NAMA KELOMPOK III

SIFAT BAHAN LISTRIK

RUDI ABDULLAHNURHAYATI

NI LUH YESINI LUH WIDYA WEWANTARI

ETRIS SAPUASTI

Dalam dunia elektronika kita tidak mungkin terlepas dari apa yang dinamakan bahan–bahan listrik. Terdapat tiga klasifikasi utama dalam dunia elektronika yang sering dijumpai yakni; isolator, konduktor dan semikonduktor.Perbedaan mendasar dari ketiga jenis bahan ini adalah terletak ada tahanan jenis tiap–tiap bahan. Untuk isolator memiliki tahanan jenis 104Ωm – 1014Ωm, konduktor memiliki tahanan jenis 10-7Ωm – 10-8Ωm, sedangkan untuk semikonduktor memiliki tahanan jenis 10-3Ωm – 3x103Ωm.

Jenis Bahan/Material

• Murni unsur - logam [Fe, Hg]- nonlogam [C (grafit, intan), Si, S]

• Senyawa- oksida / keramik [tanah liat, SiO2]- polimer [kayu, karet, plastik]

• Sifat bahan di atas : padat atau cair.• Sifat bahan lainnya : cair atau gas.

Jenis ikatan-kuat antar atom :

• Ikatan logam : ~ 1 elektron terluar dilepas oleh atom, lalu ‘dimiliki bersama’, berupa ‘gas’ elektron yang bergerak bebas, mengikat semua ion +.

• Ikatan kovalen : 1 elektron ’dimiliki bersama’ oleh 2 atom, elektron hanya bergerak di sekitar 2 atom itu, mengikat 2 atom itu.

• Ikatan ionik : 1/beberapa elektron pindah ke atom lain, terjadi ion + dan – yang lalu saling menarik.

Konduktor

Konduktor adalah suatu bahan yang mudah menghantar mutaan listrik. Konduktor salah satu komponen utama dan instalasi listrik, yang berperan untuk menyalurkan arus dari satu bagian ke bagian lain dan juga untuk menghubungkan bagian-bagian yang dirancang bertegangan sama. Dalam bahan-bahan yang tergolong konduktor, elektron-elektron pada setiap atom tidak diikat dengan kuat sehingga elektron-elektron dapat bergerak bebas di dalam atom. Elektron-elektron bebas inilah yang menyebabkan bahan-bahan konduktor mudah mengantarkan (mengalirkan) muatan listrik.

Gambar Bahan Konduktor

Contoh Bahan Konduktor :

• Aluminium 2,82×10-8 Ωm• Tembaga 1,7×10-8 Ωm• Emas 2,44x10-8 Ωm• Besi 9,71x10-8 Ωm• Konstantan 49x10-8 Ωm• Nikron 100x10-8 Ωm• Platina 10,6x10-8 Ωm• Perak 1,59 x 10-8 Ωm• Tungsten 5.65x10-8 Ωm

Manfaat Bahan Konduktor

• Untuk keperluan komunikasi sekarang banyak digunakan bahan penghantar untuk media transmisi telekomunikasi yaitu menggunakan serat optik.

IsolatorIsolator adalah suatu bahan yang sukar

menghantar muatan listrik. Dalam bahan-bahan isolator, elektron-elektron pada setiap atom diikat dengan kuat sehingga pada keadaan normal elektron-elektron tidak bebas bergerak. Karena elektron-elektron tidak mudah berpindah, maka isolator sukar mengalirkan arus listrik. Akan tetapi, jika isolator diberi tegangan besar maka elektron dapat berpindah. Jadi pada tegangan tinggi isolator dapat berfungsi sebagai konduktor.

Gambar Bahan Isolator

Contoh Bahan Isolator

• Gelas / Kaca = 1010 Ωm• Mika = 1011 Ωm• PVC = 1013 Ωm• Karet Murni 1012 Ωm s.d. 1014 Ωm

Data koefisien dielektrik/ permitivitas relatif r beberapa bahan isolator

• Vakum 1• Udara 1,000 54• Lilin, teflon ~2• Polistirena 2,5• Kertas 3,7• Kaca biasa ~4• Kaca pireks 4 – 6

Manfaat Bahan Isolator

Untuk pembuatan kotak tahanan standart dan shunt.

Untuk tahanan dan rheostats.

Untuk unsur pemanas, kompor listrik dan sebagainya.

Semikonduktor

Semikonduktor adalah suatu bahan yang pada kondisi tertentu akan bersifat sebagai isolator dan pada kondisi lain akan bersifat sebagai konduktor. Bahan – bahan semikonduktor akan bersifat isolator jika dalam temperatur yang rendah dan akan bersifat konduktor jika dalam temperatur tinggi. Dalam temperatur rendah seluruh lintasan elektron terisi penuh oleh elektron dan ketika dalam temperatur tinggi akan ada ikatan - ikatan yang pecah sehingga menyebabkan adanya elektron - elektron bebas.

Gambar Bahan Semikonduktor

Contoh Bahan Semikonduktor

• Karbon (grafit) 3,5x10-5 Ωm• Germanium (murni) 5x10-1 Ωm• Silikon (murni) 6,40x102 Ωm

Manfaat Semikonduktor

• Semikonduktor digunakan untuk membuat sel surya (solar cell) dan penyearah.

• Semikonduktor digunakan juga sebagai transistor.

Sifat “superkonduktif” :

• Sejumlah logam, pada suhu ~ 5 kelvin, elektronnya bergerak berpasangan, dan mengakibatkan tiadanya hambatan listrik lagi. “Tipe 1”. Bersifat “diamagnetik” sempurna. Ditemukan awal abad ke 20.

• Medan magnet dapat meniadakan superkonduktivitas bahan tipe 1 ini, besarnya pada suhu 0 kelvin adalah ~ 200 – 400 tesla.

Data Hambat Jenis Beberapa Bahan :

• Perak (Ag) 16 n m• Tembaga (Cu) 17 n m• Kuningan (Cu + ~30% Zn)

70 n m• Nichrom (Ni + Cr) 1 m• Grafit (C; semikond.) 35 m• Silikon (Si) 2 k m• Karet (C-isolator) ~1 M m• Kaca (SiO2) ~1 T m• Teflon (PTFE) ~100 T m