MODUL DSR INST LISTIK.pdf

95
DASAR INSTALASI LISTRIK 1 BAB I BADAN STANDARISASI KELISTRIKKAN. A. PENDAHULUAN. Pemasangan instalasi listrik tidak dapat dilakukan sembarangan. Jika tidak hati hati dapat membawa akibat yang fatal, baik bagi pemasang instalasi maupun bagi pemakainya. Peraturan peraturan ini bertujuan melindungi manusia dan mengamankan barang dari bahaya yang mungkin ditimbulkan oleh listrik, sera menyediakan tenaga listrik yang aman dan efisien. Semakin rumitnya dan meningkatnya jumlah dan jenis barang produksi yang dihasilkan oleh suatu industri, maka kehadiran standarisasi yang berdasarkan peraturan yang ada merupakan sutu faktor utama yang perlu diperhatikan. Peraturan untuk instalasi listrik terdapat pada buku Peraturan Umum Instalasi Listrik 2000, yang disingkat PUIL 2000. Buku peraturan instalasi ini diterbitkan oleh Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), PUIL 2000 ini berlaku untuk semua instalasi listrik arus kuat (Ayat 102.A1), kecuali instalasi instalasi atau bagian bagian instalasi yang disebut dalam Ayat 102.A2. Dua organisasi international yang bergerak dibidang standarisasi adalah ‘International Electrotechnical Commission’ (IEC) untuk bidang teknik listrik dan ‘International Organization for Standarization’ (ISO) untuk bidang bidang lainnya. Organisasi organisasi tersebut menerbitkan publikasi publikasi yang disebut standar atau norma. B. TUJUAN INSTRUKSIONAL. Mahasiswa diharapkan mampu menjelaskan badan standarisasi kelistrikkan beserta tujuan dan syarat - syaratnya secara terampil. C. TUJUAN UTAMA STANDARISASI Tujuan utama dibuat suatu standarisasi, yaitu untuk mencapai keseragaman antara lain : 1. Ukuran, bentuk dan mutu barang produksi hasil dari industri. 2. Cara menggambar dan cara kerja.

Transcript of MODUL DSR INST LISTIK.pdf

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    1

    BAB I

    BADAN STANDARISASI KELISTRIKKAN.

    A. PENDAHULUAN.

    Pemasangan instalasi listrik tidak dapat dilakukan sembarangan. Jika

    tidak hati hati dapat membawa akibat yang fatal, baik bagi pemasang

    instalasi maupun bagi pemakainya. Peraturan peraturan ini bertujuan

    melindungi manusia dan mengamankan barang dari bahaya yang mungkin

    ditimbulkan oleh listrik, sera menyediakan tenaga listrik yang aman dan

    efisien. Semakin rumitnya dan meningkatnya jumlah dan jenis barang

    produksi yang dihasilkan oleh suatu industri, maka kehadiran standarisasi

    yang berdasarkan peraturan yang ada merupakan sutu faktor utama yang perlu

    diperhatikan. Peraturan untuk instalasi listrik terdapat pada buku Peraturan

    Umum Instalasi Listrik 2000, yang disingkat PUIL 2000. Buku peraturan

    instalasi ini diterbitkan oleh Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI),

    PUIL 2000 ini berlaku untuk semua instalasi listrik arus kuat (Ayat 102.A1),

    kecuali instalasi instalasi atau bagian bagian instalasi yang disebut dalam

    Ayat 102.A2.

    Dua organisasi international yang bergerak dibidang standarisasi adalah

    International Electrotechnical Commission (IEC) untuk bidang teknik

    listrik dan International Organization for Standarization (ISO) untuk

    bidang bidang lainnya. Organisasi organisasi tersebut menerbitkan

    publikasi publikasi yang disebut standar atau norma.

    B. TUJUAN INSTRUKSIONAL.

    Mahasiswa diharapkan mampu menjelaskan badan standarisasi kelistrikkan

    beserta tujuan dan syarat - syaratnya secara terampil.

    C. TUJUAN UTAMA STANDARISASI

    Tujuan utama dibuat suatu standarisasi, yaitu untuk mencapai keseragaman

    antara lain :

    1. Ukuran, bentuk dan mutu barang produksi hasil dari industri.

    2. Cara menggambar dan cara kerja.

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    2

    D. PERATURAN.

    Dapat diperkirakan bahwa kebanyakan orang tidak ahli dibidang listrik.

    Supaya dapat digunakan dengan seaman mungkin, maka syarat syaratnya

    pun yang telah ditentukan dalam peraturan sangat ketat.

    1. Peraturan Umum Instalsi Listrik (PUIL 2000). Merupakan peraturan yang

    mengatur semua tentang instalasi.

    2. Undang undang keselamatan kerja yang ditetapkan dalam Undang

    undang No1 tahun 1970.

    3. Peraturan bangunan nasional.

    4. Peraturan pemerintah RI No 18 tahun 1972 tentang PLN.

    5. Peraturan peraturan lain mengenai kelistrikkan yang berlaku dan tidak

    bertentangan dengan PUIL 2000.

    E. RANGKUMAN.

    1. Dengan adanya standarisasi akan mampu membatasi jumlah jenis bahan

    dan barang, sehingga akan mengurangi kemungkinan terjadinya

    kesalahan.

    2. Dengan tercapainya standarisasi, mesin mesin dan alat alat dapat

    dipergunakan secara lebih baik dan efisien, sehingga dapat menurunkan

    harga pokok dan meningkatkan mutu.

    3. Pemasangan instalasi listrik terikat pada peraturan peraturan yaitu :

    pengamanan manusia dan barang, penyediaan tenaga listrik yang aman

    dan efisien.

    F. LATIHAN SOAL.

    1. Jelaskan maksud dari standarisasi di bidang kelistrikkan ?

    2. Sebutkan dan jelaskan tujuan, serta syarat standarisasi ?

    3. Sebutkan peraturan peraturan di bidang kelisrikkan ?

    4. Sebutkan organisasi organisasi yang mengurus standarisasi ?

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    3

    BAB II KESELAMATAN KERJA.

    A. PENDAHULUAN.

    Keselamatan kerja merupakan upaya atau pemikiran dan penerapannya

    yang ditujukan untuk menjamin keutuhan dan kesempurnaan baik jasmaniah

    maupun rohaniah tenaga kerja pada khususnya dan manusia pada umumnya,

    hasil karya dan budaya,untuk meningkatkan kesejahteraan tenaga kerja.

    Keselamatan (Safety): Suatu keadaan selamat, bebas dari cedera atau

    bahaya atau perasaan takut akan celaka, cedera dan resiko bahaya.

    Kesehatan (Health): Suatu keadaan kejiwaan, fisik, dan sosial yang

    sehat, serta bebas dari ancaman penyakit akibat kerja.

    Lingkungan (Environment): Suatu keadaan di sekeliling tempat

    perusahaan beroperasi, termasuk udara, air, tanah, sumber daya alam, flora &

    fauna, manusia, dan interaksinya.

    Bertujuan Melindungi para pekerja dan orang lainnya di tempat kerja

    (formal maupun informal). Menjamin setiap sumber produksi dipakai secara

    aman dan efisien serta menjamin proses produksi berjalan lancar.

    Setiap kecelakaan yang membutuhkan pengobatan, pertolongan, atau

    perawatan, terlebih dulu harus dilaporkan secepat mungkin kepada orang yang

    diberi wewenang mengepalai pekerjaan yang bersangkutan, yang selanjutnya

    akan melaporkan kejadian itu secara terinci kepada ahli teknik atasannya.

    B. TUJUAN INSTRUKSIONAL.

    Mahasiswa mampu terampil menjelaskan definisi, sebab, dasar hukum,

    sejarah, sasaran, peralatan, dan perlengkapan keselamatan kerja secara

    terampil.

    C. DASAR HUKUM.

    1. Pasal 27 ayat (2) UUD 1945 :

    Tiap-tiap warga negara berhak atas pekerjaan dan penghidupan yang

    layak bagi kemanusiaan.

    2. UU No. 14 Tahun 1969 tentang Ketentuan ketentuan Pokok

    Mengenai ketenagakerjaan.

    a. Pasal 3

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    4

    Tiap tenaga kerja berhak atas pekerjaan dan penghasilan yang

    layak bagi kemanusiaan.

    b. Pasal 9

    Tiap tenaga kerja berhak mendapat perlindungan atas keselamatan,

    kesehatan, kesusilaan, pemeliharaan moril kerja serta perlakuan

    yang sesuai dengan martabat manusia dan moral agama.

    c. Pasal 10

    Pemerintah membina norma perlindungan tenaga kerja yang

    meliputi :

    - Norma keselamatan kerja.

    - Norma kesehatan kerja

    - Norma kerja

    - Pemberian ganti kerugian, perawatan dan rehabilitasi dalam hal

    kecelakaan kerja.

    d. UU 1/ 1970 tentang Keselamatan Kerja

    - Pasal 2 ayat (1) huruf q (Ruang Lingkup)

    Setiap tempat dimana listrik dibangkitkan, ditransmisikan,

    dibagi- bagikan, disalurkan dan digunakan.

    - Pasal 3 ayat (1) huruf q (Objective)

    - Dengan peraturan perundangan ditetapkan syarat-syarat

    keselamatan kerja untuk : Mencegah terkena aliran listrik

    berbahaya.

    e. Keputusan Menteri Tenaga Kerja RI

    No. Kep 75/ Men/ 2002

    Pemberlakuan PUIL 2000

    PUIL 2000 SNI 04-0225-2000

    f. UU 20/ 2002 tentang Ketenagalistrikan

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    5

    D. SEJARAH KESELAMATAN KERJA.

    Gambar 2.1 Siklus sejarah keselamatan kerja.

    E. RUANG LINGKUP.

    1. Keselamatan, Kesehatan Kerja & Lingkungan (K3L) :

    Suatu program untuk menciptakan lingkungan yang sehat, aman, sejahtera

    dan produktif melalui upaya peningkatan kesehatan dan kesematan tenaga

    kerja serta penyerasian lingkungan di dalam dan di sekitar perusahaan.

    2. Sistem Manajemen Keselamatan, Kesehatan Kerja & Lingkungan (K3L) :

    Bagian dari keseluruhan sistem manajemen yang mencakup :

    Struktur Organisasi, perencanaan kegiatan, uraian tangung jawab, hasil

    pelaksanaan, prosedur dan proses kegiatan, ketersediaan sumber daya

    (manusia, dana & sarana), untuk mengembangkan, mengimplementasikan,

    mencapai, mengevaluasi dan memelihara kebijakan keselamatan,

    kesehatan kerja & Lingkungan (K3L).

    ABAD 18

    TAHUN 1841 DI PERANCIS : 1. UNDANG UNDANG YANG MENGATUR

    PEKERJA ANAK-ANAK DALAM PERUSAHAAN

    INDUSTRI, PABRIK, BENGKEL YANG MENGGUNAKAN TENAGA MEKANIK.

    2. MELAKSANAKAN PROSES TERUS MENERUS. 3. MEMPERKERJAKAN LEBIH DARI 20 ORANG TAHUN 1893 MENJADI UU KESELAMATAN KERJA

    KASUS KECELAKAAN MENINGKAT, KESADARAN

    KESELAMATAN KERJA MENJADI PERHATIAN SERIUS, ORANG MULAI BERUPAYA

    MEMPROTEKSSI OPERASIONAL KERJA SEBAIK BAIKNYA. DI INDONESIA

    TANGGAL 28 PEBRUARI 1852 1. BERUPA STAATBLAD NO. 20. 2. PENJAGAAN KESELAMATAN KERJA

    PADA PEMAKAIAN PESAWAT UAP. 3. INSTANSI PENGAWASAN

    DIENSVANHET STOOMWEZEN

    ABAD 19

    1. MENUJU KE MASYARAKAT INDUSTRI. 2. PENGGUNAAN MESIN-MESIN DIESEL DAN MESIN

    LISTRIK MENINGKAT.

    3. .KASUS KECELAKAAN KERJA SEMAKIN LUAS DAN BERAGAM.

