teknologi bahan

Teknologi BahanT.Konversi EnergiI-A 2011

Kelompok 5 :Nandang SusantoNilam M NagariNizar AlfianNovi DariahRurin Fawestrialni

Material untuk Resistor

Material untuk Heating element

• Saat ini terjadi, elektron memberikan sebagian energi kinetiknya ke kumpulan atom sehingga membuat getaran yang hebat oleh karena itu resistansi elektron harus besar

• Pure metals tidak bisa dipakai. Jadi metal dengan sedikit campuran yang biasanya digunakan karena meskipun ada sedikit ketidakteraturan di lattice (struktur pola-pola geometris dari atom) dapat membuat hambatan yang signifikan ke pergerakan elektron

Contoh heating elemen ini di desain untuk mesin cuci. Ini berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi panas , untuk melakukan ini aliran elektron harus dihalangi.

Spesifikasi Heating element

• Spesific resistansi besar• Spesific panas rendah dan konduktifitas panas tinggi• Titik leleh yang tinggi• Tahan terhadap korosi• Resistansi scaling tinggi dalam keadaan heating element

terbuka• Koefisien pemuaian rendahExp: komponen utama=alumunium, chromium,iron,dan nickelCrAl 20 5 (20% Cr, 5%Al, 75% Fe), contoh nama campuran=

Aluchrome, Cronifer,Cronix,Hawe,Megapyr 1,Vacronium

Material untuk Film Resistor

•Casing pada resistor untuk “mengkonsumsi” energi listrik

•Tapi tidak mungkin untuk mengkonsumsi energi, tetapi hanya mengubahnya ke bentuk lain

Spesifikasi film resistor

•Spesific resistansi yang tinggi•Spesific panas tinggi dan konduktifitas panas rendah•Tahan terhadap korosi•Tahan terhadap scaling (luka bakar)•Koefisien pemuaian rendah•Koefisien temperatur yang rendahExp: Carbon, chromium, nickel, tantium, campurannya

dan oksidanya

Material untuk wire-wound resistor

• Untuk mengurangi energi listrik. Material yang digunakan disini harus memenuhi spesifikasi yang sama dan dapat dipakai di film resistor juga

• Dibanyak kasus,meskipun,perubahan resistansi disebabkan oleh perubahan temperatur, ini tidak berpengaruh. Hanya ukuran resistansi perlu untuk memiliki koefisisen temperatur yang sangat rendah. Exp: coppernickel-manganase (constantan),membuktikan terutama sesuai dengan resistor

Constantan : 54% Cu, 45% Ni, 1% MnKoefisien temperatur α = 0,00004 1/KSpesifikasi resistansi ∂ = 0,5µΩm

Contoh : RM 50

RM = Resistansi Material50 = nilai dari spesifikasi resistansi

50.10-2 µΩm

Keadaan mekanik juga penting untuk material karena kawat harus digulung dan harus kuat saat temperatur tinggi

Contoh material: constantan, nickeline, manganin, aurotan, goldin, isotan,isa-ohm, iso, novoconstant, ceranin, isabellin

Spesifikasi wire-wound resistor• Spesific resistansi tinggi• Spesifik panas tinggi• Konduktifitas panas rendah• ketahanan terhadap korosi tinggi• ketahanan terhadap scaling tinggi• Koefisisen pemuaian rendah• Koefisien temperatur rendah• Properti mekanik bagus (elastik,tahan goncangan)• Karakteristik teknologi bagus (solderable, kuat

ditemperatur tinggi)

Material untuk Resistor Semi-konduktor• Ini adalah beberapa komponen yang

nilai resistansinya bisa diubah secara spesifik dengan mempengaruhinya dengan sejumlah faktor (temperatur,cahaya,medan magnet,tegangan,dan arah tegangan). Material ini terbuat dari elemen semi-konduktor (germanium, silicon) atau campuan semi-konduktor (gallium arsenide)

• Semi-konduktor adalah konduktor yang sangat lemah di temperatur ruang

• Konduktivitas semi-konduktor bertambah dengan naiknya temperatur konduksi intristik

•Semi-konduktor adalah bahan yang elektron valensinya berada di batas lattice (struktur pola-pola geometris dari atom) dan tidak bisa digunakan untuk mentransfer energi maka material ini konduktor lemah dari elektrisitas

•Konduktivitas semi-konduktor bisa bertambah dengan cara doping konduksi ekstrinsik•Material awal dari semi-konduktor adalah Germanium atau silicon.

•Aluminum, boron, gallium, indium, antimony, arsenic, atau phosphorus digunakan untuk doping element

•Cadmium sulphide sendiri sering digunakan untuk produksi photo resistor karena material ini mempunyai optical sensitivity yang tinggi

•PTC, NTC, VDR resistor biasanya diproduksi dengan sintering dari kandungan crystal dalam element dan campurannya

Material untuk Isolator

Fungsi Material untuk Isolator

•Untuk mencegah live parts dari kontak dengan live parts yang lain (operating insulation)

•Untuk menjaga manusia dari bahaya tegangan listrik (protective insulation)

Tidak semua non-metals bisa dipakai untuk isolator karena mereka memiliki spesifik resistansi yang relatif tinggi

Spesifikasi Material untuk Isolator1. Spesifik volume resistansi ρv in Ωcm. Ini adalah

resistansi dari kubus yang sisinya 1cmExp :•PVC ρv = 1017Ωcm = 1021µΩm•Porcelain ρv = 1011Ωcm = 1015µΩm

2. Resistansi di permukaan dan resistansi trackingDi tegangan yang tinggi, arus listrik dapat muncul di

permukaan bahan isolator. Jika makin lama maka bahannya bisa mengelupas. Bahan plastik yang paling sering mengalami hal ini.

•Prosedur pengukuran yang tepat telah dibenarkan di aturan DIN 53 482 dan DIN 53 480

3. Kekuatan yang dapat menggangu (Disruptive Strenght) Ed in

• tegangan diukur saat satu pelepasan muatan yang mengganggu berlangsung antara dua elektroda

Exp :•PVC : Ed ≈ 45 •Porcelain : Ed ≈ 35

4. Koefisien dielektrik Єr

•Koefisien dielektrik harus rendah untuk bahan isolator dan harus tinggi untuk dielektrik di kapasitor . Єr bergantung pada frekuensi.

Exp : PVC Єr= 3.5 …… 6Porcelain Єr= 6Titanium dioxide Єr= 100

5. Properti Elektrostatis

Properti ini biasa kita tahu berasal dari peristiwa dari object plastik yang sedang diberi energi listrik. Hal ini dapat dibuktikan dari suara crackling yang biasa didengar di alat tape recording. Energi listrik ini terakumulasi karena resistansi plastik yang sangat tinggi

Natural organic insulating materials

Cellulose Plastics

Thermoplastic

Elastomer

Duroplastic