Konduktor Baik_Revisi
-
Upload
agusraharja -
Category
Documents
-
view
239 -
download
0
description
Transcript of Konduktor Baik_Revisi
BAHAN LISTRIK
“PENGGUNAAN TEMBAGA SEBAGAI BAHAN
KONDUKTOR YANG BAIK PADA KABEL LISTRIK”
Oleh :
Nama : I Kadek Agus Wahyu Raharja
NIM : 1404405060
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS UDAYANA
2014
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur saya panjatkan ke Hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena
berkat limpahan Rahmat-Nya sehingga saya dapat menyusun makalah ini dengan
baik dan tepat pada waktunya. Dalam makalah ini saya membahas mengenai tembaga
sebagai bahan penghantar listrik ( konduktor ) yang baik pada kabel listrik.
Makalah ini dibuat dengan beberapa bantuan dari berbagai pihak untuk
membantu menyelesaikan tantangan dan hambatan selama mengerjakan makalah ini.
Oleh karena itu, saya mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada
semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan makalah ini.
Saya menyadari bahwa masih banyak kekurangan yang mendasar pada makalah
ini. Oleh karena itu kami mengundang pembaca untuk memberikan saran serta kritik
yang dapat membangun kami. Kritik konstruktif dari pembaca sangat saya harapkan
untuk penyempurnaan makalah selanjutnya.
Akhir kata saya mengucapkan terimakasih atas dukungan dan perhatiannya.
Semoga makalah ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca.
Denpasar , November 2014
Penulis
ii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR............................................................................................ i
DAFTAR ISI…………………………………………………………………....… ii
BAB I PENDAHULUAN………………………………………………………… 1
1.1 Latar Belakang………………………………………………………….. 1
1.2 Rumusan Masalah………………………………………………………. 2
1.3 Tujuan…………………………………………………………………... 2
1.4 Manfaat……………………………………………………………….... 2
BAB II PEMBAHASAN......................................................................................... 3
2.1 Landasan Teori………………………………………………………….. 3
BAB III PENUTUP.................................................................................................. 8
3.1 Kesimpulan……………………………………………………………... 8
3.2 Kritik dan Saran……………………………………………………….... 8
DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………………….. 9
iii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Bahan Listrik adalah segala jenis benda atau bahan yang dapat digunakan
dalam peralatan, perlengkapan dan alat bantu yang berhubungan secara langsung
ataupun tidak langsung dengan listrik.
Bahan Penghantar (konduktor) adalah bahan yang menghantarkan listrik
dengan mudah. Bahan ini mempunyai daya hantar listrik (Electrical Conductivity)
yang besar dan tahanan listrik (Electrical Resistance) kecil. Bahan penghantar listrik
berfungsi untuk mengalirkan arus listrik. Pada umumnya logam bersifat konduktif,
seperti emas, perak, tembaga, alumunium, zink, besi berturut-turut memiliki tahanan
jenis semakin besar. Jadi sebagai penghantar emas adalah sangat baik, tetapi karena
harganya yang mahal, maka secara ekonomis tembaga dan alumunium paling banyak
digunakan.
Bahan-bahan penghantar adalah bahan yang memiliki banyak elektron bebas
pada kulit terluar orbit. Elektron bebas ini akan sangat berpengaruh pada sifat bahan
tersebut. Jika suatu bahan listrik memiliki banyak elektron bebas pada orbit-orbit
elektron, bahan ini memiliki sifat sebagai penghantar listrik.
Tembaga adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Cu dan nomor atom 29. Lambangnya berasal dari bahasa latin yaitu
Cuprum. Tembaga merupakan konduktor panas dan listrik yang baik. Selain itu unsur
ini memiliki korosi yang cepat sekali. Tembaga murni sifatnya halus dan lunak,
dengan permukaan berwarna jingga kemerahan. Tembaga telah digunakan dalam
peradaban sejak 8000 SM, adalah salah satu logam terpenting bagi industri modern.
Tembaga diperlukan karena kemampuannya menghantar panas dan listrik. Tembaga
adalah unsur yang membantu membentuk dunia sebagaimana adanya sekarang.
