bahan kuliah bahan listriks1

Bahan Listrik

Firdaus, ST, MT

Rencana Kuliah Bahan Listrik

Mata Kuliah : Bahan-bahan Listrik

Kode MK : TES 1204

SKS : 2 SKS

Tujuan mata kuliah :

Memberikan pengetahuan tentang sifat dankarakteristik bahan listrik.


Garis besar mata kuliah(1) :

- Struktur atom

- Benda dan bahan listrik

- Polaritas & pengaruhnya pada bahan listrik- Polaritas & pengaruhnya pada bahan listrik

- Bahan penghantar padat


Garis besar mata kuliah(2) :

- Isolasi padat, cair dan gas

- Bahan keramik

- Semikonduktor- Semikonduktor

- Kerusakan bahan isolasi


Daftar Pustaka :

• Foundations of Material Science andEngineering, McGrawHill, 1988.

• Iloritsky, Electrical Engineering Material.

• Tata Surdia, Pengetahuan Bahan Teknik,Cetakan keenam, Pradnya Paramita, 2005

• H.A Muhaimin, Bahan-Bahan Listrik, PradnyaParamitha,2005

• Sumanto, Pengetahuan Bahan untuk Mesin &Listrik, Penerbit Andi, 2005


Aturan Penilaian

No. Komponen Penilaian Persentase

1. Tugas 20%1.

2.

3.

4.

Tugas

Quiz

Ujian Tengah Semester

Ujian Akhir Semester

20%

20%

30%

30%

Total 100%


Range Nilai

A > 85

A- = 81-85

B+ = 76-80B+ = 76-80

B = 71-75

B- = 66-70

C+ = 61-65

C = 51-60

D = 45-50

E < 45


Quiz dilakukan 2 kali :

1. Sebelum UTS

2. Sebelum UAS


No. Tanggal Materi Kuliah

1. 25-02-13 Pendahuluan, Aturan Penilaian, Kontrak Kuliah, Garis Besar Perkuliahan

2. 04-03-13 Struktur Atom

3. 11-03-13 Benda dan Bahan Listrik

4. 18-03-13 Polaritas & Pengaruhnya pd Bahan Listrik, Quiz

5. 25-03-13 Bahan Penghantar Padat

6. 01-04-13 Jenis-jenis Penghantar Padat

7. 08-04-13 Bahan Keramik

8. 15-04-13 Ujian Tengah Semester (sesuai jadwal fakultas)


No. Tanggal Materi Kuliah

9. 22-04-13 Isolasi Padat

10. 29-04-13 Isolasi Cair dan Gas

11. 06-05-13 Kerusakan Bahan Isolasi11. 06-05-13 Kerusakan Bahan Isolasi

12. 13-05-13 Bahan Semikonduktor, Quiz

13. 20-05-13 Komponen Semikonduktor

14. 27-05-13 Superkonduktor (tambahan)

15. 03-06-13 Serat Optik (tambahan)

16. 10-06-13 Ujian Akhir Semester (sesuai jadwal fakultas)


Tanggal-tanggal penting : (perkiraan)

UTS : 15 – 20 April 2013

Minggu tenang : 10 – 15 Juni 2013

UAS : 17 – 29 Juni 2013


1. Waktu kuliah 08:00-09:40 kelas A

Ketua : Andika 083186900045

2. Waktu kuliah 14:00-15:40 kelas B

Ketua :

batas terlambat 15 menit

3. Kunci jawaban tugas, quiz, UTS dan UAS akan diunggah di blog sutanfirdaus.staff.unri.ac.id

Struktur Atom

Struktur atom merupakan satuan dasarmateri yang terdiri dari inti atom besertaawan elektron bermuatan negatif yangmengelilinginya.mengelilinginya.

Inti atom mengandung campuran proton(bermuatan positif) dan neutron (bermuatannetral).

Elektron-elektron pada suatu atom terikatpada inti atom oleh gaya elektromagnetik.

Struktur Atom

Sekumpulan atom dapat berikatan satudengan yang lainnya membentuk sebuahmolekul.

