Material Konduktor
Transcript of Material Konduktor
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.