Dengan sifat bisa dibentuk, tahan karat dan suhu tinggi, bisa didaur ulang, dan
penghantaran listrik serta panas terbaik di antara semua logam komersial, tembaga
sangat dihargai karena penggunaannya dalam penghantaran dan pembangkitan listrik,
1
juga semua peralatan listrik, termasuk pada kabel listrik maupun perangkat listrik
lainnya. Oleh karena beberapa hal di atas maka penulis mengambil judul
“PENGGUNAAN TEMBAGA SEBAGAI BAHAN KONDUKTOR YANG BAIK
PADA KABEL LISTRIK”.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas dapat dibuat rumusan masalah sebagai berikut :
1. Apa sajakah yang merupakan kriteria dari konduktor yang baik?
2. Bagaimanakah penggunaan tembaga sebagai bahan konduktor yang baik
khususnya pada kabel listrik ?
3. Apakah kelebihan dari pemakaian tembaga dibandingkan dengan bahan
konduktor lainnya ?
1.3 Tujuan Penulisan
Tujuan dari penulisan makalah ini adalah
1. Mengetahui tentang jenis – jenis bahan konduktor yang baik serta sifat dan
kriterianya.
2. Mengetahui penggunaan tembaga sebagai bahan konduktor yang baik
khususnya pada kabel listrik.
3. Mengetahui kelebihan pemakaian tembaga sebagai bahan konduktor yang
baik dibandingkan bahan konduktor lainnya.
1.4 Manfaat Penulisan
Manfaat dari penulisan makalah ini adalah
1. Memberikan informasi tentang pengertian konduktor dan kriteria dari
konduktor itu sendiri.
2. Dapat memberikan suatu alasan kenapa tembaga lebih baik dibandingkan
dengan bahan konduktor lain dalam hal penggunaannya sebagai bahan
konduktor yang baik.
2
1.5 Ruang Lingkup Penulisan
Melihat luasnya permasalahan dalam penyusunan makalah ini, maka perlu
dibatasi permasalahannya pada masalah pengertian bahan konduktor, kriteria bahan
konduktor, sifat bahan konduktor, penggunaan tembaga sebagai konduktor, dan
kelebihan tembaga sebagai bahan konduktor.
1.6 Metode Penulisan
Metode penulisan yang digunakan dalam penulisan makalah ini adalah dengan
metode kajian pustaka yaitu metode penulisan dengan mengkaji kembali pustaka –
pustaka yang telah ada yang memiliki kaitan dengan materi atau masalah yang
dibahas dalam makalh ini.
3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Konduktor yang Baik
Penghantar dalam teknik elektronika adalah zat yang dapat menghantarkan arus
listrik, baik berupa zat padat, cair atau gas. Karena sifatnya yang konduktif maka
disebut konduktor. 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 besaetapi karenar. Emas
merupaan konduktor yang baik, namun karena sangat mahal harganya, maka secara
ekonomis tembaga dan alumunium paling banyak digunakan. Bahan konduktor
mempunyai daya hantar listrik/kondultivitas ( Electrical Conductivity ) yang besar
dan tahanan listrik/resistansi ( Electrical resistance ) yang kecil. Bahan-bahan yang
dipakai untuk konduktor harus memenuhi persyaratan-persyaratan sebagai berikut.
a. Konduktifitasnya cukup baik.
b. Kekuatan mekanisnya (kekuatan tarik) cukup tinggi.
c. Koefisien muai panjangnya kecil.
d. Modulus kenyalnya (modulus elastisitas) cukup besar
Bahan-bahan yang biasa digunakan sebagai konduktor, antara lain:
a. Logam biasa, seperti: tembaga, aluminium, besi, dan sebagainya.
b. 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.
c. Logam paduan (composite), yaitu dua jenis logam atau lebih yang dipadukan
dengan cara kompresi, peleburan (smelting) atau pengelasan (welding).
2.2 Sejarah Tembaga Sebagai Konduktor
Tembaga, logam merah-oranye yang telah digunakan dalam peradaban sejak
8000 SM, adalah salah satu logam terpenting bagi industri modern.Tembaga
diperlukan karena kemampuannya menghantar panas dan listrik; tembaga adalah
unsur yang membantu membentuk dunia sebagaimana adanya sekarang, serta fokus
4
investasi Vale. Dengan sifat bisa dibentuk, tahan karat dan suhu tinggi, bisa didaur
ulang, dan penghantaran listrik serta panas terbaik di antara semua logam komersial,
tembaga sangat dihargai karena penggunaannya dalam penghantaran dan
pembangkitan listrik, juga semua peralatan listrik, termasuk telepon genggam dan
televisi.