Atom yang memiliki jumlah proton danAtom yang memiliki jumlah proton danelektron yang sama bersifat netral,sedangkan yang memiliki jumlah proton danelektron yang berbeda bersifat positif ataunegatif dan disebut sebagai ion.

Struktur Atom

Atom dikelompokkan pada jumlah protondan neutron pada inti atom tersebut. Jumlahproton menentukan unsur kimia atomtersebut, jumlah neutron menentukan isotoptersebut, jumlah neutron menentukan isotopunsur tersebut.

Struktur Atom

Model-model Atom

1.Model Atom John Dalton- atom adalah bagian terkecil suatu unsur

- atom tidak dapat diciptakan, dimusnahkan, terbagi lagi,- atom tidak dapat diciptakan, dimusnahkan, terbagi lagi,

diubah menjadi zat lain

- atom-atom suatu unsur adalah sama dalam segala hal,

tetapi berbeda dengan atom-atom unsur lain

Struktur Atom

Gambar Model Atom

1.Model Atom John Dalton

Struktur Atom

Model-model Atom

2. Model Atom JJ Thomson- atom merupakan suatu bola bermuatan positif dan

didalamnya tersebar elektron-elektron seperti kismisdidalamnya tersebar elektron-elektron seperti kismis

- jumlah muatan positif sama dengan muatan negatif,

sehingga atom bersifat netral

Struktur Atom

Gambar Model Atom

2. Model Atom JJ Thomson

Struktur Atom

Model-model Atom

3. Model Atom Rutherford- atom terdiri dari inti atom yang sangat kecil dengan

muatan positif yang massanya merupakan massa atommuatan positif yang massanya merupakan massa atom

tersebut

- elektron-elektron dalam atom bergerak mengelilingi inti

tersebut

- banyaknya elektron dalam atom sama dengan

banyaknya proton dalam inti dan ini sesuai dengan

nomor atomnya

Struktur Atom

Gambar Model Atom

3. Model Atom Rutherford

Struktur Atom

Model-model Atom

4. Model Atom Niels Bohr- elektron-elektron dalam mengelilingi inti berada pada

tingkat-tingkat energi (kulit) tertentu tanpa menyeraptingkat-tingkat energi (kulit) tertentu tanpa menyerap

atau memancarkan energi

- elektron dapat berpindah dari kulit luar ke kulit yang

lebih dalam dengan memancarkan energi, atau

sebaliknya

Struktur Atom

Gambar Model Atom

4. Model Atom Bohr

Struktur Atom

Model-model Atom

5. Model Atom Mekanika Gelombang- elektron tidak mengorbit pada lintasan tertentu

- elektron-elektron berada pada orbital-orbital dengan- elektron-elektron berada pada orbital-orbital dengan

tingkat energi tertentu

- orbital merupakan daerah dengan kemungkinan

terbesar untuk menemukan elektron disekitar inti atom

Struktur Atom

Gambar Model Atom

5. Model Atom Mekanika Gelombang

Struktur Atom

Pita Energi

Elektron dalam sebuah atom tunggal hanyaboleh menempati tingkat-tingkat energiboleh menempati tingkat-tingkat energitertentu.

Jika banyak atom saling berdekatan makaelektron-elektron dari kulit terluar (elektronvalensi) saling berinteraksi sehingga tingkat-tingkat energinya saling bertumpukan dandianggap membentuk pita energi

Struktur Atom

Pita Energi

1. Pita valensi

2. Pita konduksi

3. Pita larangan

Struktur Atom

1. Pita Valensi

Pita valensi adalah pita energi terakhiryang terisi penuh oleh elektron-elektron.yang terisi penuh oleh elektron-elektron.

Struktur Atom

2. Pita Konduksi

Pita konduksi adalah pita energi diataspita valensi yang kosong atau terisipita valensi yang kosong atau terisisebagian oleh elektron-elektron.

