isolator

I.                  Pengelompokan Bahan Elektrik

ISOLATOR

1.     Bahan Isolator

Bahan-bahan yang biasa digunakan dalam pembuatan isolator 

yaitu:polyester,resin,porselen,micaver(mika).

2.     Jenis Isolator

Isolator untuk saluran transmisi diklasifikasikan menurut

penggunaan dan konstruksinya menjadi :Isolator gantung (suspension),Isolator pasak (pin),Isolator batang panjang (long-rod),Isolator pos-saluran (line post)

3.     Karakteristik Listrik Isolator

Karakteristik listrik isolator dibagi menjadi : Tegangan lompatan api frekuensi rendah kering,Tegangan lompatan api frekuensi rendah basah,Tegangan lompatan api impuls

4.     Perlengkapan Isolator

Yang termasuk dalam kategori perlengkapan isolator adalah pasangan-pasangan logam dan perlengkapan-perlengkapan lainnya untuk menghubungkan penghantar, isolator dan tiang transmisi.

a)     Pasangan isolator

Pasangan isolator terbuat dari besi atau baja tempa yang ukurannya disesuaikan dengan tegangan, jenis dan ukuran penghantar, kekuatan mekanis serta konstruksi penopangnya. Dengan demikian dikenal baut-U, klevis (clevis), link, mata (eye), ball and socket, dsb yang mudah dihubunghubungkan atau dipertukarkan

b)    Tanduk Api

Untuk mencegah lompatan api (flashover) pada gandengan isolator dipasang tanduk-tanduk api (arcing horns). Tanduk api dipasang pada ujung kawat dan ujung tanah dari isolator, serta dibentuk sedemikian rupa sehingga busur api tidak akan mengenai isolator disaat lompatan api terjadi.

c)      Jepitan

Untuk penghantar dipakai pengapit gantungan (suspension clamps) dan pengapit tarikan (tension clamps). Sedang untuk kawat tanah dipakai pengapit sederhana. Pengapit-pengapit dipilih dengan memperhatikan macam dan ukuran kawat,kuat tarik maksimum serta dibentuk sedemikian rupa sehingga tidak menimbulkan kerusakan dan kelelahan karena getaran (vibration) dan sudut andongan kawat.

KONDUKTOR

Bahan-bahan yang biasa digunakan sebagai konduktor :

1.     Logam biasa, seperti : tembaga,alumunium dan besi

2.      Logam campuran (alloy) yaitu logam dari tembaga atau alumunium yang dicampur dengan jumlah tertentu dari logam jenis lain untuk meningkatkan kekuatan mekanisnya

3.     Logam paduan (composite), yaitu dua atau lebih jenis logam yang dipadukan dengan cara kompresi, peleburan (melting) atau pengelasan (welding)

A.   Klasifikasi Konduktor

Klasifikasi konduktor menurut bahannya :

1)    Kawat logam biasa, contoh : BCC (bare copper conductor) dan AAC (all alumunium conductor)

2)    Kawat logam campuran(alloy), contoh : AAAC (all alumunium alloy conductor)

3)    Kawat logam paduan(composite),contoh : kawat baja berlapis tembaga (copper clad steel)

4)    Kawat lilit campuran(alloy), yaitu kawat yang lilitannya terdiri dari dua jenis logam atau lebih. Contoh : ACSR (alumunium conductor steel reinforced)

B.   Klasifikasi konduktor menurut konstruksinya:

1)    Kawat padat (solid wire) berpenampang bulat

2)    Kawat berlilit (stranded wire) terdiri dari 7 sampai 61 kawat padat yang dililit menjadi satu Kawat berongga (hollow conductor) adalah kawat berongga yang dibuat untuk mendapatkan diameter yang besar

C.   Klasifikasi konduktor menurut isolasinya:

1)    Konduktor telanjang

2)    Konduktor berisolasi, contoh : kabel twisted dan kabel NYY

D.   Ada dua jenis karakteristik konduktor, yaitu :

1)    Kekuatan mekanik, contoh : kekuatan tarik

2)    Kekuatan listrik, contoh : kekuatan arus

SEMIKONDUKTOR

Bahan pembentuk semikonduktor :