    4. UPAYA KESELAMATAN KERJA MULAI DITERAPKAN DENGAN KONSEP YANG LEBIH JELAS MENYANGKUT PENGAMANAN PEKERJA, PERALATAN DAN

    MATERIAL

    SAAT INI DI INDONESIA

    1. DIKELOLA / DITANGANI OLEH DEPNAKER.

    2. ADA KETENTUAN STANDAR MENGENAI 3. KESELAMATAN KERJA. 4. MASING-MASING UNSUR MEMPUNYAI

    PERATURAN KESELAMATAN KERJA

    SESUAI DENGAN SPESIFIKASI PEKERJAAN MASING-MASING.

    SFESIFIK

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    6

    F. SASARAN KESELAMATAN KERJA.

    1. Unsur manusia.

    2. Unsur Pekerjaan.

    3. Unsur perusahaan.

    G. PENYEBAB TERJADINYA KECELAKAAN.

    1. Internal (Individual).

    2. Eksternal (Lingkungan).

    H. STANDAR K3 LISTRIK DI INDONESIA.

    1. AVE 1938.

    2. PUIL 1964, PUIL 1964, PUIL 1977, PUIL 1987, PUIL 2000.

    I. PERLENGKAPAN KESELAMATAN KERJA

    1. Pakaian kerja.

    2. Sabuk pengaman (safety belt).

    3. Topi / helm pengaman (safety helmet).

    4. Sepatu kerja.

    5. Alat penutup telinga.

    6. Sarung tangan.

    7. Kaca mata.

    8. Masker hidung.

    9. Alat Bantu pernafasan ( breathing apparatus).

    10. Penutup dada untuk las listrik.

    11. Jas hujan dan lain lain.

    J. PERALATAN KESELAMATAN KERJA UNTUK PEKERJAAN

    LISTRIK :

    a. Earth Resistance Tester.

    b. Voltage Tester

    c. Short Circuit Grounding dan lain lain.

    K. RANGKUMAN.

    1. Pusat pembangkit listrik, gardu induk, gardu hubung, bengkel listrik, dan

    gudang harus dilengkapi perlengkapan pencegah bahaya kebakaran. Di

    tiap ruang harus tersedia alat pemadam kebakaran racun api dengan isi

    obat racun api yang cukup, sesuai dengan ketentuan yang berlaku.

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    7

    2. Ruang kerja listrik yang dengan teratur atau terus menerus dilayani atau

    dijaga oleh petugas seperti pusat pembangkit listrik, gardu induk, gardu

    hubung, bengkel listrik, dan gudang harus dilengkapi perlengkapan

    kecelakaan seperti obat obatan (PPPK) tanda, tandu dan lainnya.

    3. Pada ruang kerja listrik berbahaya seperti pusat pembangkit listrik, gardu

    induk, gardu hubung, bengkel listrik, dan gudang harus dipasangi papan

    larangan masuk bagi setiap orang yang bukan petugas.

    4. Dalam ruang kerja listrik berbahaya para petugas harus menggunakan

    pakaian kerja yang baik, kering dan cocok menurut iklim dan aman sesuai

    dengan sifat pekerjaan yang dihadapi.

    L. LATIHAN SOAL.

    1. Sebutkan pasal pasal tentang keselamatan kerja beserta isinya ?

    2. Di dalam melakukan suatu pekerjaan kenapa keselamatan kerja sangat

    diutamakan !

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    8

    BAB III

    PENGENALAN SIFAT SIFAT BAHAN LISTRIK

    A. PENDAHULUAN

    Saat ini semakin banyak industri maupun rumah tangga memakai peralatan

    peralatan yang canggih, hal ini tentu saja terkait dengan semakin pesatnya

    perkembangan teknologi bahan / material. Sebagai contoh : semua produk industri

    apa saja, baik industri berat, maupun ringan dan industri rumah tangga terdapat

    bermacam macam jenis bahan yang digunakan, ada logam, plastik, karet, kayu

    dan bahan bahan olahan lainnya.

    Untuk itu, seorang sarjana / ahli harus mengetahui sifat bahan / material

    selama proses pembentukan dan karakteristiknya dalam masa pemakaian, seperti

    sifat mekanis, ketahanan dan kestabilan elektriknya, ketahanan thermal serta

    kimia dan lain lain. Perkembangan yang sangat cepat dari ilmu pengetahuan

    dengan penemuan penemuan barunya akan sangat mempengaruhi bentuk suatu

    produk.

    B. TUJUAN INSTRUKSIONAL.

    Mahasiswa diharapkan mampu menjelaskan sifat sifak mekanis dan sifat

    thermal bahan serta pengaruh medan listrik terhadap bahan secara terampil.

    C. SIFAT MEKANIS BAHAN

    Beberapa sifat mekanik dari bahan :

    1. Tegangan ( stress ); adalah gaya yang bekerja pada bahan / material per

    satuan luas. Selama terjadi perubahan bentuk karena bahan menerima gaya

    (deformasi) bahan mampu menyerap energi sebagai akibat adanya gaya yang

    yang bekerja sepanjang jarak deformasi.

    2. Regangan ( strain ); adalah besarnya perubahan bentuk ( deformasi ) dari

    suatu bahan / material per satuan panjang akibat gaya yang diterimanya.

    3. Kekuatan ( Strength ); adalah besarnya gaya yang dibutuhkan agar dapat

    merusak / mematahkan suatu bahan.

    4. Keuletan ( ductility ); adalah besarnya deformasi plastik yang dapat

    dilakukan pada bahan / material sampai terjadi perpatahan. Atau juga

    dikatakan ductility adalah; kemampuan material unuk meregang secara luas

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    9

    sebelum putus. Bila material mengalami patah atau putus dengan hanya sekali

    atau tanpa mengalami pemanjangan, maka material tersebut dikatakan rapuh.

    Daya renggang / rentang material rapuh jauh dibawah besarnya kekuatan

    material itu sendiri. Keuletan atau ductility sering kali ditentukan oleh

    persentase pemanjangan ( elongation ) dan persentase pengurangan (

    reduction ).

    5. Persentase pemanjangan ( elongation ) ditentukan oleh :

    % pemanjangan = [ (lf l0)/l0] x 100 %

    Dimana :

    lf = panjang final

    l0 = panjang sebenarnya

    6. Ketangguhan ( toughness ); adalah besarnya energi yang dibutuhkan untuk

    mematahkan bahan / material.

    D. SIFAT / KARAKTERISTIK THERMAL.

    1. Muai Panas; adalah pemuaian yang biasanya dialami oleh bahan yang

    dipanaskan sehingga ada peningkatan getaran atom atom. Pemuaian ini

    dapat mengakibatkan pertambahan panjang L.

    L/L sebanding dengan naiknya suhu T

    L/L = L L

    Umumnya L ( koefisien muai linier ), naik sedikit dengan naiknya suhu.

    2. Muai Volume; akibat pemuaian maka bahan selain mengalami perubahan

    panjang juga mengalami perubahan volume V/V yang sebanding dengan

    kenaikan suhu T.

    L/L = V L

    3. Daya Hantar Panas; perambatan panas melalui benda padat biasanya terjadi

    karena konduksi. Koefisien daya hantar panas juga tergantung kepada suhu,

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    10

    akan tetapi berlainan dengan koefisien muai panas. Naiknya suhu yang tinggi

    terhadap suatu bahan, maka akan terjadi perubahan susunan atom yang

    mengiringi pencairan, dan pengaturan kembali susunan atom atom yang

    diakibatkan perubahan suhu akan menyebabkan daya hantar panas terganggu.

    E. PENGARUH MEDAN LISTRIK.

    Logam dan semikonduktor dapat menghantarkan / mengalirkan muatan

    listrik apabila ditempatkan dalam medan listrik.

    Daya hantar tergantung kepada jumlah pembawa muatan n, besar

    muatan q, dan mobilitas dari pembawa muatan. Konduktivitas adalah

    kebalikan daripada ketahanan jenis . 1 / = = nq

    Pada logam dan semikonduktor elektro merupakan pembawa muatan

    muatan. Tahanan jenis merupakan suatu sifat dari bahan sehingga tidak

    tergantung kepada bentuknya. Untuk suatu bentuk bahan yang seragam, maka

    besarnya tahanan dapat dihitung dengan menggunakan rumus di bawah ini :

    R = L / A.

    = tahanan jenis

    L = panjang bahan / material

    A = luas penampang bahan.

    Apabila tahanan R diketahui maka dengan rumus / persamaan dasar fisika

    dapat dihitung besarnya arus dan daya listrik.

    V = I X R

    F. RANGKUMAN.

    1. Sifat mekanis bahan sangat diperlukan untuk spesifikasi bahan untuk

    mengetahui apakah bahan tersebut mampu untuk ditekan, ditarik, ditempa,

    tahan asam, basa, garam dan untuk mengetahui titik beku, titik didih, titik

    lebur dan lain lainnya, agar bahan tersebut dapat diaplikasikan sebagai

    bahan untuk membuat komponen yang sesuai dengan sifat bahan tersebut.

    2. Dengan dilakukannya suatu percobaan untuk mengetahui sifat bahan maka

    akan dapat dimunculkan produk produk baru dalam perkembangan

    teknologi sesuai dengan kebutuhan dimasa sekarang ini yang semakin

    meningkat dan maju.

    G. LATIHAN SOAL.

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    11

    1. Jelaskan kenapa suatu logam penghantar dapat menghantarkan listrik!

    2. Untuk seorang ahli listrik dapat menetapkan persyaratan atau karakteristik

    bahan yang harus dipenuhi, sebutkan dan jelaskan !

    BAB IV PENGERJAAN BAHAN

    A. PENDAHULUAN.

    Setiap orang yang berkecimpung dalam lapangan keteknikkan, misal ahli

    teknik listrik, seharusnya mempunyai pengetahuan yang memadai mengenai

    bahan bahan yang berhubungan dengan pekerjaan mereka. Bagi mereka

    memiliki pengetahuan mengenai jenis jenis bahan dan sifat sifat bahan adalah

    sangat perlu. Dengan pengetahuan tersebut mereka tahu bagaimana

    memperlakukan bahan bahan yang mereka pakai dengan sebaik baiknya, atau

    memanfaatkan dan menghindari penggunaan yang berbahaya. Mereka mengerti

    bahan apa yang harus dipakai untuk suatu maksud tertentu, dapat mencari

    alternatif bahan pengganti dan sebagainya.

    Bahan bahan tersebut ada yang berbentuk padat, cair dan gas. Wujud bahan

    tertentu juga bisa berubah karena pengaruh suhu. Bahan penghantar yang sering

    kali digunakan diantaranya adalah tembaga dan aluminium. Dibawah ini adalah

    penjelasan pengolahan tembaga dan aluminium sehingga dapat digunakan sebagai

    bahan konduktor.

    B. TUJUAN INSTRUKSIONAL

    Mahasiswa diharapkan mampu menjelaskan teori - teori pengolahan bahan

    tembaga dan aluminium serta sifat - sifatnya secara terampil.

    C. PENGOLAHAN BAHAN TEMBAGA.

    Tembaga adalah bahan tambang yang ditemukan sebagai bijih tembaga yang

    masih bersenyawa dengan zat asam, asam belerang atau bersenyawa dengan

    kedua zat tadi. Dalam bijih tembaga juga terkandung batu batu. Tembaga

    terdapat di Amerika Utara, Chilli, Siberia, Pegunungan Ural, Irian Jaya dan

    sebagainya.

