-
Tuesday, January 26, 2016
Pernyataan bahwa listrik mengalir sebenarnya berkaitan dengan muatan yang berpindah, sebab perpindahan elektron pada bahan akan menghasilkan arus listrik yang arahnya berlawanan dengan arah perpindahan elektron tersebut. Penghantar dalam teknik elektronika adalah zat yang dapat menghantarkan arus listrik, baik berupa zat padat, cair atau gas. Karena sifatnya yang konduktif maka disebut konduktor. Konduktor yang baik adalah yang memiliki tahanan jenis yang kecil. Pada umumnya logam bersifat konduktif. Emas, perak, tembaga, alumunium, zink, besi berturut-turut memiliki tahanan jenis semakin besar.
Kabel biasanya terdiri dari bahan tembaga atau perak di bagian dalamnya dan dilapisi bahan plastik atau karet di bagian luarnya. Hal ini berkaitan dengan kemampuan bahan untuk menghantarkan listrik. Setiap bahan memiliki daya hantar listrik yang berbeda-beda. Tembaga dan perak merupakan bahan yang paling baik untuk menghantarkan listrik, sedangkan plastik dan karet merupakan bahan yang tidak dapat menghantarkan listrik.Berdasarkan kemampuan bahan untuk menghantarkan arus listrik, bahan digolongkan menjadi konduktor, semikonduktor, dan isolator.
a. Konduktor listrik
Konduktor listrik adalah bahan-bahan yang dapat digunakan untuk menghantarkan listrik. Agar arus listrik dapat disalurkan dengan baik, maka dibutuhkan bahan yang mampu menghantarkan arus listrik dengan baik pula. Pada bahan ini, elektron dapat mengalir dengan mudah. Contoh dari konduktor listrik adalah tembaga, perak, dan emas. Meskipun perak dan emas merupakan konduktor yang sangat baik, tetapi karena harganya yang sangat mahal, kabel rumah tangga biasanya menggunakan bahan dari tembaga.
b. Isolator listrik
Bahan isolator adalah bahan yang sangat buruk untuk menghantarkan listrik karena di dalam bahan ini elektron sulit mengalir. Pemberian plastik atau karet sebagai pelapis kabel bertujuan agar kabel lebih aman digunakan. Sifat plastik dan karet yang sangat buruk dalam menghantarkan arus listrik membuat kedua bahan tersebut masuk ke dalam kelompok bahan isolator.
c. Semikonduktor listrik
Bahan-bahan yang berada pada suhu rendah bersifat sebagai isolator, sementara pada suhu tinggi bersifat sebagai konduktor disebut bahan semikonduktor listrik. Contoh bahan semikonduktor listrik ada lah karbon, silikon, dan germanium. Pada bidang elektronika, karbon biasa digunakan untuk membuat transistor yang kemudian dirangkai menjadi IC.
Petir dapat menimbulkan korban karena membawa energi yang sangat besar. Petir cenderung akan menyambar benda-benda yang tinggi seperti pohon, tiang bendera, dan bangunan-bangunan yang tinggi. Oleh sebab itu, pada konstruksi bangunan-bangunan tersebut selalu diberi penangkal petir yang dipasang di atap. Penangkal petir dibuat runcing dari bahan konduktor (logam) dipasang di atas sebuah bangunan atau ge dung yang dihubungkan dengan kabel sampai ke tanah, kemudian kabel tersebut di tanam di dalam tanah dengan tujuan agar arus petir yang sangat besar dapat segera dinetralkan ke dalam tanah (grounding).
Setiap bahan memiliki kemampuan untuk menghantarkan listrik yang ber beda-beda tergantung nilai hambatan jenisnya. Semakin kecil hambatan jenis suatu bahan, maka akan semakin baik kemampuan bahan tersebut untuk meng hantarkan listik. Beberapa Hambatan Jenis Bahan antara lain sebagai berikut
Besar hambatan suatu kawat penghantar sebanding dengan panjang kawat penghantar. artinya makin panjang penghantar, makin besar hambatannya, Besar hambatan bergantung pada jenis bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat), dan berbanding terbalik dengan luas penampang kawat, artinya makin kecil luas penampang, makin besar hambatannya
Besar hambatan setiap jenis kawat yang panjangnya satu satuan panjang per satuan luas penampang disebut hambatan jenis. Besar hambatan jenis berbeda-beda untuk setiap jenis kawat. Besar hambatan listrik suatu kawat dipengaruhi oleh hambatan jenis kawat, panjang kawat, dan luas penampang kawat. Berdasarkan pengamatan hambatan jenis, maka besar hambatan kawat (R) yang panjangnya (L) dan luas penampangnya (A) adalah:
a. Konduktor listrik
Konduktor listrik adalah bahan-bahan yang dapat digunakan untuk menghantarkan listrik. Agar arus listrik dapat disalurkan dengan baik, maka dibutuhkan bahan yang mampu menghantarkan arus listrik dengan baik pula. Pada bahan ini, elektron dapat mengalir dengan mudah. Contoh dari konduktor listrik adalah tembaga, perak, dan emas. Meskipun perak dan emas merupakan konduktor yang sangat baik, tetapi karena harganya yang sangat mahal, kabel rumah tangga biasanya menggunakan bahan dari tembaga.
