7/14/2019 Bab 9

1/8

BAB 9

SERAT OPTIK

9.1. Pendahuluan

Saluran transmisi digunakan untuk mentransmisikan energi listrik dan

sinyal dari suatu titik ke titik lain. Salurna transmisi yang dasar menghubungkan

sumber dengan beban. Salah satu bahan yang digunakan pada saluran transmisi

adalah serat optik. Setelah mengikuti kuliah ini, mahasiswa dapat menjelaskan

klasifikasi serat optik dan teknik pembuatan serat optik. Materi berkaitan dengan

bahan penghantar.

9.2. Penyajian

Salah satu aplikasi paling mutahir dari kaca adalah dalam bidang serat

optik. Bagian pusat dari kabel optik atau corenya merupakan bagian yang

sebenarnya merambatkan cahaya. Core ini diselubungi dengan lapisan clad.

Prinsip perambatan cahaya berdasarkan refleksi dalam total. Serat optik

digunakan sebagai salurang transmisi jarak jauh dengan pertimbangan dimensinya

kecil dan ringan, bebas dari interfensi gelombang elektromagnetis, tidak ada

bahaya loncatan bunga api, tidak mungkin terjadi gangguan hubung singkat,

kemungkinan terjadinya percakapan silang sangat kecil umumnya tahan terhadap

pengaruh kimia dan suhu hingga cocok untuk daerah tropis.

Gambar 9.1. Perambatan gelombang dalam serat

Keuntungan utama dari pemakaian serat optik :

a. Dapat menyalurkan jauh lebih banyak informasi dalam kabel yang kecil

7/14/2019 Bab 9

2/8

b. Ukuran lebih kecil, lebih ringanc. Bebas dari gangguan elektromagnetikd. Lebih aman ( pada kabel listrik ada bahaya hubung singkat antar kawat)

Satu perbandingan yang sangat menyolok antara saluran transmisi kabel

coaxial yang dipakai dalam praktek dengan saluran transmisi serat optik. Serat

optik bekerja dengan frekuensi pembawa dalam orde 1013-1014Hz sedang pada

frekuensi radio 106-108Hz maka band width sinyal 106kali lebih besar.

Gambar 9.2. Perbandingan transmisi kabel coaxial dan serat optik yang

berkapasitas sama

9.2.1. Klasifikasi serat optik

Pada transmisi serat optik besaran listrik diubah menjadi cahaya pada sisi

pengirim dan sebaliknya pada sisi penerima.

Serat optik terdiri atas: inti, pelapis, penguat dan pembungkus luar.

Keterangan : 1. inti

2. pelapis (cladding)

3. penguat dan pembungkus luar.

Gambar 9.3. Skema serat optik pelapis tunggal

7/14/2019 Bab 9

3/8

Berdasarkan jumlah ragam gelombang yang merambat serat optik dibedakan atas :

serat optik ragam jamak dan serat optik ragam tunggal. Berdasarkan profil indeks

serat optik dibedakan atas indeks bertingkat (step index fibre) dan indeks bias

campuran (graded index fibre). Keduanya merupakan ragam jamak.

Berdasarkan konstruksi dibedakan atas :

a. Serat optik berbentuk batang dielektrikb. Serat optik dengan inti yang mempunyai lapisan tunggalc. Serat optik dengan inti yang mempunyai lapisan ganda.

9.2.2. Teknik Pembuatan

a. Pengendapan uap kimia

Metode pengendapan dibedakan menjadi : pengendapan uap kimia intern,

pengendapan uap kimia ekstern dan pengendapan uap kimia plasma.

Pada pengendapan uap kimia intern, bahan silika SiCl4dimasukkan dalam tabung

yang terbuat dari silika. Tabung diputar dan dipanasi dengan suhu tinggi sekitar

1500C ditiup dengan O2 sehingga diperoleh SiO2. Jelaga yang menempel pada

bagian dalam tabung digunakan sebagai pembuat lapisan. Untuk pembuatan inti

digunakan bahan lapisan tersebut yang direaksikan dengan Psi sehingga diperoleh

Psi. Selanjutnya dimasukkan ke mesin pencetak hingga diperoleh inti sesuai.