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    12

    Pembuatan tembaga dilakukan dalam beberapa tahap. Tembaga terikat secara

    kimia di dalam bijih pada bahan yang disebut batu gang. Untuk mengumpulkan

    bijih bijih itu biasanya dilakukan dengan membersihkannya dalam cairan

    berbuih, dimana di situ ditiupkan udara. Ikatan tembaga dari bijih yang digiling

    sampai halus dicampur dengan air dan zat zat kimia sehingga menjadi pulp (

    bubur ) pada suatu bejana silinder. Zat zat kimia yang disebut reagens berfungsi

    untuk mempercepat terpisahnya tembaga. Pada bubur tersebut ditiupkan udara

    atau gas sehingga timbul buih yang banyak

    Gambar 4.1 Elektrolisis Tembaga

    katode

    Elektrolit tembaga

    + -

    Anode

    Tembaga kasar

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    13

    D. SIFAT SIFAT BAHAN TEMBAGA.

    1. Memiliki daya hantar listrik dan panas yang tinggi.

    2. Tahan Karat.

    3. Dapat dirol, ditekan, ditarik dan ditempa (meleable).

    4. Titik cair tembaga 10830C, titik didihnya 25930C, massa jenis 8,9, kekuatan tarik 160 N /mm2.

    E. APLIKASI BAHAN TEMBAGA.

    Digunakan untuk kelengkapan bahan radiator, ketel, alat kelengkapan pemanasan, bahan untuk baut

    penyoldir, untuk kawat jalan kereta listrik dan trem, unsur hantaran listrik diatas tanah, hantaran penangkal

    petir, dan lain lain.

    F. PENGOLAHAN BAHAN ALUMINIUM.

    Biasanya tanah aluminium bersama soda dicairkan di bawah tekanan pada suhu 1600C, sehingga terjadi

    persenyawaan aluminium, dan kemudian sodanya ditarik sehingga berubah menjadi oksida aluminium yang

    masih mempunyai titik cair tinggi (22000C). Titik cair turun menjadi sebesar 10000C setelah dicampur kriolit.

    Proses cair itu terjadi dalam sebuah dapur listrik yang terdiri atas sebuah bak baja plat, dibagian dalam

    dilapisi dengan arang murni, dan di atasnya terdapat batang batang arang yang dicelupkan ke dalam

    campuran tersebut. Arus listrik yang mengalir akan mengangkat kriolit menjadi cair oleh panas yang terjadi

    karena arus listrik yang mengangkat ke dalam cairan kriolit tersebut adalah sebagai bahan pelarut untuk

    oksidasi aluminium. Aluminium (titik cair 6500C) dipisahkan oleh arus listrik ke dasar dan diambil. Proses

    cair itu sebenarnya lama sekali dan perlu arus listrik yang besar (10.000 30.000 A). oleh karena itu

    pembuatan aluminium hanya dilakukan di Negara - Negara yang listriknya murah.

    Gambar 4.2

    Pembuatan Aluminium Dengan Cara Elektrolisis

    G. SIFAT SIFAT BAHAN ALUMINIUM.

    Aluminium adalah logam yang sangat ringan ( berat jenis 2,56 atau 1/3 berat jenis tembaga). Tahanan

    jenis 2,8 x10-8 atau 1,25 x tahanan jenis tembaga.Sifat tahan tarik maksimum dalam keadaan dingin 17 20

    kg/mm2. Titik cair 6600C dan titik didihnya 18000C. Untuk bahan penghantar kemurniannya 99,5 % dan

    sisanya terdiri dari unsur besi, silicon dan tembaga. Daya hantar panas / daya hantar listriknya 60 % daya

    +

    -

    Lapisan C (katode)

    Penyekat

    Aluminium

    Alumina

    Cairan elektrolit

    Anode anode

    karbon.

    Oksigen terlepas pada anode anode bersenyawa dengan

    karbon membentuk

    CO

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    14

    hantar listrik tembaga sehingga untuk mendapatkan tahanan yang sama dengan tembaga yang panjangnya

    sama dibutuhkan penampang 60 % lebih besar. Namun demikian beratnya lebih ringan 1/3 berat tembaga.

    H. APLIKASI ALUMINIUM.

    1. Aluminium yang tipis sekarang dapat menggantikan kertas perak (yang dipakai pada kondensator ).

    2. Aluminium juga biasa dipakai untuk chasis pesawat radio.

    3. Aluminium lebih menguntungkan dari tembaga bila dipakai untuk hantaran yang tidak memerlukan

    penyekat ( misal hantaran transmisi di atas tanah ) sebab daya hantar panas / daya hantar listriknya kira

    kira 60% daya hantar listrik tembaga sehingga untuk mendapatkan tahanan yang sama dengan

    tembaga ( yang panjang dan penampangnya sama ) dibutuhkan penampang 60% lebih besar). Namun

    demikian beratnya sangat ringan disbanding tembaga ( 1/3 berat tembaga ) sehingga cocok untuk

    dipakai hantaran transmisi di atas tanah.

    I. RANGKUMAN.

    1. Produksi tembaga sebagian besar dipergunakan dalam industri kelistrikkan, karena tembaga

    mempunyai daya hantar listrik yang tinggi, tetapi kotoran yang terdapt dalam tembaga akan

    memperkecil / mengurangi daya hantar listriknya.

    2. Karena pemakaian tembaga yang semakin meningkat, bahan cadangan untuk mengganti tembaga perlu

    dipikirkan. Bahan pengganti yang hampir mendekati adalah aluminium (Al). Akan tetapi daya hantar

    listrik listrik maupun daya hantar panas dari aluminium lebih rendah dibandingkan tembaga.

    3. Aluminium lebih menguntungkan dibanding tembaga bila dipakai untuk hantaran yang tidak

    memerlukan penyekat misalnya hantaran transmisi di atas tanah, sebab daya hantar panas / daya hantar

    listriknya 60 % daya hantar listrik tembaga sehingga untuk mendapatkan tahanan yang sama dengan

    tembaga yang panjangnya sama dibutuhkan penampang 60 % lebih besar. Namun demikian beratnya

    lebih ringan 1/3 berat tembaga.

    J. LATIHAN SOAL.

    1. Jelaskan dan gambarkan proses pengolahan bahan tembaga sehingga dapat dijadikan sebuah penghantar

    listrik !

    2. Jelaskan dan gambarkan proses pengolahan bahan aluminium sehingga dapat dijadikan sebuah

    penghantar !

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    15

    BAB V

    BAHAN KONDUKTOR

    A. PENDAHULUAN.

    Bahan penghantar ( conductors ) adalah bahan yang menghantarkan

    listrik dengan mudah.

    Bahan ini mempunyai daya hantar listrik ( electrical conductivity ) yang

    besar dan tahanan listrik kecil. Bahan penghantar listrik berfungsi untuk

    menghantarkan arus listrik. Bahan penghantar yang sering ditemui dalam

    bidang teknik listrik adalah : aluminium dan tembaga.

    B. TUJUAN INSTRUKSIONAL.

    Mahasiswa diharapkan mampu menjelaskan teori - teori bahan konduktor,

    sifat, jenis, dan aplikasinya secara terampil.

    C. SIFAT BAHAN PENGHANTAR.

    1. Tahanan Jenis

    Arus listrik yang mengalir pada penghantar selalu mengalami

    hambatan dari penghantar itu sendiri. Besarnya hambatan tergantung dari

    beberapa faktor, yang antara lain ditentukan oleh jenis bahan. Ada bahan

    yang menghantarkan listrik dengan bagus, ada yang kurang bagus.

    Besarnya tahanan dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

    R = (L / A)

    dimana :

    R : besar tahanan (hambatan) dalam satuan

    L : panjang kawat dalam satuan meter

    A : luas penampang kawat penghantar dalam meter kkuadrat

    : tahanan jenis dari bahan penghantar

    Dari rumus diatas didapatkan :

    = ( R X A ) / L

    Sehingga satuan untuk adalah Ohm m2 / m, atau Ohm meter.

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    16

    Pada satuan sistem international (SI Units), tahanan jenis spesific

    resistance atau resistivity adalah besarnya tahanan suatu bahan tiap meter

    pada penampang 1 m pada suhu 200 C.

    Contoh :

    Suatu balok arang ( carbon ) dengan ukuran 1 cm x 1 cm x 50 cm.

    Tahanan jenis arang pada 200C adalah 3,5 x 10-5 ohm meter.

    Berapakah besarnya tahanan antara 2 sisi yang berbentuk bujur sangkar ?

    Jawab :

    Diketahui :

    A = 1cm x 1cm = 1 cm2 = 10-4m2

    L = 50 cm = 5 x 10-1m

    Ditanyakan R ?

    Jawab :

    R = (L / A)

    = 3,5 x 10-5 x (5 x 10-1 /10-4)

    = 3,5 x 5 x 10-2

    = 17,5 x 10-2 Ohm

    2. Daya Hantar Jenis

    Daya hantar atau konduktansi (conductance) atau G adalah kebalikan

    dari tahanan. G = 1/R. Satuan untuk daya hantar adalah 1 / Ohm atau mho.

    Dari rumus :

    R = (L / A)

    Diperoleh :

    G = 1 / R = q ( / L)

    G = (q / L)

    adalah daya hantar jenis.

    Daya hantar jenis (specific conductance) atau conductivity adalah

    kebalikan dari tahanan jenis. Jadi satuan untuk tahanan jenis adalah

    1/Ohm meter.

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    17

    3. Pengaruh Suhu Pada Tahanan

    Pengaruh kenaikan suhu bahan terhadap tahanan adalah :

    a. Memperbesar tahanan untuk logam logam murni. Kenaikan tahanan

    tersebut cukup besar pada kenaikan suhu tertentu. Jadi grafik suhu /

    tahanan merupakan garis lurus. Logam murni mempunyai koefisien

    suhu positif sebab dengan bertambahnya suhu, tahanan juga makin

    besar positive temperature coefisient of resistance.

    b. Memperbesar tahanan untuk logam logam paduan, tetapi di sini

    kenaikannya relatif kecildan tidak teratur, bahkan kadang kadang

    diabaikan.

    c. Memperkecil tahanan untuk elektrolit dan isolator, (kertas, karet,

    gelas, mika dan sebagainya) dan beberapa penghantar, misal carbon.

    Jadi bahan bahan tersebut mempunyai koefisien suhu negatif

    (negative temperature coefisient of resistance).

    Hubungan antara perubahan suhu terhadap nilai tahanan dinyatakan

    dengan rumus :

    R2 = R1 [1 + (t2 t1)]

    Dimana :

    R2 = besar tahanan pada suhu t2 (dalam ohm)

    R1 = besar tahanan pada suhu t1 (dalam ohm)

    t1 = suhu sebelum ada perubahan (dalam 0C)

    t2 = suhu sesudah ada perubahan (dalam 0C)

    = koefisien suhu tahanan

    Contoh :

    Tahanan suatu gulungan elektromagnet kawat tembaga pada suhu 20 0C

    adalah 30 ohm. Tentukan tahanan pada suhu 80 0C. Koefisien suhu

    tahanan pada t = 00C adalah 42,7 x10-4.

    Penyelesaian :

    Rt = (R0 ( 1 + 0 t)

    R0 = R20 / (1 + 0 t)

    = 30 / (1 + 42,7 x 10-4 x 20

    = 30 / 1,085 = 27,65 ohm

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    18

    R80 = R0 (1 + 0 80)

    = 27,65 ( 1 + 42,7 x 10-4 x 80) = 37,11 ohm.

    D. BAHAN BAHAN KONDUKTOR DAN APLIKASINYA.

    1. Konduktor Padat.

    a. Seng ( Zn ): selongsong elemen kering ( kutub negatifnya ), batang

    batang elektroda elemen galvani.

    b. Timah Hitam / timbel ( Pb ) : Pelindung kabel listrik dalam tanah atau

    pada kabel listrik dasar laut, pelat pelat aki, kutub kutub aki,

    penghubung sel sel aki. Pb dicampur timah putih digunakan sebagai

    kawat soldir.

    c. Timah Putih :Pelapis tembaga pada hantaran yang bersekat karet dan

    hantaran tanah, macam macam peralatan listrik dilapis dengan timah

    untuk menahan karet, sepatu kabel, kontak penghubung, rel rel kotak

    sekering, kapasitor dan lain lain.

    d. Perak : untuk kumparan alat ukur, benang perak pada sekering.

    e. Emas, platina, Rhenium, Tantalum, Niobium, Nikel

    f. Karbon :Dipergunakan sebagai sikat sikat pada mesin listrik,

    resistor, rheostat, elektroda pada kolam galvanis.

