat

2. Kawat berlilit (stranded wire) terdiri dari 7 2. Kawat berlilit (stranded wire) terdiri dari 7 sampai 61 kawat padat yang dililit menjadi satu

(84)

Klasifikasi konduktor menurut isolasinya:

1. Konduktor telanjang

(85)

Karakteristik Konduktor

Ada dua jenis karakteristik konduktor, yaitu :

1. Kekuatan mekanik, contoh : kekuatan tarik

tarik

(86)

Resistifitas Listrik

Resistifitas listrik adalah kemampuan suatu bahan dalam menahan arus listrik. Resistifitas listrik dinyatakan sebagai :

R = tahanan dalam bahan (Ω)

ρ = tahanan jenis bahan (Ω.mm2_/m) = panjang bahan (m)

A = luas penampang bahan (mm2₎

(87)

Koefisien Temperatur Hambatan

besarnya perubahan tahanan akibat perubahan suhu dinyatakan oleh :

)]

(

1

[

₀

0

t

R

=

+

α

−

R = tahanan akhir setelah perubahan suhu (Ω) R₀ = tahanan awal sebelum perubahan suhu (Ω)

α = koefisien temperatur bahan t = temperatur akhir (o_C)

t₀ = temperatur awal (o_C)

(88)

Penamaan Konduktor

1. Penghantar N – tembaga

NA – alumunium 2. Isolasi

(89)

Penamaan Konduktor

3. Selubung dalam

G – karet

2G – karet butyl K – timah hitam K – timah hitam

KL – alumunium dengan permukaan licin KWK – selubung dari XLPE

Y – selubung dari PVC

(90)

Penamaan Konduktor

4. Perisai

B – pita baja F – baja pipih

L – jalinan kawat baja

Q – kawat baja berlapis seng R – kawat baja bulat satu lapis RR – kawat baja bulat dua lapis

(91)

Penamaan Konduktor

5. Spiral

D – spiral anti tekan

Gb – spiral dari pita baja 6. Selubung luar

A – selubung dari yute

(92)

Penamaan Konduktor

7. Bentuk penghantar kabel se – sektor pejal

sm – sektor serabut re – bulat pejal

(93)

Penamaan Konduktor

Contoh 1.

kabel : NYY 4x6mm2_{, 0.6/1kV}

artinya kabel 4 inti berpenghantar tembaga masing-masing penghantar tembaga masing-masing penghantar luasnya 6mm2 _{berbentuk bulat pejal.}

(94)

Penamaan Konduktor

Contoh 2.

kabel : NYM – O 4x2mm2 300/500V

(95)

Bahan Listrik

(96)

Semikonduktor

Peralatan elektron :

- Teknologi tabung gas

(97)

Bahan Semikonduktor

Bahan pembentuk semikonduktor : - Germanium

- Silikon

(98)

Bahan Semikonduktor

Bahan pembentuk semikonduktor : - Germanium

Konduktivitas tinggi

(99)

Bahan Semikonduktor

Bahan pembentuk semikonduktor : - Silikon

Konduktivitas lebih rendah dari Germanium

Germanium

Digunakan untuk dioda dan transistor daya tinggi

(100)

Bahan Semikonduktor

Bahan pembentuk semikonduktor : - Galium Arsenide

(101)

Bahan Semikonduktor

(102)

Bahan Semikonduktor

(103)

Ketidakmurnian

Ketidakmurnian bahan semikonduktor : 1.Jenis p

(104)

Ketidakmurnian

Ketidakmurnian bahan semikonduktor : 1. Jenis-p

• Mengandung aluminium, • Mengandung aluminium,

gallium atau indium • Memiliki kekurangan

elektron pada atomnya (bermuatan positif)

(105)

Ketidakmurnian

Ketidakmurnian bahan semikonduktor : 2. jenis-n

• Mengandung arsenic dan • Mengandung arsenic dan

antimony

• Memiliki kelebihan elektron pada atomnya (bermuatan negatif)

(106)

Sambungan Semikonduktor

(107)

Sambungan Semikonduktor

(108)

Sambungan Semikonduktor

(109)

Semikonduktor

(110)

Semikonduktor

(111)

Semikonduktor

Kuis.

Jelaskan perbedaan semikonduktor jenis p dan semikonduktor jenis n !