Struktur Atom

3. Pita Terlarang

Pita terlarang adalah pita energi di antarapita valensi dan pita konduksi dimanapita valensi dan pita konduksi dimanaelektron-elektron tidak diperbolehkan adapada pita energi ini.

Energi yang diperlukan untukmemindahkan elektron dari pita valensi kepita konduksi adalah sebesar energi pitaterlarang.

Struktur Atom

Pita Energi

Struktur Atom

Perbedaan jenis bahan berdasarkan pitaenerginya :

1. Isolator1. Isolator

2. Semikonduktor

3. Konduktor

Struktur Atom

1. Isolator

Bahan-bahan isolator mempunyai pitalarangan yang cukup lebar. Untuklarangan yang cukup lebar. Untukmemindahkan elektron dari pita valensi kepita konduksi diperlukan energi yang lebihbesar.

Karena elektron-elektron ini sukarbergerak maka bahan isolator sukarmenghantarkan arus listrik.

Struktur Atom

2. Semikonduktor

Bahan-bahan semikonduktor mempunyaipita larangan yang lebih sempit. Untukpita larangan yang lebih sempit. Untukmemindahkan elektron dari pita valensi kepita konduksi diperlukan energi yang lebihkecil.

Elektron-elektron dapat bergerak padabahan semikonduktor dengan energi yangkecil.

Struktur Atom

3. Konduktor

Bahan-bahan konduktor tidak mempunyaipita larangan. Antara pita valensi dan pitapita larangan. Antara pita valensi dan pitakonduksinya bisa saling bertumpuk.

Elektron-elektron dapat bergerak bebaspada bahan konduktor.

Struktur Atom

Pita Energi

Bahan Listrik

Benda dan bahan listrik

Benda dan Bahan Listrik

Bahan Listrik

Segala jenis benda atau bahan yang dapatdigunakan dalam peralatan, perlengkapandigunakan dalam peralatan, perlengkapandan alat bantu yang berhubungan secaralangsung ataupun tidak langsung denganlistrik.


Pentingnya pengetahuan bahan listrik ?

1.Mengetahui jenis bahan

2.Mengetahui sifat bahan

Agar dapat :

1.Memperlakukan/memanfaatkan bahan dengan sebaik-baiknya

2.Mengetahui batasan aman/bahaya suatu bahan


Secara umum, bahan dapat dikelompokkan menjadi beberapa jenis :

1.Bahan tambang dan non tambang

2.Bahan renewable dan unrenewable2.Bahan renewable dan unrenewable

3.Bahan logam dan non logam

4.Bahan organik dan sintetis


Logam dan non logam

1. Logam

- besi

- non besi

2. Non logam

- padat (batuan, …)

- cair (minyak, …)

- gas


Bahan listrik dapat dikelompokkan menjadi :

1. Bahan penghantar

2. Bahan penyekat

3. Bahan setengah penghantar

4. Bahan magnet

5. Bahan superkonduktor

6. Bahan serat optik

7. Bahan khusus



1. Bahan penghantar (conductors)

Adalah bahan yang dapat menghantarkanlistrik dengan mudah. Bahan inilistrik dengan mudah. Bahan inimempunyai daya hantar listrik (electricalconductivity) yang besar dan tahananlistrik (electrical resistance) kecil.



2. Bahan penyekat (insulating materials)

Adalah bahan yang berfungsi untukmenyekat (misal antara 2 penghantar)menyekat (misal antara 2 penghantar)agar tidak terjadi aliran listrik/kebocoranarus apabila kedua penghantar tersebutbertegangan.



3. Bahan setengah penghantar (semiconductor materials)

Adalah bahan yang mempunyai dayaAdalah bahan yang mempunyai dayahantar listrik lebih kecil dibanding bahanpenghantar, tetapi lebih besar dibandingbahan penyekat. Dengan perlakuankhusus, bahan ini dapat diatur untukbersifat penghantar atau penyekat sesuaikebutuhan.