Bahan isolator adalah bahan yang sangat buruk untuk menghantarkan listrik karena di dalam bahan ini elektron sulit mengalir. Pemberian plastik atau karet sebagai pelapis kabel bertujuan agar kabel lebih aman digunakan. Sifat plastik dan karet yang sangat buruk dalam menghantarkan arus listrik membuat kedua bahan tersebut masuk ke dalam kelompok bahan isolator.
c. Semikonduktor listrik
Bahan-bahan yang berada pada suhu rendah bersifat sebagai isolator, sementara pada suhu tinggi bersifat sebagai konduktor disebut bahan semikonduktor listrik. Contoh bahan semikonduktor listrik ada lah karbon, silikon, dan germanium. Pada bidang elektronika, karbon biasa digunakan untuk membuat transistor yang kemudian dirangkai menjadi IC.
Petir dapat menimbulkan korban karena membawa energi yang sangat besar. Petir cenderung akan menyambar benda-benda yang tinggi seperti pohon, tiang bendera, dan bangunan-bangunan yang tinggi. Oleh sebab itu, pada konstruksi bangunan-bangunan tersebut selalu diberi penangkal petir yang dipasang di atap. Penangkal petir dibuat runcing dari bahan konduktor (logam) dipasang di atas sebuah bangunan atau ge dung yang dihubungkan dengan kabel sampai ke tanah, kemudian kabel tersebut di tanam di dalam tanah dengan tujuan agar arus petir yang sangat besar dapat segera dinetralkan ke dalam tanah (grounding).
Setiap bahan memiliki kemampuan untuk menghantarkan listrik yang ber beda-beda tergantung nilai hambatan jenisnya. Semakin kecil hambatan jenis suatu bahan, maka akan semakin baik kemampuan bahan tersebut untuk meng hantarkan listik. Beberapa Hambatan Jenis Bahan antara lain sebagai berikut
| No. | Bahan | Hambatan Jenis pada Suhu 20 °C(Ωm) | No. | Bahan | Hambatan Jenis pada Suhu 20 °C(Ωm) |
|---|---|---|---|---|---|
| Konduktor | Semikonduktor | ||||
| 1. | Alumunium | 2,82 x 10-8 | 1. | Karbon (grafit) | 3,5 x 10-5 |
| 2. | Tembaga | 1,72 x 10-8 | 2. | Germanium (murni) | 5 x 10-4 |
| 3. | Emas | 2,44 x 10-8 | 3. | Silikon (murni) | 6,4 x 102 |
| 4. | Besi | 9,71 x 10-8 | Isolator | ||
| 5. | Konstantan | 49 x 10-8 | 1. | Kaca | 1010-1014 |
| 6. | Nikrom | 100 x 10-8 | 2. | Kuarsa | 7,5 x 1017 |
| 7. | Platina | 10,6 x 10-8 | 3. | Karet | 108 – 1013 |
| 8. | Perak | 1,59 x 10-8 | 4. | Poserlin | 1012 – 1014 |
| 9. | Tungsten | 5,65 x 10-8 | 5. | Ebonit | 1013 – 1016 |
Besar hambatan suatu kawat penghantar sebanding dengan panjang kawat penghantar. artinya makin panjang penghantar, makin besar hambatannya, Besar hambatan bergantung pada jenis bahan kawat (sebanding dengan hambatan jenis kawat), dan berbanding terbalik dengan luas penampang kawat, artinya makin kecil luas penampang, makin besar hambatannya
Besar hambatan setiap jenis kawat yang panjangnya satu satuan panjang per satuan luas penampang disebut hambatan jenis. Besar hambatan jenis berbeda-beda untuk setiap jenis kawat. Besar hambatan listrik suatu kawat dipengaruhi oleh hambatan jenis kawat, panjang kawat, dan luas penampang kawat. Berdasarkan pengamatan hambatan jenis, maka besar hambatan kawat (R) yang panjangnya (L) dan luas penampangnya (A) adalah:
| Keterangan: R = hambatan kawat (Ω) ρ = hambatan jenis kawat (Ωm) L = panjang kawat (m) A = luas penampang kawat (m²) |
Contoh Soal 1
Berapakah hambatan seutas kawat aluminium (hambatan jenis 2,65 × 10-8 Ωm) yang memiliki panjang 40 m dan diameter 4,2 mm?
Diketahui:
ρ = 2,65 × 10-8 Ω .m
L = 40 m
d = 4,2 mm → r = 2,1 mm = 2,1 × 10-3 m
Ditanya: R = ... ?
Jawab :
Cari terlebih dahulu luas penampang (A) penghantar tersebut dengan menggunakan rumus luas lingkaran, yakni:
L = πr²
L = πr²
| L = | 22 | x 2,1 × 10-3 m² |
| 7 |
L = 13,86 x 10-6 m²
L = 1,4 x 10-6 m²
Jadi A = 1,4 x 10-6 m²
Jadi besarnya hambatan dari penghantar tersebut dapat dicari dengan menggunkan rumus:
| R = ρ . | L |
| A |
| R = 2,65 × 10-8. | 40 m |
| 1,4 x 10-6 m² |
R = 7,6 x 10-2 Ω