(112)

Bahan Listrik

(113)

Ujian Tengah Semester S1-A

1. Gambarkan dan jelaskan perbedaan pita energi bahan konduktor dan isolator

2. Jelaskan sifat listrik bahan berdasarkan ikatan kimianya

kimianya

3. Jelaskan klasifikasi konduktor berdasarkan bahannya

4. Tentukan R jika ro=10 Ohm

5. Gambarkan dan jelaskan kurva karakteristik sambungan p-n

(114)

Ujian Tengah Semester S1-B

1. Jelaskan ciri-ciri struktur atom bahan isolator ! 2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan bahan

ferro elektrik dan berikan contoh

penggunaannya! penggunaannya!

3. Jelaskan perbedaan antara kawat berlilit dan kawat berongga !

4. Tentukan R jika ro=10 Ohm

5. Jelaskan proses pembentukan bahan

semikonduktor jenis-p dan jenis-n !

(115)

Bahan Listrik

(116)

Isolator Padat

a.Bahan Isolator

Bahan-bahan yang biasa digunakan dalam pembuatan isolator :

1. poliester 2. resin

(117)

Bahan Isolator

1. poliester

• dibentuk dari poliester poliglass yang diperkuat dengan fiberglass

• tidak mudah pecah

• mempunyai karakteristrik listrik dan mekanik • mempunyai karakteristrik listrik dan mekanik

yang tinggi

• dapat digunakan pada temperatur ruang yang

(118)

Bahan Isolator

2. resin

• dibentuk dari polimeric epoxyresin atau

cycloalphatic resin dapat juga diperkuat dengan fiber glass atau fiber carbon

• Mempunyai ketahanan mekanik dan ketahanan • Mempunyai ketahanan mekanik dan ketahanan

terhadap bahan kimia yang baik

(119)

Bahan Isolator

3. porselin

• Porselin terbuat dari tanah liat china (China Clay) yang terdapat di alam dalam bentuk

aluminium silikat yang dicampur dengan kaolin fealspar dan Quarts

dengan kaolin fealspar dan Quarts (kwarsa).

• Kemudian campuran ini dipanaskan

(120)

Bahan Isolator

3. porselin

• Untuk pembuatan isolator porselin

diperlukan suhu berkisar antara

(121)

Bahan Isolator

4. Micaver (mika)

• dibentuk dari bahan-bahan

mineral yang tahan terhadap panas

• mempunyai karakteristrik listrik • mempunyai karakteristrik listrik

[image:121.792.558.722.163.426.2]

maju dan mundur yang aman

(122)

Bahan Isolator

4. micaver (mika)

• dapat beroperasi hingga temperatur 350oC

(123)

Isolator Padat

b.Jenis Isolator

Isolator untuk saluran transmisi diklasifikasikan menurut penggunaan dan konstruksinya menjadi :

1. Isolator gantung (suspension) 2. Isolator pasak (pin)

3. Isolator batang panjang (long-rod) 4. Isolator pos-saluran (line post)

(124)

Jenis Isolator

1. Isolator gantung (suspension)

(125)

Jenis Isolator

2. Isolator pasak (pin)

Isolator pasak adalah isolator yang memiliki pasak baja yang disekrup pada bagian bawahnya. Digunakan untuk keperluan sendiri-sendiri, karena kekuatan mekanisnya rendah sehingga mekanisnya rendah sehingga tidak dibuat dalam ukuran-ukuran yang besar.

(126)

Jenis Isolator

3. Isolator batang panjang (long-rod)

Isolator batang panjang mempunyai sedikit bagian logam sehingga tidak mudah menjadi rusak. Bentuk rusuknya yang sederhana menyebabkan isolator batang panjang mudah tercuci oleh hujan, sehingga mudah tercuci oleh hujan, sehingga tepat untuk penggunaan pada tempat-tempat yang banyak dikotori oleh garam atau debu.

(127)

Jenis Isolator

4. Isolator pos saluran

Isolator pos saluran terbuat dari porselin dengan pasak baja yang dipasang pada bagian bawah isolator. Isolator jenis ini terletak pada bagian ujung saluran.

(128)

Karakteristik Listrik Isolator

Karakteristik listrik isolator dibagi menjadi :

(129)

Karakteristik Listrik Isolator

(130)

2.Tegangan lompatan api frekuensi rendah basah Tegangan lompatan api frekuensi rendah basah adalah tegangan lompatan api yang terjadi bila tegangan diterapkan diantara kedua elektroda tegangan diterapkan diantara kedua elektroda isolator yang basah karena hujan atau dibasahi untuk menirukan keadaan hujan

(131)

Karakteristik Listrik Isolator

3. Tegangan lompatan api impuls

Tegangan lompatan api impuls adalah tegangan lompatan api yang terjadi bila tegangan impuls

dengan gelombang standar diterapkan.