    Alasan karbon dipergunakan sebagai sikat sikat pada mesin listrik

    adalah : Tahan terhadap efek yang disebabkan suhu tinggi hingga

    30000C. Kepadatannya rendah, karbon lebih ringan dibandingkan

    logam lainnya hal ini memudahkan untuk adaptasi dengan gerakan

    permukaan yang tidak beraturan. Dan tidak terjadi pengelasan

    (menyatu) dengan logam pada kondisi yang sama jika logam logam,

    menyatu satu sama lain, misalnya karena panas.

    2. Konduktor Cair.

    a. Elektrolisis Air : sebagai elektrolit menggunakan air yang ditambah

    asam, basa atau garam sehingga didapatkan daya hantar listrik yang

    baik.

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    19

    b. Air Raksa : sebagai pengisi tabung tabung elektronik, penghubung

    pada saklar air raksa, cairan pada pompa diffusi, elektroda pada

    instrumen untuk mengukur sifat elektris bahan dielektrik padat.

    c. Elektrolit (bahan asam sulfat) : sebagai elektrolit pada larutan aki.

    3. Konduktor Gas.

    Contoh bahan konduktor gas adalah sebagai berikut : Argon, kripton,

    neon, helium, dan lain lain.

    Aplikasinya : penghantar gas digunakan dalam lampu penerangan kecuali

    lampu pijar, pemutus arus ( circuit breaker ), rectifiers, tabung elektron,

    CRO (Cathode Ray Osciloscop), penangkal petir dan sebagainya.

    E. KLASIFIKASI HANTARAN.

    1. Klasifikasi hantaran menurut bahannya

    a. Kawat Logam biasa

    Contoh : BCC (Bare Copper Conductor)

    AAC (All Aluminium Conductor)

    b. Kawat Logam campuran (Alloy)

    Contoh : AAAC (All Aluminium Alloy Conductor)

    c. Kawat Logam paduan (composite)

    Contoh : Copper Clad Steel (kawat baja berlapis Tembaga).

    Aluminium Clad Steel (Kawat Baja berlapis Aluminium).

    d. Kawat Lilitan campuran

    Yaitu kawat yang lilitannya terdiri dari dua jenis logam atau lebih.

    Contoh : ACSR (Aluminium Cable Steel Reinforced).

    2. Klasifikasi hantaran menurut konstruksinya.

    a. Kawat padat (solid wire) berpenampang bulat.

    Kawat berlilit (stranded wire) terdiri 7 sampai dengan 61 kawat padat

    yang dililit menjadi satu, biasanya berlapis dan konsentris.

    b. Kawat berongga (hollow conductor)

    Adalah kawat berongga yang dibuat untuk mendapatkan garis tengah

    luar yang besar.

    F. HANTARAN UNTUK INSTALASI DOMESTIK

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    20

    1. Kabel NYA :

    N adalah Standard cable, with copper as conductor.

    Y adalah PVC Insulated.

    Y adalah PVC Other sheath.

    Dalam satu kabel terdiri dari beberapa core.

    Kemampuan tegangan sampai dengan 1.000 volt.

    Pada umumnya berwarna hitam.

    2. Kabel NYY :

    N adalah Standard cable, with copper as conductor.

    Y adalah PVC Insulated.

    A adalah Insulated wire.

    Dalam satu kabel hanya terdiri dari satu core.

    Terdiri dari bermacam macam warna ( hitam, kuning, biru & merah ).

    Untuk pemasangan tetap dalam jangkauan tangan, harus dipasang

    didalam pipa.Untuk pemasangan tetap diluar jangkauan tangan, boleh

    dipasang terbuka dengan menggunakan rol isolator.

    Pemasangan kabel jenis NYA, NYAF, NGA :

    1. Kabel tanpa isolasi selubung (NYA, NYAF) tidak boleh di pasang

    dalam/pada kayu dan tidak boleh langsung di dalam plester harus di

    masukkan dalam pipa.

    2. Jarak minimum kabel tanpa selubung tersebut terhadap bangunan

    adalah 1 cm, atau di masukkan dalam pipa yang sesuai.

    3. Jarak bebas antar kabel tanpa selubung adalah 3 cm minimum,

    kecuali pencabangan.

    4. Pemasangan dengan rol hanya boleh 1 kabel/rol dan tidak boleh

    dibelitkan kecuali pada isolator ujung untuk regangan.

    5. Pada ruang-ruang lembab harus di masukkan dalam pipa.

    3. Kabel NYM :

    N adalah Standard cable, with copper asconductor.

    Y adalah PVC Insulated.

    M adalah PVC Other sheath.

    Dalam satu kabel terdiri dari beberapa core.

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    21

    Kemampuan tegangan sampai dengan 500 volt.

    Pada umumnya berwarna putih.

    Kabel Instalasi Terselubung (NYM, NYY)

    1. Boleh dipasang langsung dalam plesteran, diruang lembab, langsung

    pada bagian bangunan. Namun lapisan pelindung tidak boleh

    terkelupas.

    2. Jarak antar klem kabel minimal 50 cm.

    3. Penyambungan harus tetap pada kotak T dan diberi isolasi (lasdop)

    serta tertutup.

    4. Apabila memakai kabel dengan pelindung logam keras (NYRAMZ)

    tidak boleh pada ruang lembab

    G. RANGKUMAN.

    Pemasangan instalasi dilakukan berdasarkan hal-hal sebagai berikut :

    1.. Gambar Situasi

    Letak bangunan dimana instalasi akan dipasang.

    2. Gambar Instalasi

    a. Rencana penempatan bahan instalasi

    b. Rencana penyambungan

    c. Hubungan antara peralatan, sarana pelayanan dan PHB

    3. Diagram instalasi garis tunggal

    a. Diagram PHB

    b. Bahan yang dipakai

    c. Ukuran dan jenis penghantar

    d. Sistem pembumian

    H. LATIHAN SOAL.

    Beberapa jenis penghantar berikut ini, adalah singkatan dari :

    a. AAC (All alluminium conductor) & AAAC (All Alluminium alloy

    conductor).

    b. ACSR (Alluminium Conductor steel reinforce) & TIC (Twisteed

    Insulated Conductor).

    c. AAC (Alluminium alloy conduktor).

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    22

    d. Jawaban a, b dan c benar.

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    23

    BAB VI

    BAHAN ISOLATOR.

    A. PENDAHULUAN.

    Bahan Penyekat ( insulating materials ) adalah bahan yang berfungsi

    untuk menyekat ( misal antara 2 penghantar ) : agar tidak terjadi aliran listrik

    / kebocoran arus apabila kedua penghantar tersebut bertegangan. Jadi bahan

    penyekat harus mempunyai tahanan jenis besar dan tegangan tembus yang

    tinggi. Yang perlu diperhatikan adalah bahan isolasi yang higroskopis

    hendaknya dipertimbangkan penggunaannya pada tempat tempat yang

    lembab karena resistivitasnya akan turun. Resistivitas juga akan turun apabila

    tegangan yang diberikan naik..

    B. TUJUAN INSTRUKSIONAL.

    Mahasiswa diharapkan mampu menjelaskan teori - teori isolator, sifat, jenis

    dan aplikasinya secara terampil.

    C. ISOLATOR UNTUK INSTALASI DOMESTIK

    Isolasi dan fungsinya :

    1. Material listrik yang tidak bisa dialiri listrik (mengisolir arus listrik).

    2. Untuk menyekat (mengisolasi) suatu penghantar atau material listrik yang

    dapat menghantarkan arus listrik, agar arus listrik yang mengalir tetap

    melalui hantaran yang ditetapkan.

    3. Untuk menyekat hantaran bertegangan terhadap hantaran lain yang

    bertegangan ataupun tidak bertegangan atau tanah.

    4. Untuk melindungi keselamatan manusia terhadap kemungkinan terjadinya

    sentuhan dengan hantaran listrik tersebut.

    Isolasi plastik (cellulose tape), dipakai pada sambungan konduktor sebelum

    ditutup dengan lasdop. Rol isolator, dipakai untuk hantaran jika akan

    direntangkan, sehingga dapat tegang dan rapi. Dipasang pada tarikan yang

    tidak menggunakan pipa dan terletak di atas plafon. Rol isolator dibuat dari

    bahan keramik.

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    24

    D. SIFAT BAHAN ISOLATOR.

    1. Sifat Mekanis : Kekutan tarik, pemuluran, kekutan tekan, kerapuhan,

    kelenturan.

    2. Sifat Panas :

    a. Jika terlalu lama berada pada suhu yang tinggi, mengakibatkan proses

    penuaan bahan dapat lebih cepat.

    b. Ketahanan panas bahan adalah ketahanan bahan terhadap suhu tertentu

    dalam waktu tertentu pula (relatif pendek).

    3. Sifat Kimia.

    Ketahanan kimia dari bahan sangat penting sebab beberapa bahan

    isolasi sangat peka terhadap pengaruh bahan bahan kimia, misalnya gas,

    air, asam, basa dan alkali. Pada tegangan tinggi dapat timbul ozon,

    beberapa bahan akan terpengaruh ketahanan isolasinya (karet tidak tahan

    terhadap ozon).

    4. Hidroskopisiti.

    Kemampuan atau kapasitas suatu bahan untuk menarik uap air dari

    udara, makin sedikit kapasitas uap air yang dapat diserap maka akan

    semakin baik isolasi tersebut.

    5. Penyerapan Air ( % ).

    Kemampuan atau kapasitas suatu bahan untuk menyerap air bila

    bahan tersebut dimasukkan ke dalam air. Suatu bahan dikeringkan,

    ditimbang kemudian dicelupkan ke dalam air lagi, setelah diangkat

    ditimbang lagi.

    6. Titik leleh, sifat larut dalam bahan, dan pengaruh daya tembus dari

    kelembaban.

    7. Daerah lingkungan juga perlu diperhatikan seperti :

    Daerah kering, daerah basah, daerah hujan yang tinggi, angin, rayap,

    jamur, serangga dan lain lain.

    E. KELAS ISOLASI.

    1. Yang dapat digolongkan dalam kelas Y ialah :

    Katun, sutera wol sintetis, rayon, serat poliamid, kertas prespan, kayu,

    poliakrilat, polietilen, polivinil, karet.

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    25

    2. Yang dapat digolongkan dalam kelas A ialah :

    Bahan berserat dari kelas Y yang telah dicelup dalam vernis,aspal, minyak

    trafo, email yang dicampur dengan vernis dan poliamid.

    3. Yang dapat digolongkan dalam kelas E ialah :

    Penyaket kawat email yang memakai bahan pengikat polivinil formal,

    poli urethan dan damar epoksi dan bahan pengikat lain semacam itu

    dengan bahan pengisi selulose, pertinaks dan tekstolit, film triasetat,

    filem serat polietilen tereftalat.

    4. Yang dapat digolongkan dengan kelas B ialah :

    Bahan non organik (mika, gelas, fiber, asbes) dicelup/direkat

    menjadi

    satu dengan pernis atau dengan kompon, bitumen, sirlak, bakelit, dsb.

    5. Yang dapat digolongkan dengan kelas F ialah :

    Bahan bukan organik dicelup atau direkat menjadi satu dengan epoksi,

    poliurethan, atau vernis yang tahan panas tinggi.

    6. Yang dapat digolongkan dengan kelas H ialah :

    Semua bahan komposisi dengan bahan dasar mika, asbes dan gelas fiber

    yang dicelup dalam silikon tanpa campuran bahan berserat (kertas, katun

    dan sebagainya). Dalam kertas ini termasuk juga karet silikon dan email

    kawat poliamid murni.

    7. Yang dapat digolongkan dengan kelas C ialah :

    Bahan anorganik yang tidak dicelup dan tidak terikat dengan substansi

    organik, misalnya mika, mikanit yang tahan panas (menggunakan bahan

    pengikat anorganik, mikaleks, gelas, dan bahan keramik. Hanya satu

    bahan organik saja yang termasuk kelas C yaitu politetra fluoroetilen

    (teflon). Tabel 6.1 Suhu Kerja Kelas Isolasi

    No Kelas Suhu kerja ( maks. 0C)

    1.

    2.

