Material Konduktor

Ryani Andryani 14708251107Ary Gunawan 14708251033

Pengertian

Konduktor adalah suatu bahan yang memiliki kemampuan untuk menghantarkan arus listrik sangat besar sehingga memiliki nilai konduktivitas yang besar dibandingkan semikonduktor dan isolator .Konduktor yang baik memiliki tahanan jenis yang kecil.Suatu konduktor adalah suatu material dimana elektron tidak kuat terikat ke nukleus pusat dan sehingga dapat bebas mengalir di sekitar material secara acak dari satu atom ke atom lain.

Suatu konduktor adalah suatu material dimana elektron tidak kuat terikat ke nukleus pusat dan sehingga dapat bebas mengalir di sekitar material secara acak dari satu atom ke atom lain (a).

Apabila suatu baterai dipasang pada konduktor, elektron bebas akan mengalir dalam satu arah saja. Elektron bebas yang dekat dengan pelat positif baterai tertarik ke pelat karena muatan yang berbeda tanda akan saling tarik menarik, dan elektron bebas dekat dengan pelat negatif akan terdorong dari terminal negatif, sehingga jumlah elektron dalam konduktor akan tetap konstan (b).

Pita Energi Konduktor

Pita elektron

Pita valensi Pita konduksi

Menggambarkan tingkat energi yang

dimiliki elektron

Band gapSelisih atau celah energi antara pita

valensi dengan pita konduksi

Pita energi yang terisi oleh

elektron valensi

Pita energi diatas pita valensi, yang

akan terisi elektron konduksi

Pita konduksi terisi sebagian, jika ada medan listrik luar, elektron akan memperoleh tambahan energi sehingga berpindah yang berakibat timbul arus listrik. (overlapp)

Logam digolongkan dalam konduktor karena memiliki muatan bebas (elektron yang terdelokalisir) dalam jumlah banyak.

Logam memiliki ikatan elektron valensi yang sangat lemah sehingga mudah bergerak melalui seluruh strukturnya bila dikenai gaya oleh suatu medan magnet.

Jenis Logam Konduktor

Logam biasa : tembaga, aluminium, besi, dsb

Logam campuran (alloy) : logam dari tembaga atau aluminium yang diberi campuran dalam jumlah tertentu dari logam jenis lain, yang gunanya untuk menaikkan kekuatan mekanisnya. memperoleh sifat yang diinginkan

Logam paduan (composite), yaitu dua jenis logam atau lebih yang dipadukan dengan cara kompresi, peleburan, atau pengelasan.

Karakteristik Konduktor

1. Karakteristik mekanik, yang menunjukkan keadaan fisik dari konduktor yang menyatakan kekuatan tarik daripada konduktor.

2. Karakteristik listrik, yang menunjukkan kemampuan dari konduktor terhadap arus listrik yang melewatinya.

1. Daya Hantar Listrik

Sifat Bahan Konduktor

Arus yang mengalir dalam suatu penghantar selalu mengalami hambatan dari penghantar itu sendiri. Dimana

R : hambatan dalam penghantar (Ω); ρ : hambatan jenis bahan (Ωmm2/m); l : panjang penghantar (m); A : luas penampang kawat penghantar (mm2)

2. 3. 4. 5.

A

lR

1. Daya Hantar Listrik

2. 3. 4. 5.

Jenis bahan Hambatan jenis (ρ) (Ωm)

Emas 4,3 x 10-7

Tembaga 6,0 x 10-7

Aluminium 3,8 x 10-7

Platina 0,94 x 10-7

Baja 4,0 x 10-7

2. Koefisien Suhu Tahanan

Besar resistivitas bervariasi terhadap suhu, yang dapat diterangkan dengan teori zat padat khususnya ikatan atom.

Pada konduktor: suhu naikresistivitas naik

Elektron tidak terikat kuat, sehingga ketika suhu naik atom-atom akan bervibrasi dengan lebih cepat sehingga menghalangi gerakan elektron yang menyebabkan suhu tahanan naik.