Pada pengendapan uap kimia ekstern, diawali dengan pengendapan jelaga

yang dihasilkan pada pengendapan uap kimia intern tetapi pembuatannya pada

permukaan suatu mandrel atau batang aluminium oksida yang diputar dan

suhunya tinggi. Bila ketebalan yang diinginkan sudah tercapai ditiupkan oksigenke mandel yang sudah terlapis jelaga tersebut. Lapisan terluarnya akan teroksidasi

dan bagian ini selanjutnya menjadi lapisan pelapis. Mandrel ditarik keluar

sehingga terbentuklah pipa jelaga. Pipa ini diputar dan dipanasi hingga pejal

Pada pengendapan uap kimia plasma digunakan energi gelombang mikro

mengakibatkan gas yang berada didalam tabung terionisasi.

b. Gelas kompon jamak

7/14/2019 Bab 9

4/8

Serat optik dari gelas jamak dibuat dari oksida dan garam karbonat yang

diproses dengan senyawa basa. Metode ini memerlukan suhu 8000C. Metode ini

dimanfaatkan untuk memproduksi massa pada jumlah yang besar dalam waktu

singkat.

c. Metode batang dan tabung

Pencetakannya menggunakan proses kaca dingin.

d. Serat silika dilapisi resin silikon (Plastic Clad Silika Fibre)

Inti terbuat dari SiO2dan lapisannya terbuat dari plastik yang mengandung resin

(damar) silikon. Sifatnya mudah terpengaruh oleh suhu rendah. Digunakan untuk

transmisi telekomunikasi diperkuat dengan komponen pembungkus yang

berfungsi menahan pengaruh dari luar.

Bahan penguat : kawat baja, plastik, pengisi, pita dan konduktor terisolasi

sehingga membentuk satu kesatuan kabel.

Fungsi dari konduktor berisolasi adalah mennyalurkan catu daya penguat ulang.

9.3 Penutup

Berdasarkan jumlah ragam gelombang yang merambat serat optik dibedakanatas : serat optik ragam jamak dan serat optik ragam tunggal. Berdasarkan

profil indeks serat optik dibedakan atas indeks bertingkat (step index step) dan

indeks bias campuran (graded index fibre). Berdasarkan konstruksi dibedakan

atas : serat optik berbentuk batang dielektrik, serat optik dengan inti yang

mempunyai lapisan tunggal dan serat optik dengan inti yang mempunyai

lapisan ganda.

Berdasarkan teknik pembuatan terdiri atas pengendapan uap kimia, gelaskompon jamak, metode batang dan tabung dan serat silika dilapisi resin

silikon.

Metode pengendapan dibedakan menjadi : pengendapan uap kimia intern,pengendapan uap kimia ekstern dan pengendapan uap kimia plasma.

Soal-soal Latihan

1. Jelaskan 3 metode pengendapan uap kimia2. Kemukakan alasan mengapa serat optik digunakan sebagai saluran transmisi

7/14/2019 Bab 9

5/8

SESI/PERKULIAHAN KE: 11-12

TIK: Setelah mengikuti kuliah ini, mahasiswa dapat menjelaskan aplikasi bahan

aluminium, tembaga, baja, wolfram, molibdenum, platina, air raksa, bahan

resistansi tinggi, timah hitam dan bimetal.

Pokok Bahasan : Penghantar

Deskripsi Singkat :

Kuliah ini akan membahas tentang aplikasi bahan aluminium, tembaga,

baja, wolfram, molibdenum, platina, air raksa, bahan resistansi tinggi, timah hitam

dan bimetal. Juga dikemukakan keuntungan menggunakan logam ACSR

demikian juga penggunaan bahan resistivitas tinggi misalnya konstantan, dan

manganin.

Bahan Bacaan

1. Muhaimin, Drs. 1999. Bahan bahan listrik untuk Politeknik. PT. PradnyaParamita. Jakarta

2. Sumanto, Drs, MA. 1994. Pengetahuan Bahan untuk mesin dan listrik.Penerbit Andi Offset. Jogjakarta

3. Suwarno, Dr, Ir. 2006. Material Elektroteknik. Penerbit Megatama. Bandung4. Darsono, Bsc. Suhadi, 1979, Ilmu Bahan Listrik 1, Depdiknas, JakartaBacaan Tambahan

Pertanyaan Kunci/Tugas

1. Apa yang dimaksud dengan ACSR2. Bahan apa saja yang termasuk resistivitas tinggi

7/14/2019 Bab 9

6/8

BAB 10

PENGHANTAR

10.1. Pendahuluan

Bahan penghantar adalah bahan yang menghantarkan listrik dengan

mudah. Bahan ini mempunyai daya hantar yang besar dan tahanan listrik kecil.

Setelah mengikuti kuliah ini, mahasiswa dapat menjelaskan aplikasi bahan

aluminium, tembaga, baja, wolfram, molibdenum, platina, air raksa, bahan

resistansi tinggi, timah hitam dan bimetal. Mteri berkaitan dengan Instalasi

Listrik.

10.2. Penyajian

Fungsi penghantar pada teknik listrik adalah untuk menyalurkan energi

listrik dari suatu titik ke titik lain. Penghantar yang lazim digunakan antara lain :

aluminium, tanbaga (semua logam).