    3.

    4.

    5.

    6.

    7.

    Y

    A

    E

    B

    F

    H

    C

    90

    10

    120

    130

    155

    180

    >180

    F. BAHAN ISOLASI DAN APLIKASINYA.

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    26

    1. Isolasi Padat.

    a. Batu Pualam / batu kapur ( CaCO3 ).

    b. Batu Tulis.

    c. Klorida.

    d. Asbes :

    Aplikasi untuk penyekat panas, elemen elemen pemanas yang dibalut

    dengan asbes, penyekat mesin mesin las, isolasi pemanggang (oven).

    Isolasi untuk mesin mesin listrik yang bekerja dengan beban berat

    dan tidak teratur, karena disitu akan timbul panas yang tinggi seperti

    motor tram listrik, Derek dan compressor.

    e. Mika :

    Sebagai isolasi motor motor besar dengan tegangan kerja yang tinggi

    misal generator turbo, generator hidro pada pembangkit, motor

    motor araksi. Penyekat komutator antara lamel lamel dan sebagai

    dielektrik kondensator, kaca penjenguk pada tungku tungku (untuk

    melihat bagian dalam tungku), untuk menyekat elemen pemanas dan

    alat pemanas (kompor listrik), seterika listrik, pemanggang roti, dll.

    f. Mikaleks.

    g. Sitol.

    h. Kaca dan keramik :

    Aplikasi : Untuk pembuatan bola lampu, tabung elektronik, penyangga

    filament, untuk bahan dielektrik kapasitor, untuk berbagai macam

    isolator.

    i. Plastik.

    Aplikasi : sebagai bahan isolasi kawat atau kabel misalnya NYA,

    NYM, NYY, sakelar, kotak kontak dan lain lain sebagainya.

    j. Karet.

    Aplikasinya sebagai isolasi kawat dan kabel antara lain SiA, SiAF,

    N4GAF, HO5RRF, HO7RNF.

    2. Isolasi Berserat.

    a. Kayu.

    Sebagai bahan penyekat.

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    27

    b. Kertas.

    Sebagai isolasi kabel, kertas telepom, penyaring minyak trafo, dan

    kertas kapasitor.

    c. Tekstil.

    Bahan isolasi yang berfungsi sebagai pengikat atau membalut.

    3. Isolasi Cair.

    a. Minyak biji lena. Digunakan untuk pembuatan pernis cat.

    b. Minyak Tung.

    c. Pernis. Digunakan untuk merekatkan mika dengan logam.

    4. Gas : hidrogen, nitrogen, udara kering, CO2,SF6, dan lain-lain.

    G. RANGKUMAN.

    1. Besarnya kapasitansi bahan isolasi yang berfungsi sebagai dielektrik

    ditentukan oleh permitivitasnya, disamping jarak dan luas pemukaannya.

    2. Apabila bahan isolasi diberi tegangan bolak balik maka akan terdapat

    energi yang diserap oleh bahan tersebut. Besarnya kerugian energi yang

    diserap oleh bahan tersebut berbanding lurus dengan tegangan, frekuensi,

    kapasitansi dan sudut kerugian dielektrik.

    3. Suhu juga berpengaruh terhadap kekuatan mekanis, kekerasan, viskositas,

    ketahanan terhadap pengaruh kimia dan sebagainya.

    4. Bahan isolasi dapat rusak akibat panas yang terus menerus, bahan

    isolasi.

    H. LATIHAN SOAL.

    1. Pemakaian bahan isolasi sering dipengaruhi oleh bermacam macam sifat,

    sifat apa saja dan jelaskan pengaruh yang terjadi pada bahan isosolasi

    tersebut

    2. Kenapa dalam bahan isolasi memiliki kelas isolasi ?

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    28

    BAB VII

    BAHAN SEMIKONDUKTOR

    A. PENDAHULUAN.

    Sesuai dengan namanya, semikonduktor (setengah penghantar)

    mempunyai daya hantar yang besarnya antara harga daya hantar konduktor

    dan daya hantar isolator. Sifat tersebut dipengaruhi oleh susunan pita

    konduksi dan pita valensi bahan. Suatu hal yang penting untuk memahami

    semikonduktor adalah proses konduksi elektronik. Konduksi elektronik

    bahan dipengaruhi oleh jarak pita konduksi dan pita valensi bahan. Pada

    konduktor, kedua pita tersebut saling menumpuk. Pada isolator jarak

    keduanya cukup jauh. Sedangkan pada semikonduktor jarak keduanya tidak

    terlalu jauh dan ini memungkinkan terjadinya tumpang tindih jika

    dipengaruhi, misalnya oleh panas, medan magnet dan tegangan yang cukup

    tinggi. Jarak kedua pita tersebut disebut celah energi, seperti ditunjukkan

    pada gambar dibawah ini :

    Gambar 7.1

    Celah Energi Bahan isolator, semikonduktor dan konduktor

    Dari gambar di atas terlihat bahwa celah energi pada intan adalah 6 eV,

    dan intan merupakan bahan isolator dengan resistivitas yang tinggi. Jarak

    antara pita valensi dan dan pita konduksi jauh sehingga walaupun electron

    electron bebas pada pita konduksi sudak tereksitasi ( terlepas dari orbitnya ),

    elektron elektron pada pita valensi tidak akan dapat meloncat ke pita

    konduksi. Bahan konduktor celah energinya sempit sehingga kalau ada

    elektron lepas dari orbitnya maka elektron pada pita valensi segera

    mengisinya. Sedangkan bahan semikonduktor mempunyai celah energi lebih

    sempit daripada isolator, yaitu 0,12 5,3 eV. Oleh karena itu untuk

    Intan Semi konduktor Konduktor

    Pita

    Konduksi

    Pita

    valensi

    6 eV 0,12

    s/d

    5,3

    eV

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    29

    menjadikan bahan semikonduktor agar dapat menghantarkan listrik diperlukan

    energi yang tidak terlalu besar.

    B. TUJUAN INSTRUKSIONAL.

    Mahasiswa diharapkan mampu menjelaskan teori - teori bahan

    semikonduktor, jenis bahan, sifat serta aplikasinya dalam bidang tenaga listrik

    secara terampil.

    C. SEMIKONDUKTOR INTRINSIK DAN EKSTRINSIK.

    Dalan teknik elektronika banyak dipakai semikonduktor dari germanium (Ge)

    dan silicon (Si ). Germanium maupun silicon murni adalah bahan pelican dan

    merupakan isolator.

    1. Semikonduktor intrinsik.

    Merupakan semikonduktor murni yang tidak ditambahkan atom atom

    lain dan tanpa adanya pengaruh bahan tambahan. Lain.

    2. Semikonduktor Ekstrinsik.

    Adalah dengan mengotori bahan semikonduktor Ge dan Si dengan bahan

    Arsenikum dan Boron. Bahan pengotor dari luar tersebut disuntikkan pada

    bahan Ge atau Si. Proses penyuntikkan bahan tambahan terhadap

    semikonduktor murni disebut doping. Penambahan tersebut dimaksudkan

    untuk meningkatkan konduktivitasnya..

    Dari bahan doping itu diperoleh bahan semikonduktor jenis P dan jenis N.

    Bahan semikonduktor yang mendapat tambahan As akan menjadi

    semikonduktor Jenis N, sedang yang mendapat tambahan B menjadi

    semikonduktor jenis P.

    D. SAMBUNGAN PN

    Andaikata bahan jenis P dan jenis N saling dipertemukan seperti gambar

    7.2 maka akan diperoleh diode (alat dengan 2 elektroda). Pada diode bahan

    jenis P disebut anode, sedangkan bahan jenis N disebut katode. Karena diode

    ini diperoleh dengan mempertemukan bahan jenis P dan bahan jenis N maka

    disebut diode pertemuan (junction diode)

    Pada sambungan PN bertegangan (Gambar 7.2), elektron dan hole yang

    terletak dekat sambungan saling menarik dan bergabung sehingga timbul

    tegangan oleh minoritas hole pada bahan jenis N dan minoritas elektron pada

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    30

    jenis P, sehingga seakan akan terdapat baterai dengan tegangan kecil yang

    polaritasnya berbeda dengan polaritas tegangan pada gambar 7.2.

    Tegangan ini disebut potensial barier (tegangan penghalang). Dengan

    adanya tegangan penghalang ini aliran dan perpindahan pembawa muatan

    mayoritas akan berhenti kalau tegangan maju (foreward) tidak cukup besar.

    +

    -

    Gambar 7.2 Potensial Barier.

    1. Tegangan Maju (Foreward Bias)

    Apabila pada sambungan PN dipasang tegangan luar yang polaritasnya

    berbeda dengan potensial barier (Gambar 7.3) akan terjadi 2 akibat yang

    penting. Dengan adanya tegangan luar tersebut, tegangan (+) akan

    menolak hole pada bahan jenis P kearah sambungan (junction) sementara

    muatan (-) juga akan menolak elektron kearah sambungan. Selanjutnya

    potensial barier pada sambungan akan dinetralkan. Akibatnya pembawa

    muatan mayoritas dapat menembus dan akan menimbulkan aliran arus.

    2. Tegangan Terbalik (Reverse Bias)

    Dengan membalik polaritas tegangan luar sehingga searah dengan

    potensial barier maka hal ini akan menyebabkan bertambahnya pengaruh

    dari potensial barier. Pembawa muatan mayoritas akan semakin sulit

    untuk menembus sambungan.

    Gambar 7.3 Tegangan Maju

    P N Anode Katode

    + -

    A

    + + + +

    + +

    - -

    - -

    Potensial Barier

    P N

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    31

    Walaupun pembawa muatan mayoritas tidak dapat mengalir akibat

    adanya tegangan mundur tadi, tegangan mundur akan menyebabkan muatan

    minoritas menembus sambungan. Dengan adanya tegangan mundur pembawa

    muatan mayoritas akan tertarik menjauhi sambungan potensial barier

    semakin besar.

    E. KARAKTERISTIK ARUS DIODE SEMIKONDUKTOR.

    Jikalau anoda (bahan jenis P) dari diode dihubungkan dengan kutub

    positif sumber arus, sedangkan katodanya (bahan N) dihubungkan dengan

    kutub negatif (Gambar 7.4), maka arus listrik mengalir lewat dioda; arus dari

    kutub (+) baterai lewat anode, lewat katoda, dan kembali ke kutub negatif.

    Sebaliknya jika anoda dihubungkan dengan kutub negatif baterai dan katoda

    dihubungkan dengan kutub positif maka tidak akan ada arus yang mengalir.

    Sebuah diode mempunyai karakteristik yang menyatakan hubungan antara

    arus dan tegangannya. Karakteristik diode perlu diketahui sehingga dioda

    dapat dipergunakan sesuai dengan kebutuhannya.

    Gambar 7.4 Tegangan Terbalik

    Ada 2 macam karakteristik diode, yaitu karakteristik catu maju dan terbalik.

    1. Karakteristik maju.

    Diperoleh dengan memberikan catu maju mulai dari tegangan sebesar 0

    volt pada sebuah diode. Pada tegangan 0 volt arus yang mengalir relatif

    kecil karena adanya potensial barier. Setelah tegangan barier dapat

    dilewati maka arus yang mengalir akan bertambah dengan cepat dengan

    naiknya tegangan luar. Contoh karakteristik maju suatu diode

    diperlihatkan pada Gambar 7.5.

    P N

    Anode Katode

    - +

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    32

    Gambar 7.5 Karakteristik Maju

    2. Karaktristik Terbalik.

    Dengan memasangkan tegangan terbalik pada diode, pembawa muatan

    mayoritas tidak akan mengalir. Dengan memperbesar tegangan reverse,

    dimulai dari 0 volt, arus reverse yang yang terjadi akhirnya akan

    mencapai tingkat kejenuhan setelah melalui tegangan tembusnya.

    Arus yang mengalir akibat diberi tegangan terbalik disebut arus bocor.

    Pada diode germanium, arus bocor berada diantara 2 s/d 10 mikro

    ampere, sedangkan pada diode silikon, arus bocor berkisar antara 20 s/d

    100 nA.