(132)

[image:132.792.69.714.206.516.2]

Tabel. Karakteristik Listrik Isolator Gantung 250 mm

teg. lompatan api teg. lompatan api

Jumlah piringan frekuensi rendah (kV) impuls (kV) kering basah positif negatif

2 155 90 255 255 3 215 130 355 345 4 270 170 440 415 5 325 215 525 495 6 380 255 610 585

… … … … …

(133)

Perlengkapan Isolator

Yang termasuk dalam kategori perlengkapan isolator adalah pasangan-pasangan logam dan perlengkapan-perlengkapan lainnya untuk menghubungkan penghantar, isolator dan tiang transmisi.

(134)

Perlengkapan Isolator

1. Pasangan isolator

(135)

2.Tanduk Api

(136)

3. Jepitan

(137)

.

(138)

(139)

(140)

(141)

(142)

(143)

(144)

(145)

(146)

(147)

(148)

(149)

Bahan Listrik

(150)

Sejarah Magnet

Kata “magnet” berasal dari bahasa yunani magnitis lithos yang berarti batu magnesia.

(151)

Sejarah Magnet

• 1600 : Dr. William Gilbert menerbitkan

eksperimen awal yang sistematis tentang magnetisme dengan judul "De Magnete".

• 1819 : Oerstead menemukan

hubungan antara magnet and listrik hubungan antara magnet and listrik dari percobaan sebuah kawat yang dialiri arus akan membelokkan jarum kompas

• 1825 : Sturgeon menemukan

elektromagnet.

(152)

Sejarah Magnet

• 1895 : Curie mengeluarkan Hukum

Curie tentang temperatur kerja magnet.

• 1905 : Langevin mengemukakan teori

diamagnetisme and paramagnetisme.

• 1906 : Weiss mengemukakan teori • 1906 : Weiss mengemukakan teori

ferromagnet.

• 1920an : Fisika magnet berkembang

(153)

Medan Magnet

Gerak mengorbit dan gerak spin elektron

dalam atom

menimbulkan medan magnet.

magnet.

Kombinasi kedua

(154)

Contoh Bahan Magnet

• Lodestone:

(155)

Contoh Bahan Magnet

• Magnet Baja Carbon:

Ditemukan sejak abad ke-18. Baja ini dicampur dengan tungsten dan atau chromium. Memiliki saturasi magnet yang tinggi, jauh diatas Lodestone, yang tinggi, jauh diatas Lodestone, namun harus dibuat dalam bentuk

batangan untuk menghindari

(156)

Contoh Bahan Magnet

• Magnet Alnico

(alloy yang dibentuk dari Al, Ni dan Co)

(157)

Contoh Bahan Magnet

• Magnet Cobalt Platinum :

(158)

Contoh Bahan Magnet

• Magnet Ferit Keras :

(BaFe₁₂O₁₉ atau SrFe₁₂O₁₉)

Banyak digunakan untuk keperluan komersil. Produksi energinya rendah. Mudah didapatkan sehingga harganya Mudah didapatkan sehingga harganya murah dan dapat digunakan untuk

bentuk-bentuk magnet yang

(159)

Contoh Bahan Magnet

• Samarium Cobalt:

(160)

Contoh Bahan Magnet

• Magnet Neodymium Iron Boron:

Memiliki saturasi magnet yang tinggi

dan ketahanan terhadap

demagnetisasi yang cukup

baik. Temperatur Curienya 312 C baik. Temperatur Curienya 312 C

sehingga membatasinya dari

penggunaan pada suhu tinggi, tetapi dengan penambahan Co dan Dy dapat meningkatkan karakteristik

temperaturnya tetapi juga

(161)

Contoh Bahan Magnet

• Samarium Iron Nitride:

Masih dalam tahap pengembangan, merupakan bahan magnet permanen yang cukup menjanjikan dengan ketahanan demagnetisasi yang tinggi, ketahanan demagnetisasi yang tinggi, magnetisasi yang tinggi, lebih tahan terhadap korosi dan temperatur tinggi

dibandingkan dengan magnet

(162)