Perbedaan logam dan bukan logam biasanya berdasarkan ikatan atomnya

serta daya hantar panas dan daya hantar listriknya. Logam terdiri dari atom-atom

yang sangat rapat satu sama lainnya dan mempunyai berat jenis yang tinggi.

Bahan logam memiliki malleabilitas yang lebih tinggi dari bahan bukan logam

serta dapat diubah bentuknya dengan pengerjaan panas maupun dingin. Bahan

bukan logam mempunyai struklur atom yang lebih kompleks dan pada umumnya

tidak mudah diubah bentuknya.

Logam dianggap terdiri dari fasa-fasa homogen yang sifat-sifatnya

ditentukan oleh parameter-parameter termodinamika tertentu. Pendekatan lainnya

yang dapat digunakan dalam menganalisa logam yaitu struktur atom logam, sifat-

sifatnya dihubungkan dengan susunan, atom karakteristiknya. Analisa pendekatan

disebut crystallography.

Bahan-bahan logam biasanya tidak berupa satu kristal tunggal melainkan

terbentuk dari sejumlah banyak kristal kecil atau grain dan dalam banyak hal

kristal-kristal ini mempunyai orientasi yang sembarang. Deformasi plastis dari

kristal-kristal yang kedudukannya menguntungkan akan terhalang atau menjadi

sama sekali tidak mungkin oleh adanya kristal yang berdekatan yang

7/14/2019 Bab 9

7/8

kedudukannya tidak menguntungkan untuk deformasi plastik tersebut. Batas-batas

kristal juga mernpersulit deformasi plastik. Batas ini tidak berupa bidang yang

sederhana melainkan merupakan zona transisi diantara kristal-kristal yang

berdekatan yang orientasinya berlainan. Pada zona transisi ini yang tebalnya bias

setebal atom pada umumnya, tidak nnemiliki bidang kriskl yang beraturan

sehingga berlaku sebagai perintang terhasap gerakan dislokasi.

Kebanyakan logam membentuk kristal yang terbentuk dari atom-atom

yang mengatur diri bersama-sama delapan atau dua belas atom tetangganya dalam

sistem kristal tiga dimensi. Unsur-unsur logam mengkristalisasikan diri menjadi

salah satu dari ketiga jenis struktur berikut close packed hexagonal, face centred

cubic dan body centred cubic.

10.2.1. Aluminium

Aluminium murni mempunyai massa jenis 2,7 g/cm3, nya 1,4 . 105. titik

leleh 658C dan titik korosif. Daya hantar aluminium sebesar 35 m/ohm . mm2

atau kira-kira 61,4 % daya hantar tembaga.

Aluminium mumi mudah dibentuk karena lunak, kekuatan tariknya hanya

9kg/mm2. Untuk itu jika aluminium digunakan sebagai penghantar yang

dimensinya cukup besar, selalu diperkuat dengan baja atau paduan aluminium.

Penggunaan yang demikian misalnya pada : (Aluminium Conductor Steel

Reinforced), ACAR (Aluminium Conductor Steel Reinforced). Konstruksi

penghantar-penghantar dari aluminium seperti pada Gb. l0-1

a. ACSR b. ACAR

Gambar 10.1 Penampang penghantar aluminium.

7/14/2019 Bab 9

8/8

Penggunaan aluminium yang lain adalah untuk busbar dan karena alasan tertentu

misalnya, karena alasan ekonomi, dibuat penghantar aluminium yang berisolasi,

misalnya : ACSR-OW.

Menurut ASA (Arnerican Standard Assosiation), paduan aluminium diberi

penandaan seperti ditunjukkan pada tabel l0-l.

Tabel 10- 1 Penandaan Paduan Aluminium

Bahan Penandaan

Aluminium, kamurnian minimum 99%

Paduan yang mayoritas terdiri dari :

Tembaga

Mangan

Silikon

Magnesium

Magnesium dan silicon

Seng

Lain-lain

Seri-seri yang tak digunakan

1 x x x

2 x x x

3 x x x

4 x x x

5 x x x

6 x x x

7 x x x

8 x x x

9 x x x

Contoh :

1. Penandaan 1045 untuk aluminium tempa, berarti :a.l xxx menunjukkan kemurnian aluminium 99%.

b.x 0xx tidak ada pemeriksaan terhadap sisa pengotoran 1%-0,45% = 0,55%.c.xx45 menunjukkan 99,45% bahan tersebut terbuat dari aluminium.

2. Penandaan 6050 untuk aluminium tempa, berarti :a.6xxx menunjukkan aluminium dengan campuran mayoritas Sid an Si.

b.x0xx tidak ada pemerikaan terhadap sisa pengotoran t%-0,5% = 0,5%.c.xx45 menunjukkan bahan tersebut dari paduan magnesium dan silicon

99,5%.