Tembaga adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki
lambang Cu dan nomor atom 29. Lambangnya berasal dari bahasa Latin Cuprum.
Tembaga merupakan konduktor panas dan listrik yang baik. Selain itu unsur ini
memiliki korosi yang cepat sekali. Tembaga murni sifatnya halus dan lunak, dengan
permukaan berwarna jingga kemerahan.
Tembaga adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambing
Cu dan nomor atom 29. Lambangnya berasal dari bahasa latin yaitu Cuprum.
Tembaga merupakan konduktor panas dan listrik yang baik. Selain itu unsur ini
memiliki korosi yang cepat sekali. Tembaga murni sifatnya halus dan lunak, dengan
permukaan berwarna jingga kemerahan.
Tembaga yang dikatakan murni sifatnya, yaitu lunak, liat, dan dapat
diregangkan atau mulur. Selain itu juga kemampuannya sebagai penghantar panas
dan penghantar listriknya tinggi, juga tahan korosi. Pada udara terbuka, tembaga
membentuk lapisan pelindung berwarna hijau dari Cu karbonat yang dikenal dengan
nama Platina. Tembaga bila berhubungan langsung dengan asam cuka, akan menjadi
terusi yang beracun.
Sebagai bahan setengah jadi, bahwa tembaga dapat dicor dalam suhu antara 800
-900 0 C untuk dibuat blok atau plat yang nanti nyadi lanjutkan proses rol atau
ditekan untuk dibuat batangan, profil atau pipa, dan lain sebagainya. Dan untuk
pengerjaan selanjutnya seperti proses dingin untuk di buat atau dijadikan lembaran-
lembaran tipis (foil) sampai ketebalan 0,01 mm dan dibuat kawat sampai diameter
0,02 mm, akan tetapi dengan cara tersebut, tembaga akan menja di keras dan rapuh.
Karena sifat mampu bentuknya baik sekali, tembaga dibuat bermacam-macam
kebutuhan barang-barang tempa maupun tekan (forming). Melalui proses pelunakan
ulang (soft anealing) pada temperatur antara 300 - 700 °C akan didapatkan sifat
5
seperti semula dan harga/nilai keregangannya kembali meningkat. Dan proses
terakhir pada quenching tidak akan kembali keras, melainkan menjadi bahan mampu
tempa.
Tembaga pada umumnya digunakan sebagai bahan kebutuhan perlistrikan,
kawat tambahan solder, pipa-pipa pemanas atau pendingin, penutup atap, dan
khususnya digunakan sebagai bahan paduan maupun logam paduan.
6
BAB III
PEMBAHASAN
3.1 Landasan Teori
Seperti yang diketahui golongan konduktor yang baik adalah bahan-bahan
logam, elektrolit, dan gas yang terionisasi. Pembawa muatan logam adalah sebagai
electron bebas, sedangkan pada elektrolit dan gas berupa ion-ion positif dan negative
Tembaga adalah unsur kimia yang diberi lambang Cu (Latin: Cuprum).
Logam ini merupakan penghantar listrik dan panas yang baik. Penggunaan tembaga
dapat dilacak sampai 10,000 tahun yang lalu. Sebelum tembaga, diperkirakan hanya
besi dan emas, logam yang terlebih dahulu digunakan manusia.
Tembaga yang dikatakan murni sifatnya, yaitu lunak, liat, dan dapat
diregangkan atau mulur. Selain itu juga kemampuannya sebagai penghantar panas
dan penghantar listriknya tinggi, juga tahan korosi. Pada udara terbuka, tembaga
membentuk lapisan pelindung berwarna hijau dari Cu karbonat yang dikenal dengan
nama Platina. Tembaga bila berhubungan langsung dengan asam cuka, akan menjadi
terusi yang beracun.