1)    Germanium

Konduktivitas tinggi Digunakan untuk dioda dan transistor daya rendah dan sedang

2)    Silikon

Konduktivitas lebih rendah dari Germanium Digunakan untuk dioda dan transistor daya tinggi Ketahanan termal lebih tinggi daripada Germanium

3)    Galium Arsenide

Memiliki sifat-sifat yang dapat diatur mengikuti sifat Germanium dan Silikon

Resistivitas bahan Semikonduktor.

Struktur kristal bahan semikonduktor

Resistivitas

        Resistivitas (ρ) adalah kemampuan suatu bahan untuk mengantarkan arus listrik yang bergantung terhadap besarnya medan istrik dan kerapatan arus. Semakin besar resistivitas suatu bahan maka semakin besar pula medan listrik yang dibutuhkan untuk menimbulkan sebuah kerapatan arus. Satuan untuk resistivitas adalah Ω.m. Sebuah konduktor sempurna akan memiliki resistivitas sama dengan nol karena semakin kecil nilai resistivitas suatu bahan maka semakin mudah bahan tersebut menghantarkan arus listrik, Resistivitas sebuah bahan akan selalu sebanding dengan suhu. Jika suhu bertambah maka ion-ion pada bahan akan bergetar dengan amplitude yang makin besar. Hal ini menyebabkan terjadinya tumbukan elektron sehingga menghalangi penyimpangan electron dan akhirnya menghalangi arus yang melintas.

     Tabel Nilai Resistivitas Bahan Elektrik

II.               Konsep Elektron Bebas dan Tak Bebas

Sifat listrik bahan :

1.                 Jika elektron bergerak bebas, mudah terjadi arus listrik, maka dapat disebut sebagai penghantar listrik (logam).

2.                 Jika bahan mudah membentuk kutub positif dan negatif, memiliki sifat dielektrik dapat disebut sebagai konduktor ion positif/negatif [keramik].

3.                 Jika elektron terikat pada atom, tidak mudah terjadi arus listrik, dapat disebut sebagai isolator atau non-konduktor.

III.           Pembawa Arus Listrik Pada Bahan Semikonduktor

Aliran muatan listrik dalam bahan semikonduktor terjadi jika ada elektron yang meloncat dari pita valensi ke pita konduksi. Dalam pita valensi, elektron tidak dapat mengalir bebas dalam logam sehingga mudah mengalir ketika diberi medan listrik. Dalam pita valensi, elektron tidak dapat mengalir bebas meskipun diberikan medan listrik yang besar. Pada suhu mendekati nol Kelvin tidak ada elektron yang sanggup meloncat dari pita valensi ke pita konduksi sehingga semikonduktor bersifat isulator. Jika suhu dinaikkan maka ada elektron dari pita valensi yang meloncat ke pita konduksi. Makin tinggi suhu makin banyak elektron yang meloncat ke pita konduksi sehingga konduktivitas semikonduktor makin besar.

      Ketika elektron meloncat ke pita konduksi maka pita valensi menjadi kekurangan elektron. Lokasi yang ditinggalkan elektron seolah berperilaku sebagai partikel bermuatan positif. Partikel ini dinamakan hole. Dalam bahan semikonduktor murni, jumlah elektron yang meloncat ke pita konduksi persis sama dengan jumlah hole yang terbentuk di pita valensi. Dengan demikian, jika n_e adalah konsentrasi elektron pada pita konduksi dan n_h adalah konsentrasi hole pada pita valensi maka untuk semikonduktor murni terpenuhi:

                                                      n_e = n_h

Daftar Pustaka

I.            Firdaus, S.T., M.T. :Bahan Listrik, Universitas Riau.

II.          Fiqih Tiara Kartika :Resistivitas-Konduktivitas.

III.       Abdullah, Mikrajuddin. Pengantar Fisika Statistik. 2009. Bandung:Penerbit ITB.