1. 3. 4. 5.

2. Koefisien Suhu Tahanan

Bahan akan memuai jika temperatur suhu naik dan akan menyusut jika temperatur suhu turun. Dimana :

R : besar hambatan setelah terjadi perubahan suhu; R0: besar hambatan awal; t: suhu akhir (0C); t0: suhu awal (0C); α: koefisien suhu tahanan

1. 3. 4. 5.

00 1 ttRR

2. Koefisien Suhu Tahanan

1. 3. 4. 5.

Nama Bahan Tahanan Jenis (α)

(1/0C)

Nama Bahan Tahanan Jenis (α)

(1/0C)

Perak 0,016 Wolfram 0,05

Tembaga 0,0175 Seng 0,06

Cobalt 0,022 Kuningan 0,07

Emas 0,022 Nikel 0,079

Aluminium 0,03 Platina 0,1

Molibdin 0,05 Timah Putih 0,12

2. Koefisien Suhu Tahanan

Bahan penghantar yang paling banyak digunakan adalah tembaga,karena tembaga merupakan bahan yang paling baik setelah perak dan harganya murah serta mudah ditemukan.

1. 3. 4. 5.

3. Daya Hantar Panas

Daya hantar panas menunjukkan jumlah panas yang melalui lapisan bahan tiap satuan waktu.

1. 2. 4. 5.

4. Daya Tegangan Tarik

Sifat mekanis bahan sangat penting, terutama untuk hantaran diatas tanah sehingga perlu diketahui kekuatannya menyangkut penggunaan dalam pendistribusian tegangan tinggi.

1. 2. 3. 5.

5. Data Elektro-motoris Termo

Sifat ini sangat penting terhadap dua titik kontak dari dua bahan logam yang berlainan jenis, karena dalam suatu rangkaian arus akan menimbulkan daya elektro-motoris termo apabila terjadi perubahan suhu.

1. 2. 3. 4.

Siti Mu’minah. (2015). Tugas Fisika Zat Padat. Dikases dari http://www.academia.edu/4950552/TUGAS_FISIKA_ZAT_PADAT.

Putu Nopa Gunawan. (2012). Material Elektro Teknik. Universitas Hasanuddin:

Linsley, Trevor. (2004). Instalasi Dasar Listrik. Terjemahan Mirza Satriawan. Jakarta: Erlangga.

Asyari D Yunus. (2010). Struktur dan Sifat Material. Jakarta: Universitas Darma Persada. Diakses dari http://ft.unsada.ac.id/wp-content/uploads/2010/04/bab5-8-sm.pdf

Brian Wiryandito. (2015). Sifat-sifat Bahan. Diakses dari http://www.academia.edu/8641342/SIFAT-SIFAT_BAHAN.

Material yang dapat di aliri arus listrik, memiliki

sifat penghantar arus listrik, namun memiliki

resistensi (hambatan) disebut ….

A. Konduktor

B. Semi konduktor

C. Isolator

D. Campuran

JAWABAN : A

Soal 1

Perhatikan contoh benda berikut!

1) Kaca

2) Besi

3) Aluminium

4) Karet

Bahan yang termasuk konduktor ditunjukkan nomor ….

A. 1) dan 2)

B. 1) dan 4)

C. 2) dan 3)

D. 2) dan 4)

JAWABAN : C

Soal 2

Bahan-bahan yang dipakai untuk konduktor harus

memenuhi persyaratan-persyaratan sebagai berikut,

kecuali ….

A. Kekuatan mekanisnya (kekuatantarik) cukup tinggi

B. Konduktifitasnya tidak baik

C. Koefisien muai panjangnya kecil

D. Modulus kenyalnya (modulus elastisitas) cukupbesar

JAWABAN : B

Soal 3

Setiap penghantar memiliki hambatan jenis

masing-masing yang disebut resisivitas. Satuan

resisivitas dinyatakan dalam …

A. Ω

B. Ωm

C. Ωm-1

D. Ωm2

JAWABAN : B

Soal 4

Perhatikan pernyataan berikut!