Sebagai bahan setengah jadi, bahwa tembaga dapat dicor dalam suhu antara
800 -900 0 C untuk dibuat blok atau plat yang nanti nyadi lanjutkan proses rol atau
ditekan untuk dibuat batangan, profil atau pipa, dan lain sebagainya. Dan untuk
pengerjaan selanjutnya seperti proses dingin untuk di buat atau dijadikan lembaran-
lembaran tipis (foil) sampai ketebalan 0,01 mm dan dibuat kawat sampai diameter
0,02 mm, akan tetapi dengan cara tersebut, tembaga akan menja di keras dan rapuh.
Karena sifat mampu bentuknya baik sekali, tembaga dibuat bermacam-macam
kebutuhan barang-barang tempa maupun tekan (forming). Melalui proses pelunakan
ulang (soft anealing) pada temperatur antara 300 - 700 °C akan didapatkan sifat
seperti semula dan harga atau nilai keregangannya kembali meningkat. Dan proses
terakhir pada quenching tidak akan kembali keras, melainkan menjadi bahan mampu
tempa.
7
Tembaga pada umumnya digunakan sebagai bahan kebutuhan perlistrikan,
kawat tambahan solder, pipa-pipa pemanas atau pendingin, penutup atap, dan
khususnya digunakan sebagai bahan paduan maupun logam paduan.
Adapun sifat sifat fisika tembaga sebagai berikut :
1. Logam berwarna kemerah-merahan dan berkilauan
2. Dapat ditempa, dibengkokan dan merupakan penghantar panas dan listrik
3. Titik leleh : 1.083ºC, titik didih : 2.301ºC
4. Berat jenis tembaga sekitar 8,92 gr/cm3
Dan juga tembaga memiliki sifat kimia sebagai berikut :
1. Dalam udara kering sukar teroksidasi, akan tetapi jika dipanaskan akan membentuk
oksida tembaga (CuO)
2.Dalam udara lembab akan diubah menjadi senyawa karbonat atau karat basa,
menurut reaksi : 2Cu + O2 + CO2 + H2O → (CuOH)2 CO3
3.Tidak dapat bereaksi dengan larutan HCl encer maupun H2SO4encer
4.Dapat bereaksi dengan H2SO4 pekat maupun HNO3 encer dan pekat
Cu + H2SO4 → CuSO4 +2H2O + SO2 Cu + 4HNO3 pekat → Cu(NO3)2 + 2H2O
+ 2NO2 3Cu + 8HNO3 encer → 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO
5.Pada umumnya lapisan Tembaga adalah lapisan dasar yang harus dilapisi lagi
dengan Nikel atau Khrom.
Tembaga mempunyai daya hantar listrik yang tinggi yaitu 57 Ohm.mm2/m
pada suhu 20ºC Koefisien suhu α tembaga 0,004/ºC. Karakteristik resistivitas
tembaga terhadap suhu adalah tidak linier seperti ditunjukan pada gambar berikut.
ρ(Ωmm2)M ( Gambar 2.1 )
8
Cara memperkecil penampang batang tembaga menjadi kawat dengan
menggunakan penarik tembaga seperti gambar
(Gambar 2.2)
Untuk memperkecil penampang batang tembaga digunakan batu tarik (die)
yang besarnya beragam, makin ke ujung makin kecil penampang rautannya. Makin
kecil penampang kawat diperlukan, makin banyak tahapan batu tarik yang digunakan.
Bahan batu tarik untuk pembuatan kawat yang cukup besar diameternya adalah
wolframkarbida, sedangkan untuk pembuatan kawat yang diameternya kecil adalah
intan. Selama penarikan akan terjadi penambahan panjang. Untuk itu roda tarik yang
dipasang di belakang batu tarik putarannya atau diameternya dibuat lebih besar.
Sesudah diadakan penarikan terhadap batang tembaga menjadi kawat, tembaga akan
lebih lenting. Keadaan ini kurang baik digunakan sebagai kawat berisolasi atau kabel.
Agar tembaga menjadi lunak kembali perlu diadakan pemanasan. Namun harus
diusahakan selama proses penarikan tidak terjadi oksidasi. Setelah proses pemanasan
selesai, maka proses pembuatan kawat berisolasi atau kabel dimulai. Untuk
penghantar yang penampangnya lebih kecil dari 16 mm2 digunakan penghantar pejal,
9
sedangkan untuk penghantar yang penampangnya lebih dari 16 mm2 digunakan
penghantar serabut yang dipilin.