    Gambar 7.6 Karakteristik Terbalik.

    I (ma) 73 ma

    7,9 ma

    Volt

    0,91 ma

    100a

    1,15 a

    0,125a

    Tegangan maju Tegangan terbalik.

    -1

    A

    Volt -7 -4 -2 0

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    33

    F. APLIKASI SEMIKONDUKTOR.

    Tabel 7.1 Aplikasi Semikonduktor.

    Bahan Semikonduktor Penggunaannya

    Barium Titinate (BA Ti)

    Bismut Telurida (Bi2 Te3)

    Cadmium Sulfida (CdS)

    Galium Arsenida

    Germanium

    Indium Antimonida

    Indium Arsenida

    Silikon

    Silikon Carbida

    Seng Sulfida

    Germanium Silikon

    Selenium

    Aluminium Stibium

    Galium Phosfor

    Indium Phosfor

    Tembaga Oksida

    Plumbum Sulfur

    Termistor (PTC )

    Konvermasi termoelektrik.

    Sel foto konduktif.

    Dioda, transisitor, laser, led, generator gelombang mikro.

    Dioda, transistor.

    Magneto resistor, piezo resistor, detector radiasi infra merah.

    Piezo resistor.

    Dioda, transistor, IC.

    Varistor.

    Perangkat penerangan elektro.

    Pembangkitan termoelektrik.

    Rectifier.

    Dioda penerangan.

    Dioda penerangan.

    Filter Infra Merah.

    Rectifier.

    Foto sel.

    Foto sel.

    Detector infra merah, filter infra merah, generator hall.

    G. RANGKUMAN.

    1. Dioda memiliki sifat yang berada diantara konduktor dan isolator.

    2. Dioda akan menjadi konduktor apabila tegangan suplai sudah melewati batas

    celah terlarang atau celah energi, dimana besar celah energi tergantung dari

    jenis bahan semikonduktor itu sendiri.

    3. Semikonduktor terbagi 2 yaitu semikonduktor intrinsik merupakan

    semikonduktor murni yang tidak ditambahkan atom atom lain dan tanpa

    adanya pengaruh bahan tambahan. Lain. Dan semikonduktor Ekstrinsik adalah

    dengan mengotori bahan semikonduktor Ge dan Si dengan bahan Arsenikum

    dan Boron. Bahan pengotor dari luar tersebut disuntikkan pada bahan Ge atau

    Si. Proses penyuntikkan bahan tambahan terhadap semikonduktor murni

    disebut doping. Penambahan tersebut dimaksudkan untuk meningkatkan

    konduktivitasnya..

    H. LATIHAN SOAL.

    1. Jelaskan dengan singkat bagaimana semikonduktor dapat merubah sifatnya

    menjadi penghantar dan penyekat !

    2. Jelaskan perbedaan dari semikonduktor intrinsik dan semikonduktor

    ekstrinsik !

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    34

    3. Sebutkan contoh bahan semikonduktor dan sebutkan aplikasinya dalam

    bidang tenaga listrik ?

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    35

    BAB VIII

    BAHAN SUPERKONDUKTOR

    A. PENDAHULUAN

    Bahan Superkonduktor adalah bahan yang pada suhu tertentu atau suhu

    kritis (sangat rendah) kira kira 4,260K. Tahanannya mendekati nol sehingga

    apabila dialiri arus listrik terus menerus dengan tidak usah ditambah tenaga

    lagi.

    Gambar 8.1

    Daerah Superkonduktor Pada Bidang Medan Magnet dan Suhu

    B. TUJUAN INSTRUKSIONAL.

    Mahasiswa diharapkan mampu menjelaskan teori - teori bahan

    superkonduktor, jenis bahan, sifat serta aplikasinya dalam bidang tenaga

    listrik secara terampil.

    C. BAHAN SUPERKONDUKTOR.

    Tabel 8.1

    Bahan Superkonduktor

    Unsur TC (0K) Senyawa TC (0K) T1

    Zn

    Al

    TI

    In

    Sn

    Hg

    Ta

    V

    Pb

    Nb

    Tc & I I,2

    Th

    U

    0,49

    0,82

    1,20

    2,38

    3,40

    3,73

    4,16

    4,39

    5,1

    7,22

    8,00

    1,3

    0,68

    Na Bi

    Ba Ba3

    Nb2 Zn

    Mo N

    Mo Re

    V2, 95 Ga

    Nb N

    V3 Si

    Nb3Al

    18,1

    Cu S

    Pb Sb

    2,2

    6,0

    10,8

    12,0

    12,6

    14,4

    15,2

    17,1

    18,0

    1,6

    1,5

    D. APLIKASI SUPERKONDUKTOR.

    Kondisi

    Siperkonduktif

    TC T 0

    B

    BC

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    36

    1. Bidang Komputer.

    Chip computer, sel memori computer, swith computer dan lain lain.

    2. Bidang Fisika

    Konstruksi reaktor tempat terjadinya reaksi fusi.

    3. Bidang Kedokteran.

    Peralatan operasi.

    4. Bidang Industri Tenaga Listrik.

    Elektromagnet, kabel penghubung, pemutus arus, dan lain lain.

    5. Bidang Telekomunikasi.

    Roda kereta api, kapal tanpa BBM tetapi menggunakan bahan

    superkonduktor sebagai pembangkit medan magnet.

    RANGKUMAN.

    6. Bahan Superkonduktor adalah bahan yang pada suhu tertentu atau suhu

    kritis (sangat rendah) kira kira 4,260K. Tahanannya mendekati nol

    sehingga apabila dialiri arus listrik akan terus menerus dengan tidak usah

    ditambah tenaga lagi.

    7. Bidang Komputer : Chip computer, sel memori computer, swith computer

    dan lain lain. Bidang Fisika : Konstruksi reactor tempat terjadinya

    reaksi fusi.Bidang Kedokteran : Peralatan operasi. Bidang Industri

    Tenaga Listrik : Elektromagnet, kabel penghubung, pemutus arus, dan

    lain lain. Bidang Telekomunikasi : Roda kereta api, kapal tanpa BBM

    tetapi menggunakan bahan superkonduktor sebagai pembangkit medan

    magnet.

    E. LATIHAN SOAL.

    1. Jelaskan yang dimaksud dengan superkonduktor ?

    2. Jelaskan proses pengolahan bahan semikonduktor menjadi sebuah

    konduktor

    3. Sebutkan contoh contoh bahan semikonduktor dan sebutkan aplikasinya

    dalam berbagai bidang !

    4. Jelaskan aplikasi bahan superkonduktor sebagai pengganti BBM pada

    kapal laut !

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    37

    BAB IX

    BAHAN MAGNET

    A. PENDAHULUAN.

    Medan magnet berperan sangat penting sebagai rangkaian proses

    konversi energi. Melalui medium medan magnet, bentuk energi mekanik

    dapat diubah menjadi energi listrik atau sebaliknya. Pada transformator,

    gandengan medan magnet berfungsi untuk memindahkan dan mengubah

    energi listrik dari rangkaian primer ke sekunder melalui prinsip induksi

    electromagnet.

    Dari sisi pandangan elektris, medan magnet mampu untuk

    mengimbaskan tegangan pada konduktor, sedangkan dari sisi pandangan

    mekanis, medan magnet sanggup untuk mengahasilkan gaya dan

    kopel/menggandeng.

    Keutamaan medan magnet sebagai perangkai proses konversi energi

    disebabkan terjadinya bahan bahan magnetik yang memungkinkan

    diperolehnya kerapatan energi yang tinggi ini akan menghasilkan kapasitas

    tenaga per unit volume mesin yang tinggi pula. Jelaslah bahwa pengertian

    kuantitatif tentang medan magnet dan rangkaian magnet merupakan bagian

    penting untuk memahani proses konversi energi listrik.

    B. TUJUAN INSTRUKSIONAL.

    Mahasiswa diharapkan mampu menjelaskan teori - teori bahan magnetik, sifat

    dan aplikasinya dalam bidang tenaga listrik secara terampil.

    C. SIFAT KEMAGNITAN

    1. Magnit permanen.

    Adalah magnit yang bersifat tetap sehingga sifat kemagnitannya sukar sekali

    hilang, misal : Baja, kobalt, nikel, atau kombinasi (campuran) dari material

    tersebut.

    2. Magnit remanen.

    Adalah magnit yang bersifat remanen (sementara). Jadi material tersebut akan

    menjadi magnit jika ada aliran listrik melalui kumparan yang

    mengelilinginya, misal : plat dinamo, besi tuang dan baja tuang.

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    38

    3. Non Magnitis.

    Adalah material yang tidak bisa dijadikan magnit dan tidak dapat

    dipengaruhi magnit, misal : aluminium, tembaga, antimon bismut dan

    fosfor.

    4. Para magnitis.

    Adalah material yang tidak dapat dijadikan magnit, tetapi dapat

    dipengaruhi magnit, misal : platina, mangaan.

    D. PARAMETER DAN SATUAN ( UNITS ) DALAM KEMAGNETAN

    Dalam kemagnetan sering dipakai parameter flux magnet atau magnetik

    flux ( ), kuat medan magnet atau flux density ( B ), induksi kemagnetan

    atau magnetising force ( H ), dan permeabilitas atau permeability ( )

    Fluks adalah banyaknya garis gaya, sedangkan kuat medan magnet

    adalah banyaknya garis gaya per satuan luas. Pada lilitan ber-arus juga dikenal

    parameter magneto motive force dengan simbol F yang satuannya adalah

    Amper lilit.

    Besarnya untuk bahan ferromagnetik tidak konstan. Jika arus I

    dialirkan melalui kumparan dengan inti yang terus bertambah secara bertahap

    dimulai dari nol maka medan magnet dan kerapatan fluks akan bertambah.

    Pertambahan keduanya adalah sepanjang garis OP. Pada gambar terlihat

    bahwa kurva OP mula mula naik dengan tajam, kemudian setelah mencapai

    tahapan tertentu kurvanya menjadi mendatar. Hal ini karena B telah mencapai

    kejenuhan (saturasi). Hasil bagi nilai B dengan H adalah harga yang besarnya

    tidak konstan.

    Pada gambar dibawah setelah titik 6P dicapai, kemudian I ( arus )

    diturunkan secara bertahap, maka diperoleh kurva PQ, yaitu pada saat arus

    sama dengan nol, masih terdapat sisa kemagnetan ( Br ). Kemudian arah arus

    dibalik dengan cara sebelumnya. Besar H akan bertambah sehingga B menjadi

    nol di titk R, diperolah Hc yang disebut Daya Koersip ( Coersive Power ).

    Selanjutnya prosedur seperti diatas diulang, didapat kurva tertutup PQRSCTP

    yang disebut Jerat Histerisis Magnetik. Luas dari jerat tersebut sebanding

    dengan volume bahan magnetik yang dimagnetisasi. Kalau inti tersebut diberi

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    39

    arus bolak balik maka akan menimbulkan eddy current yang lazim disebut

    arus pusar atau arus facoult.

    Gambar 9.1 Jerat Histerisis Bahan Ferro.

    E. APLIKASI BAHAN MAGNET.

    Inti transformator, inti motor, inti generator, relai, peralatan sonar atau radar

    dan bel listrik.

    F. RANGKUMAN.

    1. Apabila suatu bahan berada di daerah atau di suatu medan magnet maka

    bahan tersebut berubah ukurannya yang biasa disebut dengan gejala

    magnetostriksi.

    2. Bahan magnetik yang banyak digunakan adalah paduan besi nikel dengan

    tambahan molibdenum, chromium, atau tembaga, semua bahan campuran

    tersebut dinamakan permalloy.

    3. Untuk mengubah bahan magnetik lunak menjadi baja listrik, tetapi rugi

    histerisis dan arus pusarnya turun adalah dengan menambahkan silikon

    kedalam komposisinya. Cara ini akan mengurangi rugi histerisis dan arus

    pusar dengan tajam karena penambahan silikon mengakibatkan pertambahan

    resistivitas.