1) Semakin kecil ukuran kawat, semakin besar hambatannya

2) Semakin panjang kawat, semakin besar hambatannya

3) Semakin besar ukuran kawat, semakin besar hambatannya

4) Semakin besar hambatan jenis kawat, semakin kecil

hambatannya

Hubungan antara panjang kawat, hambatan jenis, dan ukuran kawat

(luas penampang) yang benar adalah …

A. 1) dan 2)

B. 1) dan 4)

C. 2) dan 3)

D. 2) dan 4)

JAWABAN : A

Soal 5

Suatu bahan “X” sepanjang 1 m dan memiliki luas

penampang 100 cm2. Jika resisivitas bahan 0,0002

Ωm, hambatan kawat tersebut adalah .......

A. 20,0 Ω

B. 2,00 Ω

C. 0,20 Ω

D. 0,02 Ω

JAWABAN : D

Soal 6

Diketahui = 1 m = 100 cm2 = 10-2 m2

= 0,0002 ΩmDitanya R= ….? Ω

Jawab= = 0,02 Ω

Soal 7

Segulungan kabel berisolasi mineral inti-tunggal yang panjangnya 200 m diuji dan resistansi konduktornya ternyata 1,6 Ω. Nilai resistansi konduktor sesungguhnya untuk kabel ini yang panjangnya 75 m ......

A. 0,2 ΩB. 0,6 ΩC. 0,8 ΩD. 1,0 Ω

JAWABAN : B

Resistansi konduktor sebenarnya

6,06,1200

75R

Soal 8

Sebuah termometer hambatan terbuat dari platina (α=3,92 x 10-3/0C). Pada suhu 200C, hambatannya 50Ω. Sewaktu dicelupkan ke dalam bejana berisi logam indium yang sedang melebur, hambatan termometer naik menjadi 76,8 Ω. Titik lebur indium tersebut adalah .....

A. 136,7 0CB. 150,5 0CC. 156,70CD. 160,50C

JAWABAN : C

Titik lebur:

00 1 ttRR

Cttt

CR

RRtt

00

03

0

00

7,1567,13620

7,1361092,350

508,76

Soal 9

Kawat tembaga panjangnya 15 m memiliki luas penampang 5 mm2. Jika hambatan jenisnya 1,7 x 10-8 Ωm, berapakah hambatan kawat tembaga?

A. 1,2 x 10-2 ΩB. 5,1 x 10-2 ΩC. 7,5 x 10-2 ΩD. 8,5 x 10-2 Ω

JAWABAN : B

Diketahui = 15 m = 5 mm2 = 5 x10-6 m2

= 1,7 x 10-8ΩmDitanya R= ….? Ω

Jawab= = 5,1 x 10-2 Ω

Soal 10

Dua kawat A dan B luas penampangnya sama dan terbuat dari bahan yang sama. Panjang kawat A tiga kali panjang kawat B. Jika hambatan kawat A 150 Ω, berapakah hambatan kawat B?

A. 30 ΩB. 50 ΩC. 150 Ω D. 450 Ω

JAWABAN : B

Diskusi

Bahan konduktor, aplikasi dalam kehidupan sehari-hari?

Konduktor akan mempengaruhi kekuatan mekanis? Proses?

Sifat bahan penghantar arus listrik? A. Paramagnetik B. Ferromagnetik C. Diamagnetik

Hubungan Kelistrikan dan Kemagnetan pada Konduktor

Kelistrikan: elektron valensi mudah lepas/ tidak…

Kemagnetan: dari spin (gerakan e memutari sumbunya) sifat magnet

Spin berpasangan: sifat magnet tidak tampak

Spin tidak berpasangan: menimbulkan sifat magnet

Daya hantar listrik tidak berkaitan dengan sifat kemagnetan.