Pemberian isolasi pada kawat berisolasi seperti ditunjukkan pada gambar
(Gambar 2.3)
Kawat dari gulungan A ditarik melalui alat ekstrusi B. Selanjutnya pvc yang
keluar dari C didinginkan pada bak pendingin D. Keluar dari D kawat yang sudah
terisolasi diuji dengan pengujian cetusan (spark testing) E, ditarik dengan penarik F
dan selanjutnya digulung dengan penggulung G.
Kelebihan dari penggunaan tembaga sebagai bahan listrik antara lain :
1. Tahanan jenis listrik (Arus listrik yang mengalir dalam penghantar selalui
mengalami tahanan dari penghantar itu sendiri)
2. Koefisien suhu tahanan (Suatu bahan akan mengalami perubahan isi apabila
terjadi perubahan suhu,memuai jika suhu naik dan menyusut jika suhu dingin,
tentunya akan mempengaruhi besar nilai tahanannya)
3. Timbulnya daya elektro-motoris termo (Sifat ini penting terhadap dua titik
kontak yang terbuat dari dua bahan yang berlainan, karena pada rangkaian
arus akan terbangkit daya elektro motoris – termo tersendiri bila
ada perbedaan suhu. Karena elektromotoris ini dapat tinggi,sehingga dapat
menyimpangkan daya pengukuran arus atau tegangan listrik yang
sangat kecil. Besarnya perbedaan tegangan yang terbangkit tergantung
10
dari sifat-sifat kedua bahandan sebanding dengan perbedaan
suhunya. Daya elektro-motoris yang terbangkit oleh perbedaan suhu
dinamakan : daya elektro motoristermo)
4. Daya hantar panas (Daya hantar panas ini menunjukkan jumlah panas yang
melalui lapisan bahantiap satuan waktu dalam satuan kkal/m.jam, derajat.
Pada umumnya logammempunyaidaya hantar panas yang tinggi sedangkan
pada bahan-bahan bukan logam rendah)
11
BAB III
PENUTUP
2.1 KesimpulanBahan Penghantar (konduktor) adalah bahan yang menghantarkan listrik
dengan mudah. Bahan ini mempunyai daya hantar listrik (Electrical Conductivity)
yang besar dan tahanan listrik (Electrical Resistance) kecil. Bahan penghantar listrik
berfungsi untuk mengalirkan arus listrik. Pada umumnya logam bersifat konduktif
seperti tembaga
Tembaga adalah unsur kimia yang diberi lambing Cu (Cuprum). Logam ini
merupakan penghantar listrik dan panas yang baik. Tembaga yang dikatakan murni
sifatnya, yaitu lunak, liat, dan dapat diregangkan atau mulur. Selain itu juga
kemampuannya sebagai penghantar panas dan penghantar listriknya tinggi, juga tahan
korosi
Tembaga pada umumnya digunakan sebagai bahan kebutuhan perlistrikan,
kawat tambahan solder, pipa-pipa pemanas atau pendingin, penutup atap, dan
khususnya digunakan sebagai bahan paduan maupun logam paduan.
Tembaga mempunyai daya hantar listrik yang tinggi yaitu 57 Ohm.mm2/m
pada suhu 20ºC Koefisien suhu α tembaga 0,004/ºC. Tembaga memiliki beberapa
kelebihan antara lain : Tahanan jenis listrik, koefisien suhu tahanan, timbulnya daya
elektro-motoris termo, dan daya hantar panas.
2.2 Kritik dan Saran
Dari logam yang digunakan sebagai bahan pengantar, Emas merupakan bahan
yang terbaik, tetapi karena harga yang tinggi dapat diganti dengan tembaga yang juga
memiliki daya tahanan yg rendah.
Demikian makalah yang saya buat, semoga bermanfaat bagi pembaca.
Apabila ada kritik dan saran yang ingin disampaikan, silahkan sampaikan kepada
saya. Apabila terdapat kesalahan mohon dapat memaafkan dan memakluminya.
12
DAFTAR PUSTAKA
http://www.academia.edu/5727777/bahan-bahan_listrik_Bahan_Penghantar
http://www.miung.com/2013/11/pengertian-konduktor-isolator-dan.html
http://www.vale.com/indonesia/BH/business/mining/copper/Pages/default.aspx
http://www.pengertianahli.com/2014/06/pengertian-konduktor-isolator.html
13