Permeabilitas Magnet

Permeabilitas magnet (Permeability) adalah ukuran kemampuan atau daya

dukung suatu bahan dalam

pembentukan medan magnet melalui bahan itu sendiri

(163)

Suseptibilitas Magnet

(164)

Klasifikasi Bahan Magnet

1. Diamagnetik 2. Paramagnetik 3. Ferromagnetik

(165)

1. Diamagnetik

• Atom – atom bahan diamagnetik tidak

memiliki momen maget

(166)

2. Paramagnetik

• Atom – atom bahan paramagnetik

memiliki momen maget yang acak

(167)

3. Ferromagnetik

• Atom – atom bahan ferromagnetik

memiliki momen maget yang seragam dan searah

dan searah

(168)

Klasifikasi Bahan Magnet

4. Antiferromagnetik

• Atom – atom bahan antiferromagnetik

memiliki momen maget yang seragam tetapi arahnya saling berlawanan tetapi arahnya saling berlawanan (saling meniadakan)

(169)

Kurva Momen Magnet

Kurva momen magnet adalah kurva yang dibentuk oleh besaran medan magnet dan momen magnet.

(170)

Kurva Momen Magnet

(171)

Kurva Momen Magnet

(172)

Kurva Momen Magnet

(173)

Kurva Momen Magnet

(174)

(175)

Contoh Penggunaan Magnet

• Pita Magnetis

(176)

Bahan Media Rekam Magnetis

Polarisasi Ukuran Bentuk

Bahan saturasi partikel partikel

(mT) (mm)

Fe₂O₃ 440 0.5x0.1 jarum

CrO₂ 600 0.4x0.05 jarum

Fe 2100 0.15x0.05 jarum

(177)

(178)

(179)

(180)

Bahan Magnet

(181)

Bahan Listrik

(182)

Superkonduktor

Konsep superkonduktor :

Suatu bahan yang dapat mengalirkan arus listrik tanpa tahanan listrik sedikitpun.

listrik tanpa tahanan listrik sedikitpun.

(183)

Superkonduktor

• Suatu bahan yang terdiri dari campuran

unsur-unsur tertentu yang dapat mengalirkan arus listrik tanpa tahanan pada suhu yang sangat rendah.

suhu yang sangat rendah.

• Arus yang mengalir pada rangkaian

tertutup dari bahan superkonduktor akan terus mengalir selamanya

• Superkonduktivitas ini disebut juga sebagai

(184)

Superkonduktivitas

Suatu fenomena yang terjadi pada suatu bahan jika berada pada suhu yang sangat rendah akan menunjukkan ciri-ciri :

• resistansi menjadi nol • resistansi menjadi nol

• bersifat menolak medan magnet

(185)

Superkonduktivitas dapat terjadi pada :

• Bahan konduktor murni (Aluminium) • Berbagai campuran logam (alloy)

(186)

Superkonduktivitas tidak terdapat pada:

• Emas

• Perak

(187)

Sejarah Superkonduktor

• 1911. Heike Kamerlingh mendinginkan air

raksa (mercury) dalam helium cair pada suhu 4oK (-269oC) dan mendapati resistansinya nol

resistansinya nol

• 1933. Walter Meissner menemukan jika

(188)

Sejarah Superkonduktor

• 1941. Ditemukan niobium-nitride yang

menjadi superkonduktor pada suhu 16oK

• 1980. Ditemukan bahan superkonduktor

dengan bahan dasar karbon (bahan dengan bahan dasar karbon (bahan organik)

• 1986. Ditemukan bahan superkonduktor

(189)

Sejarah Superkonduktor

• 1993. Ditemukan paduan raksa, thalium,

barium, kalsium, tembaga dan oksigen yang menjadi superkonduktor pada suhu 138oK (suhu tertinggi)

(190)

Temperatur Kritis (Tc)

Ketika temperatur bahan diturunkan dari temperatur ruang normal sampai pada batas temperatur tertentu bahan ini akan memiliki sifat superkonduktor

memiliki sifat superkonduktor

(191)

Temperatur Kritis (Tc)

• Merkuri Padat (4,2oK)

(192)

Efek Meissner

Ketika suatu bahan diturunkan

temperaturnya sampai pada temperatur kritis superkonduktornya maka bahan tersebut akan memiliki sifat magnet yang tersebut akan memiliki sifat magnet yang baru :

1. Bahan bukan magnet menjadi magnet

2. Dapat mengikat/mengunci fluks magnet lain

(193)