BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Elektroda Bola
Pengukuran tegangan tinggi dengan elektroda bola pada kenyataannya dipengaruhi beberapa hal, salah satunya adalah keadaan udara. Dalam prakteknya, keadaan udara saat pengujian tidak selalu sama dengan keadaan standar. Oleh karena itu hasil pengukuran pada keadaan udara sembarang adalah sebagai berikut:
= δ s
(2.1)dimana :
= Tegangan sela bola pada saat pengujian (keadaan udara sembarang) s = Tegangan tembus sela bola standar
δ = faktor koreksi udara
Faktor koreksi udara tergantung kepada suhu dan tekanan udara, besarnya adalah sebagai berikut :
δ = . (2.2)
dimana :
P = Tekanan (mmHg) θ = Suhu (°C)
kondisi standar jika temperaturnya 20°C, tekananan 760 mmHg dan kelembaban nya mutlak 11 g/m3. Pada kondisi udara standar ini, sela bola akan mengalami tembus listrik pada suatu nilai tegangan tetap dan sudah diketahui, asalkan medan elektrik pada sela bola uniform [4].
Pada Gambar 2.1 dan Gambar 2.2, ditunjukkan elektroda bola standar yang disusun horizontal dan vertikal. Salah satu elektroda dihubungkan ke terminal tegangan tinggi yang hendak diukur, sedangkan elektroda bola yang lain ditanahkan. Sebuah resistor disusun seri dengan elektroda bola, agar ketika udara mengalami tembus listrik, besar arus hubung singkat dapat dibatasi dan osilasi pada sumber tegangan dapat diredam dengan cepat. Nilai resistor ini 100-1000 kiloOhm pada pengukuran tegangan tinggi ac dan dc, dan tidak lebih dari 500 Ohm pada pengukuran tegangan tinggi impuls.
Syarat-syarat agar medan elektrik pada sela bola uniform adalah 1. Diameter bola sama.
2. Letak kedua elektroda harus satu sumbu.
3. Panjang sela tidak lebih dari setengah diameter bola.
4. Titik percikan elektroda bola bertegangan tinggi harus memiliki jarak bebas(clearance)[1].
S
D
dipertahankan tetap bersih tetapi tidak perlu dipoles. Jika ada lubang yang terjadi akibat tembus listrik yang berulang-ulang maka elektroda harus dibersihkan.
Untuk memperoleh ketelitian yang tinggi, hal-hal ini diperhatikan : 1. Jarak sela (S) < Diameter (D).
2. Jarak sela > 5 % jari-jari elektroda. 3. Permukaan elektroda tidak boleh berdebu.
4. Elektroda harus licin (jangan dibersihkan dengan pembersih kasar). 5. Jarak benda disekitar elektroda > (0,25 + VBD/ 300) m.
6. Untuk mencegah osilasi saat percikan, sebuah resistor yang tahanannya > 500 ohm diserikan degan elektroda bola. [4]
Gambar 2.1 Elektroda Bola Susunan Horizontal
Gambar 2.2 Elektroda Bola Susunan Vertikal.
2.2 Distribusi Medan Listrik Pada Permukaan Elektroda Bola
Distribusi medan listrik pada elektroda bola bisa terjadi pada permukaan yang rata dan permukaan yang tidak rata. Permukaan rata merupakan permukaan yang sangat halus dan bentuknya sama sedangkan permukaan yang tidak rata merupakan permukaan yang mengalami perubahan bentuk karena pengaruh dari luar seperti benturan, polusi dan lain-lain. Distribusi medan listrik pada permukaan tidak rata lebih tinggi dibandingkan permukaan yang rata.
2.2.1 Distribusi Medan Listrik Pada Permukaan Yang Rata
Distribusi medan listrik pada dua elektroda bola dengan permukaan yang rata dapat dilihat pada Gambar 2.3 di bawah ini. Pada Gambar 2.3 terlihat bahwa distribusi medan listrik di setiap titik adalah sama atau uniform. dengan permukaan yang halus atau sama maka medan listrik disekitar elektroda bola juga sama, sehingga tidak ada gaya yang mendorong pergerakan elektron terlepas dari molekulnya.
Gambar 2.3 Distribusi medan listrik diantara dua elektroda bola dengan permukaan yang rata
2.2.1 Distribusi Medan Listrik Pada Permukaan Yang Tidak Rata
Gambar 2.4 Distribusi medan listrik diantara dua elektroda bola dengan permukaan yang tidak rata.
Pada Gambar 2.4 terlihat bahwa distribusi medan listrik di setiap titik tidak serba sama atau non uniform. Ini disebabkan adanya bagian yang runcing di salah satu atau beberapa titik pada elektroda bola. Sehingga distribusi medan magnet antara bahagian yang runcing dengan yang rata tidaklah sama. Medan listrik pada bahagian yang runcing lebih rapat dibandingkan dengan medan listrik pada bahagian yang rata atau EB > EA. Ini menyebabkan bagian yang runcing
mengalami gaya yang lebih besar dibandingkan dengan bagian yang rata, atau :
a
Ea = Medan elektrik pada elektroda bola a Eb = Medan elektrik pada elektroda bola b Fa = Gaya yang timbul pada elektroda bola a Fb = Gaya yang timbul pada elektroda bola
2.3 Pengaruh Temperatur Terhadap Tegangan Tembus Udara
Jika temperatur udara mengalami kenaikan, maka molekul-molekul udara akan bersikulasi dengan kecepatan tinggi sehingga terjadi benturan antar molekul dengan molekul. Jika temperatur semakin tinggi, maka kecepatan molekul semakin tinggi. Sehingga benturan antar molekul semakin keras dan dapat membuat terlepasnya elektron dari molekul netral. Terlepasnya elektron dari molekul netral menyebabkan banyaknya elektron-elektron bebas diudara. Banyaknya elektron diudara akan memungkinkan terjadinya tembus listrik pada udara tersebut.
Gambar 2.6 Peristiwa terlepasnya elektron dari molekul netral akibat kenaikan temperatur.
2.4 Pengaruh Objek Sekitar Terhadap Pengukuran Dengan Elektroda
Bola-Bola
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi tegangan tembus pada pengukuran dengan elektroda bola di antaranya adalah:
1. Objek di sekitar elektroda bola, 2. Kondisi dan kelembaban udara,
4. Polaritas dan kenaikan waktu gelombang tegangan.
Gambar 2.6 menunjukkan bentuk medan listrik yang terbentuk akibat pengaruh objek di sekitar elektroda bola.
Gambar 2.6 Pengaruh Objek Terhadap Pengukuran Elektroda Bola-Bola
2.5 Korosi
Korosi adalah teroksidasinya suatu logam. Korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi dengan lingkungan yang korosif. Korosi dapat juga diartikan sebagai serangan yang merusak logam karena logam bereaksi secara kimia atau elektrokimia dengan lingkungan. Korosi juga akan membuat bentuk permukaan suatu logam berubah.
2.5.1 Faktor yang mempengaruhi Korosi
Korosi pada permukaan suatu logam dapat dipercepat oleh beberapa faktor, antara lain:
1. Kontak Langsung logam dengan H2O dan O2
2. Kontak dengan Elektrolit 3. Keberadaan Zat Pengotor 4. Temperatur