    F. LATIHAN SOAL.

    P

    + B

    - B

    HC

    R Br

    T

    C

    - H

    S

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    40

    1. Jelaskan bagaimana prinsip induksi elektromagnetik dapat mentrasfer

    arus dan tegangan yang terjadi pada transformator ?

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    41

    BAB X

    SERAT OPTIK.

    A. PENDAHULUAN.

    Berbeda dengan kabel metalik, kabel serat optik ukurannya kecil kurang

    lebih 3 cm, dan lebih ringan sehingga instalasi kabel serat optik dapat

    dilakukan melalui beberapa span secara sekaligus.Panjang kabel serat optik

    dalam satu haspel biasanya mencapai 2 s/d 4 km.

    Pada saat ini, untuk mengatasi keterbatasan kapasitas kabel tembaga,

    maka pembangunan junction menggunakan kabel serat optik jenis single

    mode.

    Ada dua jenis kabel optik, yaitu : yang pertama jenis pipa longgar, serat

    optik ditempatkan di dalam pipa longgar yang terbuat dari bahan

    polybutylene terepthalete yang berisi jelly. Yang kedua jenis alur atau slot,

    dimana serat optik di tempatkan pada alur di dalam silinder yang terbuat dari

    bahan polyethyiene. Di Jepang telah dibuat kabel jenis slot dengan kapasitas

    1.000 3.000 serat.

    B. TUJUAN INSTRUKSIONAL.

    Mahasiswa diharapkan mampu menjelaskan teori - teori serat optik,

    konstruksi serat optik, macam macam serat optik, sifat dan aplikasinya

    dalam bidang tenaga listrik secara terampil.

    C. SUSUNAN SERAT OPTIK.

    Core ( inti ) : berfungsi untuk menentukan cahaya merambat dari

    satu ujung ke ujung lainnya.

    Cladding ( Lapisan ) : berfungsi sebagai cermin, yakni memantulkan

    cahaya agar dapat merambat ke ujung lainnya

    Coating ( jaket ) : berfungsi sebagai pelindung mekanis sebagai

    pengkodean warna

    Indek bias ( n ) core selalu lebih besar daripada indek bias Cladding ( Nc >

    Nd )

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    42

    Gambar 10.1 Struktur Dasar Serat Optik.

    Keterangan :

    Core :

    1. Terbuat dari bahan kuarsa dengan kualitas sangat tinggi.

    2. Merupakan bagian utama dari serat optik karena perambatan cahaya

    sebenarnya terjadi pada bagian ini.

    3. Memiliki diameter 10 mm 50 mm. Ukuran Core sangat mempengaruhi

    karakteristik serat optik.

    Cladding :

    1. Terbuat dari bahan gelas indeks bias lebih kecil dari core.

    2. Merupakan selubung dari core.

    3. Hubungan indeks bias antara core dan cladding akan mempengaruhi

    perambatan cahaya pada core ( mempengaruhi besarnya sudut kritis )

    Coating :

    1. Terbuat dari bahan plastik.

    2. Berfungsi untuk elindungi serat optic dari kerusakan.

    3. Tempat kode warna.

    D. KEUNTUNGAN SERAT OPTIK

    1. Band width lebar.

    2. Informasi yang dikirim dalam satu saat lebih banyak.

    3. Redaman kecil.

    4. Jarak jangkau pengiriman tanpa penguat repeater lebih jauh.

    5. Kebal terhadap induksi.

    CORE/INTI

    CLADDING/LAPISAN

    COATING/JAKET

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    43

    6. Tidak terpengaruh oleh kilat, transmisi radio.

    7. Keamanan rahasia informasi lebih baik ( tidak mudah disadap ).

    8. Penyadapan informasi dengan induksi atau hubungan sederhana tidak

    dapat dilakukan.

    9. Aman dari bahaya listrik.

    10. Tidak ada bahaya sengatan listrik, kebocoran ke tanah / ground atau

    hubung singkat. Penambahan saluran kanal / kapasitas terpasang lebih

    mudah.

    11. Tidak ada cakap silang ( crosstalk ) karena tidak memiliki L dan C.

    12. Tidak berkarat.

    13. Lebih ekonomis ( layanan yang sangat besar ).

    14. Tahan temperature tinggi ( 2.000oC).

    15. Konsumsi daya rendah 20 mw

    E. KERUGIAN SERAT OPTIK

    1. Tidak menyalurkan energi listrik, sehingga pada system repeater,

    transmistter & receiver perlu pengubahan energi listrik ke optik dan

    sebaliknya.

    2. Perangkat sambung relatif lebih sulit, karena terbuat dari gelas silica,

    memerlukan penanganan yang lebih hati hati.

    3. Perangkat ujung terminasi lebih mahal.

    4. Perbaikan lebih sulit

    F. JENIS SERAT OPTIK

    1. Step index multimode.

    a. Indeks bias core konstan.

    b. Ukuran core besar ( 50 m ) dan dilapisi cladding yang tipis.

    c. Penyambungan kabel lebih mudah karena memiliki core yang besar.

    d. Terjadi dispersi (lebar pulsa cahaya output yang dihasilkan oleh

    sebuah pulsa input ideal dengan lebar mendekati nol.

    e. Hanya digunakan unuk jarak pendek dan transmisi data bit rate

    rendah.

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    44

    Gambar 10.2 Serat Optik Step index.

    2. Grade index multimode.

    a. Core terdiri dari sejumlah lapisan gelas yang memiliki indeks bias

    yang berbeda, indeks bias tertinggi terdapat pada pusat core dan

    berangsur angsur turun sampai batas core cladding.

    b. Cahaya merambat karena difraksi yang terjadi ada core sehingga

    rambatan cahaya sejajar dengan sumbu serat

    c. Dispersi minimum.

    d. Harganya lebih mahal dari serat optik SI karena proses

    pembuatannya lebih sulit.

    Gambar 10.3 Serat Optik Grade Indeks.

    3. Step index singlemode.

    a. Serat optik SI monomode memiliki diameter core yang sangat kecil

    dibandingkan ukuran claddingnya.

    b. Cahaya hanya merambat dalam satu mode saja yaitu sejajar dengan

    sumbu serat optik.

    c. Digunakan untuk transmisi data dengan bit rate tinggi.

    50 m 125 m

    50m 125 m

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    45

    Gambar 10.4 Serat Optik Step Indeks.

    G. MODE PERAMBATAN CAHAYA.

    1. Cahaya dapat merambat dalam serat optik melalui lintasan yang berbeda

    ( multimode ).

    2. Lintasan cahaya yang berbeda beda ini disebut mode / tipe dari suatu

    serat optik.

    3. Ukuran diameter inti core menentukan jumlah mode / tipe / jenis yang

    ada dalam suatu serat optik.

    4. Serat optik yang memiliki lebih dari satu mode disebut serat optik

    multimode.

    5. Serat optik yang hanya satu mode saja disebut serat optik single mode,

    serat optik single mode memiliki ukuran core yang lebih kecil.

    H. PRINSIP PERAMBATAN CAHAYA DALAM SERAT OPTIK.

    1. Sinar merambat lurus sepanjang sumbu serat tanpa mengalami

    pemantulan refleksi / refraksi

    2. Sinar megalami refleksi total karena memiliki sudut dating yang lebih

    besar dari sudut kritis dan akan merambat sepanjang serat melalui

    pantulan pantulan.

    3. Sinar akan mengalami refraksi dan tidak akan dirambatkan sepanjang

    serat karena memiliki sudut datang yang lebih kecil dari sudut kritis.

    Gambar 10.5 Prinsip Perambatan Cahaya Dalam Serat Optik.

    1 2

    9m 125 m

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    46

    I. LOSSES PADA SERAT OPTIK.

    Secara garis besar losses yang terjadi diakibatkan oleh :

    1. Faktor intrinsik ( dari serat optik itu sendiri ) :

    a. Penghamburan ( scatering loss ).

    Arus balik, tekanan, ukuran core yang tidak rata, dan mode coupling

    (terjadi bila sudut sebuah mode yang direfleksikan berubah karena

    perubahan diameter inti, pada kasus ini beberapa mode menyatu).

    b. Penyerapan ( absorption loss ) : disebabkan kaena adanya molekul

    molekul air dalam inti gelas.

    2. Terjadi karena kabel optik yang diinstalasi.

    a. Losses pada penyambungan : penyambungan dengan busur api,

    mekanis, konektor.

    b. Bengkokkan.

    J. RANGKUMAN.

    Sesuai dengan konstruksinya kabel serat optik terdiri dari : kabel duct,

    kabel tanah, kabel atas tanah, dan kabel rumah.

    Loose tube berbentuk tabung longgar yang terbuat dari bahan PBTP yang

    berisi thixotropic gel dan serat optik ditempatkan di dalamnya.

    Konstruksi loose tube yang berbentuk longgar tersebut mempunyai tujuan

    agar serat optik dapat bebas bergerak, tidak langsung mengalami tekanan atau

    gesekan yang dapat merusak serat pada saat instalasi kabel optik.

    K. LATIHAN SOAL.

    1. Berikan penjelasan yang jelas mengenai serat optik, beserta konstruksinya!

    2. Serat optik terdiri dari beberapa jenis, jelaskan keuntungan dan

    kerugiannya beserta gambarnya !

    3. Jelaskan bagaimana proses perambatan cahaya pada serat optik ?

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    47

    BAB XI

    BAHAN NUKLIR.

    A. PENDAHULUAN.

    Pada hakikatnya bahan nuklir adalah suatu bahan yang dapat

    mengadakan fisi (pembelahan) dan fusi (penggabungan). Dikenal 3 macam

    bahan nuklir, yaitu U-235, Pu-239 dan U-233. perkembangannya ditemukan

    unsur unsur diantaranya adalah Uranium, Neptunium, Plutonium yang

    semuanya itu didapat dengan cara menembakkan Netron kedalam inti

    Uranium. Bahan nuklir sering dipakai untuk bahan bakar reactor nuklir.

    B. TUJUAN INSTRUKSIONAL.

    Mahasiswa diharapkan mampu menjelaskan teori teori bahan nuklir, proses

    pengolahan dan aplikasinya dalam bidang tenaga listrik secara terampil.

    C. PROSES PENGOLAHAN BAHAN NUKLIR.

    1. Mula mula uranium yang merupakan bahan tambang dipisahkan dari

    bijihnya.

    2. Deposit ini kemudian diolah menjadi yellowcake, suatu konsentrat yang

    mengandung 70 90 % oksida uranium.

    3. Melalui proses pemurnian, yellowcake menjadi UO2.

    Setelah direduksi akan didapatkan uranium oksida, yang kemudian

    dengan menggunakan proses sinter (dipanaskan dalam tungku sintering)

    yang berisi gas hidrogen, argon an helium dengan suhu 1100 22000C,

    serbuk UO2 akan berubah bentuk menjadi pellet.

    4. Pellet Uo2 ini lalu dibungkus dengan bahan zirkanium, dan jadilah bahan

    bakar nuklir reactor PLTN.

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    48

    D. PLTN.

    1. Di dalam reactor, bahan nuklir disusun sedemikian rupa sehingga suatu

    reaksi berantai dari proses fisi dapat berjalan dalam keadaan terkendali

    dan aman sehingga panas yang dihasilkan proses tersebut dapat

    dimanfaatkan.

    2. Melalui media air energi panas tersebut diserap.

    3. Air panas yang bertekanan tinggi ini disirkulasikan melalui ketel uap dan

    kembali ke reactor setelah melepaskan panasnya.

    4. Uap panas lanjut yang dihasilkan ketel dipakai untuk menggerakkan

    turbin uap yang dikopel mekanik dengan generator listrik.

    5. Dengan demikian dibangkitkanlah suatu sumber daya listrik yang

    memakai bahan bakar nuklir.

    Gambar 11.1 Diagram Konversi Energi Nuklir Menjadi Energi Listrik.