4. Bahan magnet (magnetic materials)

Adalah bahan yang bersifat magnet(bahan ini dapat dikelompokkan pada(bahan ini dapat dikelompokkan padabahan magnet kuat, menengah danrendah)



5. Bahan superkonduktor

Adalah bahan yang diolah dandiperlakukan sedemikian sehinggadiperlakukan sedemikian sehinggamenjadi bersifat penghantar dengantahanan listrik yang sangat kecil(mendekati nol)



6. Bahan serat optik

Adalah bahan serat (tipis, panjang) yangtransparan (dapat/baik menyalurkantransparan (dapat/baik menyalurkancahaya) dan dipergunakan sebagai mediatelekomunikasi cahaya.



7. Bahan khusus

Adalah bahan-bahan lain yang digunakansecara tidak langsung sebagai bahansecara tidak langsung sebagai bahanutama peralatan listrik (misalnya untukmemperindah bentuk peralatan listrik)


Sifat bahan :

1. Sifat fisik

2. Sifat kimia

3. Sifat listrik


Sifat bahan :

1. Sifat fisik

- kekuatan (tarik, tekan, …)

2. Sifat kimia

3. Sifat listrik


Sifat bahan :

1. Sifat fisik


2. Sifat kimia

- kekuatan (korosi, pelapukan, …)

3. Sifat listrik


Sifat bahan :

1. Sifat fisik


2. Sifat kimia

- kekuatan (korosi, pelapukan, …)

3. Sifat listrik

- kekuatan (batas tegangan, arus, …)


Sifat bahan :

1. Sifat fisik

2. Sifat kimia

3. Sifat listrik

4. Kombinasi sifat fisik, kimia dan listrik


Latihan.

Tuliskan bahan-bahan yang terdapat didalam ruangan ini.

Jelaskanlah sifat-sifat fisik, kimia danJelaskanlah sifat-sifat fisik, kimia danlistriknya.

Kemudian kelompokkan jenis bahannya.

Bahan Listrik

Sifat Listrik Bahan

Sifat Listrik Bahan

Jenis Bahan / Material:1.Murni unsur

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

2.Senyawa- oksida / keramik (tanah liat, SiO2)- polimer (kayu, karet, plastik)

Sifat Listrik Bahan

Jenis ikatan-kuat antar atom :

1. Ikatan logam2. Ikatan kovalen2. Ikatan kovalen3. Ikatan ionik

Sifat Listrik Bahan


1. Ikatan logam :

elektron terluar dilepas oleh atom, lalu‘dimiliki bersama’ berupa ‘gas’ elektronyang bergerak bebas, mengikat semua ionpositif.

Sifat Listrik Bahan


2. Ikatan kovalen :

satu elektron ’dimiliki bersama’ oleh duaatom, elektron hanya bergerak di sekitardua atom itu, mengikat kedua atom itu.

Sifat Listrik Bahan


3. Ikatan ionik :

satu atau lebih elektron pindah ke atomlain, terbentuk ion positif dan ion negatifyang lalu saling menarik satu dan lainnya.

Sifat Listrik Bahan

Sifat listrik bahan :

1.Jika elektron bergerak bebas, mudahterjadi arus listrik, maka dapat disebutterjadi arus listrik, maka dapat disebutsebagai penghantar listrik (logam).

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

Sifat Listrik Bahan

Sifat listrik bahan

3.Jika elektron terikat pada atom, tidakmudah terjadi arus listrik, dapat disebutmudah terjadi arus listrik, dapat disebutsebagai isolator atau non-konduktor

4.Jika bahan dielektrik diberi medan listrikcukup kuat yang melebihi “kekuatandielektrik”nya, isolator dapat menjadikonduktor.