    E. PROSES FISI DAN FUSI.

    G. Proses Fisi.

    Adalah peristiwa terpecahnya suatu inti berat menjadi 2 inti yang diikuti

    terlepasnya sejumlah energi. Untuk tiap fisi nuklir akan timbul energi kira

    kira 2000 MeV dan sekitar 60 % dari energi itu dibawa oleh pecahan fisi

    Air panas

    Uap panas

    reaktor

    Energi nuklir

    Ketel uap

    Turbin uap

    Konsumen

    Energi listrik

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    49

    sebagai energi kinetik yang akhirnya diambil sebagai kalor. Kalor ini

    merupakan hasil dari reaksi berantai atom berat yang terbelah oleh sebuah

    neutron. Dari pembelahan ini dikeluarkan neutron neutron baru yang

    membelah inti atom berat lain sambil mengeluarkan energi yang

    besar.Reaksi berantai ini harus dikendalikan supaya tidak membahayakan.

    H. Proses fusi.

    Dilaksanakan dengan berbagai cara, misalnya :

    a. Menembaki atom atom ringan dengan partikel = partikel bermuatan

    listrik yang diperoleh dari siklotron atau akselarator lain. Cara ini

    hanya mengahsilkan penggabungan inti sedikit dan energi yang

    didapat dari penggabungan inti juga sedikit sehingga tidak efisien.

    b. Proses fusi atau termonuklir juga dapat dilaksanakan dengan memanasi

    hydrogen (H) sampai suhu jutaan derajat C.

    F. PEMANFAATAN BAHAN NUKLIR.

    1. Pembangkit listrik tenaga nuklir.

    2. Radio isotop dalam bidang kedokteran.

    3. Teknik nuklir dalam bidang pertanian (untuk mencari bibit unggul).

    4. Teknik nuklir dalam bidang industri.

    a. Untuk melihat sambungan las atau cor.

    b. Peningkatan mutu industri (serat kain, kayu, jaket kulit dll).

    c. Pengukuran permukaan air dengan kamera gamma.

    d. Pengukuran kadar air.

    e. Pengukuran debit aliran sungai. Mendeteksi kebocoran pipa dalam

    tanah.

    f. Mendeteksi rembesan air pada bendungan.

    g. Pengukuran endapan dan gerakan endapan Lumpur.

    G. RANGKUMAN.

    1. Bahan nuklir adalah suatu bahan yang dapat mengadakan fisi

    (pembelahan) dan fusi (penggabungan).

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    50

    2. Dikenal 3 macam bahan nuklir, yaitu U-235, Pu-239 dan U-233.

    perkembangannya ditemukan unsur unsur diantaranya adalah Uranium,

    Neptunium, Plutonium yang semuanya itu didapat dengan cara

    menembakkan Netron kedalam inti Uranium.

    3. Bahan nuklir sering dipakai untuk bahan bakar reactor nuklir.

    4. Proses fisi adalah peristiwa terpecahnya suatu inti berat menjadi 2 inti

    yang diikuti terlepasnya sejumlah energi. Untuk tiap fisi nuklir akan

    timbul energi kira kira 2000 MeV dan sekitar 60 % dari energi itu

    dibawa oleh pecahan fisi sebagai energi kinetik yang akhirnya diambil

    sebagai kalor.

    5. Proses fusi.

    Dilaksanakan dengan berbagai cara, misalnya :

    Menembaki atom atom ringan dengan partikel = partikel bermuatan

    listrik yang diperoleh dari siklotron atau akselarator lain. Cara ini hanya

    menghasilkan penggabungan inti sedikit dan energi yang didapat dari

    penggabungan inti juga sedikit sehingga tidak efisien. Proses fusi atau

    termonuklir juga dapat dilaksanakan dengan memanasi hydrogen (H)

    sampai suhu jutaan derajat C.

    H. LATIHAN SOAL.

    Jelaskan proses pengolahan bahan nuklir sehingga dapat menjadi suatu

    pembangkit listrik !

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    51

    BAB XII

    BAHAN BAHAN KHUSUS

    A. PENDAHULUAN.

    Pemasangan instalasi terikat pada peraturan peraturan yang bertujuan

    pada aspek pengaman terhadap manusia, barang, mahluk hidup lain dan

    terhadap lingkungan yang bertitik berat pada keamanan. Aspek pelayanan

    penyediaan tenaga listrik yang aman, efisien dan terjaga kontinuitasnya.

    Mengingat kedua hal diatas, maka pemasangan instalasi harus ketat

    mengikuti ketentuan yang berlaku (dalam PUIL atau peraturan-peraturan

    terkait lain). Pada saat ini berkembang bahwa konstruksi instalasi dan

    kelengkapannya juga dilihat dari segi / aspek estetika sebagai bahan hiasan

    serta kemudahan dalam operasionalnya (misalnya : remote controlled

    contactor).

    Perlengkapan instalasi harus dipasang sedemikian rupa sehingga tidak

    membahayakan, harus tahan terhadap kemungkinan kerusakan mekanis,

    termal, kimiawi, biologis (jamur), dan kontaminasi medan elektromagnetik.

    B. TUJUAN INSTRUKSIONAL.

    Mahasiswa diharapkan mampu menjelaskan dan menggambarkan bentuk serta

    fungsi - fungsi komponen yang digunakan dalam bidang tenaga listrik secara

    terampil.

    C. ROL ISOLATOR

    Rol isolator, dipakai untuk hantaran jika akan direntangkan, sehingga dapat

    tegang dan rapi. Dipasang pada tarikan yang tidak menggunakan pipa dan

    terletak di atas plafon. Rol isolator dibuat dari bahan keramik.

    Las dop, digunakan sebagai penutup sambungan kawat yang ada di atas

    plafon dan di dalam doos.

    Pita isolasi (Isolation tape), digunakan untuk mengisolasi sambungan kawat

    sebelum ditutup dengan lasdop.

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    52

    Benang, digunakan untuk mengikat benang pada rol isolator dan sambungan

    kawat.

    Gambar 12.1 Rol Isolator dan Cara Mengikat Kabel.

    D. SAKELAR

    Sakelar adalah gawai pemutus dan penyambung rangkaian listrik.

    Berfungsi untuk menghubungkan & memutuskan hubungan arus listrik.

    Terdiri atas :

    i. Pemisah : untuk memisah atau menyambung tanpa beban atau

    dengan beban sangat kecil.

    ii. Sakelar beban : Mempunyai kemampuan memutus rangkaian

    listrik dalam keadaan berbeban dalam kerja pemutusan sesaat,

    mempunyai kemampuan memadamkan busur api, contoh

    MCB, MCCB.

    Terbuat dari bahan ebonit dan plastik.

    Dengan berbagai macam warna, misal : putih, hitam, coklat, abu-abu, dan

    lain-lain.

    Jenis pasangannya adalah pasangan dalam (in-bouw) dan pasangan luar (out-

    bouw). Untuk pasangan dalam harus menambah komponen kotak sambung

    (doos). Sedangkan untuk pasangan luar yang menempel di tembok, ditambah

    roset.

    Macam-macam sakelar pada instalasi domestik :

    1. Sakelar tunggal

    2. Sakelar deret (seri)

    3. Sakelar dua kutub

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    53

    4. Sakelar hotel (sakelar tukar)

    5. Sakelar silang

    6. Sakelar silang tiga

    Dimmer switch, untuk mengatur kuat penerangan.

    Gambar 12.2 Macam macam sakelar

    Jenis-jenis sakelar.

    Sakelar-sakelar dapat dikelompokkan sesuai penggunaannya :

    1. Sakelar kotak, untuk menjalankan lampu penerangan, antara lain sakelar

    satu/ganda, sakelar kecil, sakelar tukar, sakelar silang.

    2. Sakelar tumpuk / paket, adalah sakelar putar jenis tutup digunakan untuk

    beban-beban besar dengan rating di atas 16 A.

    3. Sakelar sandung, adalah sakelar untuk variasi perubahan rangkaian listrik,

    misalnya hubungan lampu/motor dengan rating beban minimum 16 A.

    4. Sakelar tuas, adalah sakelar yang memiliki pisau-pisau/kotak bergerak

    untuk pemakaian buka tutup rangkaian beban berat. contoh : Ohm sakelar.

    5. Sakelar giling, hampir sama dengan sakelar tuas, hanya mekanisme

    tukarnya berbeda.

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    54

    E. STOP KONTAK (KOTAK KONTAK)

    Stop kontak atau kotak kontak :

    1. Berfungsi untuk mendapatkan sumber tegangan, yang diperlukan bagi

    peralatan rumah tangga (lemari es, radio, kipas angin, televisi, dan lain-

    lain).

    2. Tegangan tersebut diperoleh dari hantaran fasa dan nol yang dihubungkan

    dengan stop kontak tersebut.

    Bagian-bagian dan bahan stop kontak :

    1. Kaki, terbuat dari porselin, steatit atau bahan lainnya. Kontak-kontaknya

    terdapat pada bagian kaki ini dan cara pemasangan bagian kaki adalah

    disekrupkan pada tempat kedudukannya (tembok).

    2. Tutup, umumnya terbuat dari ebonit, bakelit atau plastik. Cara

    pemasangan tutup ini adalah dilekatkan pada kaki dengan menggunakan

    sekerup.

    3. Stop kontak yang mempunyai kaki dan tutup tersebut, adalah jenis

    pasangan luar (out-bouw), umumnya berwarna hitam.

    4. Untuk stop kontak pasangan dalam (in-bouw), antara kaki dan tutup

    menjadi satu, terdiri bermacam-macam warna.

    Jenis stop kontak :

    1. Stop kontak biasa.

    2. Stop kontak dengan hubung tanah.

    3. Stop kontak tahan air (WD).

    4. Stop kontak khusus (AC).

    Adapun ketentuan pemasangannya adalah :

    1. Untuk sistem satu fasa, terminal netral ada di sebelah kanan.

    2. Untuk kotak dinding yang dipasang kurang dari 1,25 meter harus

    dilengkapi dengan tutup atau lubang kontak yang berputar.

    3. Untuk kotak lantai, ditempatkan tertutup yang dibuat khusus.

    4. Di dalam ruangan yang dilengkapi dengan kontak pengaman tidak boleh

    ada kotak-kontak pengaman lain, kecuali sakelar pemisah.

    5. Kemampuan kotak kontak sesuai dengan daya tersambung atau minimal

    10 Ampere.

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    55

    Gambar 12.3 Macam macam kotak kontak.

    F. KOTAK SAMBUNG

    Penyambungan kabel dalam instalasi pipa hanya boleh dilakukan dalam kotak

    sambung

    Gambar 12.4 Macam macam kotak smbung.

    G. PEMASANGAN PIPA DAN PERLENGKAPAN.

    1. PEMASANGANNYA :

    a. Ditanam (in-bouw) untuk dinding tembok.

    b. Menempel pada dinding (out-bouw) dengan cara di klem

    menggunakan klem (sengkang).

    2. PERLENGKAPAN PIPA :

    a. Sambungan lengkung (bock).

    b. Klem (sengkang)

    Sengkang (klem), digunakan untuk menjepit pipa PVC yang menempel

    pada dinding atau pada plafon.

  • DASAR INSTALASI LISTRIK

    56

    c. Sambungan memanjang (Sock)

    Paku, dipergunakan untuk memasang doos, menjepit pipa PVC pada

    instalasi pasangan dalam (in-bouw) dan lain-lain.

    H. PIPA INSTALASI.

    Untuk instalasi di dalam gedung / tembok, digunakan pipa instalasi berupa :

    1. Pipa baja galvanish atau dicat meni.

    Pada ujung pipa harus dipasang pelindung / selubung masuk (tule) untuk

    melindungi kabel terhadap bagian tajam pipa.

    2. Pipa PVC yang mempunyai sifat tahan terhadap bahan kimia tidak

    menjalarkan nyala api dan mudah digunakan serta mempunyai daya isolasi

    yang baik.

    3. Pipa fleksibel (corrugated plastic pipe).

    Pembengkokan pipa harus dilaksanakan sedemikian rupa sehingga tidak

    terjadi deformasi. Pembengkokan mengikuti aturan :

    3 D untuk PVC.

    4 D untuk pipa baja dengan ukuran 16 mm2 atau 5/8 inci.

    Pipa instalasi ditanam sedemikian rupa dengan sempurna dan dijepit