Sifat Listrik Bahan

1. Tahanankemampuan menahan arus listrik

2. Konduktivitaskemampuan menghantarkan arus listrikkemampuan menghantarkan arus listrik

3. Kekuatan dielektrikkemampuan menahan tembus tegangan(batas kemampuan isolasi bahan biladiberi tegangan tertentu sampaiisolasinya bocor, arus mengalir)

Sifat Listrik Bahan

Data tahanan-jenis beberapa bahan :Bahan Tahanan Jenis

Perak (Ag) 16 nΩmTembaga (Cu) 17 nΩmKuningan (Cu + ~30% Zn) 70 nΩmKuningan (Cu + ~30% Zn) 70 nΩmNichrom (Ni + Cr) 1µΩmGrafit (C; semikond.) 35µΩmSilikon (Si) 2 kΩmKaret (C-isolator) ~1 MΩmKaca (SiO2) ~1 TΩmTeflon (PTFE) ~100 TΩm

Sifat Listrik Bahan

Data kekuatan dielektrik beberapa bahan :Bahan Kekuatan Dielektrik

Udara (N2, O2) 3 MV/mLilin (C, H) 10 MV/mKaca (SiO2) 14 MV/mKertas 16 MV/mPolistirena (styrofoam) 24 MV/mTeflon 60 MV/m

Jika tubuh manusia menjadi konduktor, dan dialiri > 1mA, jantungnya dapat kacau denyutnya, di sampingterjadi konversi energi listrik menjadi energi termal.

Sifat Listrik Bahan

Isolator listrik :1. Atomnya dapat terpolarisasi oleh medan listrik dari luar;

“terjadi muatan (ter)induksi”; disebut “bahan dielektrik”.2. Atom-atomnya dapat membentuk gugus terpolarisasi

permanen :permanen :- jika orientasi dipol listriknya acak, bahannya

“para-elektrik”; dapat agak diorientasikan oleh medan listrik luar.

- jika orientasi dipol listrik antar-tetangga saling menyejajarkan, bahannya “fero-elektrik”; orientasinya amat mengurangi pengaruh medan listrik luar dalam bahan.

Sifat Listrik Bahan

Isolator dapat menjadi semikonduktor :1. Jika atom agak mudah melepas elektron

(misalnya oleh naiknya suhu), atau hadir atom asing yang agak mudah dapat menangkap elektron.elektron.

2.Bahan itu lalu disebut “semikonduktor” yang ‘intrinsik’, atau ekstrinsik n (jika ada pelepasan elektron), ekstrinsik p (jika ada penangkapan elektron, dan pergeseran elektron lain mengesankan ada muatan positif, ‘lubang’ bergerak)

Sifat Listrik Bahan

Konstanta dielektrik/permitivitas relatifbeberapa bahan isolator

Bahan Konstanta DielektrikBahan Konstanta DielektrikVakum 1Udara 1,00054Lilin, teflon ~2Polistirena 2,5Kertas 3,7Kaca biasa ~4Kaca pireks 4 – 6

Sifat Listrik Bahan

Sifat bahan fero-elektrik1.Bersifat juga “piezo-elektrik” :

- jika diberi medan listrik, terorientasi sambil mengkerut / mengembang (“elektro-striksi”, “electrostriction”);“electrostriction”);

- jika ditekan, terjadi beda potensial listrik padanya.

2.Manfaat : untuk mikrofon, sonar, pengukurregangan & tekanan darah, akselerometer,peng-emulsi & peng-homogen susu & cat.

3. Jika dipanaskan ke atas “suhu Curie”nya,menjadi para-elektrik.

Sifat Listrik Bahan

Tugas Kelompok1. Tahanan Karbon ( 1, 4, 7)2. Tahanan Film (2, 5, 8)3. Dioda (3, 6, 9)3. Dioda (3, 6, 9)4. Transistor (10, 13, 16)5. Isolator gantung (11, 14, 17)6. Bushing trafo (12, 15, 18)7. Kapasitor keramik (19, 22, 25)8. Kapasitor elektrolit (20, 23, 26)

Sifat Listrik Bahan

Tugas Kelompok9. Oscillator kristal (21, 24, 27)10. Kabel NYA (28, 31, 33)11. Kabel bawah laut (29, 32, 34)11. Kabel bawah laut (29, 32, 34)12. Ligthning arrester (30, 33, 35)13. Thyristor (36, 39, 42)14. Solenoida (37, 40, 43)15. Mikropon kristal (38, 41, 44)16. Isolator gas SF6 (45, 46)

Tugas Kelompok

A.Buatlah Kelompok yang terdiri dari maks.3 orang B.Setiap kelompok mengumpulkan informasi

tentang salah satu produk :- konduktor - isolator - isolator - semikonduktor

Tugas Kelompok

C. Kumpulkan informasi dari buku, majalah atauwebsite tentang jenis produk yang dipilihkemudian ditulis dalam makalah 3-4 lembar,berisi :- komposisi materialnya (unsur penyusun, - komposisi materialnya (unsur penyusun, konstruksi fisik)

- prinsip kerja (jika ada)- sifat listriknya (tegangan, arus, isolasi, dsb)- penggunaannya (dimana digunakan, kelebihan, kekurangan)

- informasi lain yang dirasa perlu

Tugas Kelompok

D.Dikumpulkan 2 mingguE.Tugas yang dikumpulkan akan dibahas di kelas

Bahan Listrik

Bahan penghantar padat

Definisi Penghantar

Penghantar ialah suatu benda yangberbentuk logam ataupun non logam yangdapat mengalirkan arus listrik dari satu titikke titik lain.ke titik lain.

Penghantar dapat berupa kabel(penghantar dengan selubung isolasi) ataukawat (penghantar tanpa isolasi)

Jenis Bahan Konduktor

Bahan-bahan yang digunakan sebagaikonduktor harus memenuhi persyaratanberikut :

1. Konduktifitasnya cukup baik1. Konduktifitasnya cukup baik

2. Koefisien muai panjangnya kecil

3. Modulus kenyalnya (modulus elastisitas)cukup besar


Bahan-bahan yang biasa digunakansebagai konduktor :

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

2. Logam campuran (alloy) yaitu logam daritembaga atau alumunium yang dicampurdengan jumlah tertentu dari logam jenislain untuk meningkatkan kekuatanmekanisnya


Bahan-bahan yang biasa digunakansebagai konduktor :

3. Logam paduan (composite), yaitu duaatau lebih jenis logam yang dipadukanatau lebih jenis logam yang dipadukandengan cara kompresi, peleburan(melting) atau pengelasan (welding)

Klasifikasi Konduktor

Klasifikasi konduktor menurut bahannya :

1. Kawat logam biasa, contoh : BCC (barecopper conductor) dan AAC (allalumunium conductor)alumunium conductor)

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

3. Kawat logam paduan(composite),contoh :kawat baja berlapis tembaga (copper cladsteel)


Klasifikasi konduktor menurut bahannya :

4. Kawat lilit campuran(alloy), yaitu kawatyang lilitannya terdiri dari dua jenis logamatau lebih. Contoh : ACSR (alumuniumatau lebih. Contoh : ACSR (alumuniumconductor steel reinforced)


Klasifikasi konduktor menurut konstruksinya:

1. Kawat padat (solid wire) berpenampangbulat

2. Kawat berlilit (stranded wire) terdiri dari 72. Kawat berlilit (stranded wire) terdiri dari 7sampai 61 kawat padat yang dililitmenjadi satu

3. Kawat berongga (hollow conductor)adalah kawat berongga yang dibuat untukmendapatkan diameter yang besar


Klasifikasi konduktor menurut isolasinya:

1. Konduktor telanjang

2. Konduktor berisolasi, contoh : kabeltwisted dan kabel NYY

Karakteristik Konduktor

Ada dua jenis karakteristik konduktor, yaitu :

1. Kekuatan mekanik, contoh : kekuatantariktarik

2. Kekuatan listrik, contoh : kekuatan arus

Resistifitas Listrik

Resistifitas listrik adalah kemampuansuatu bahan dalam menahan arus listrik.

Resistifitas listrik dinyatakan sebagai :

ΩR = tahanan dalam bahan (Ω)

ρ = tahanan jenis bahan (Ω.mm2/m)

l = panjang bahan (m)

A = luas penampang bahan (mm2)A

lR

⋅=

ρ

Koefisien Temperatur Hambatan

besarnya perubahan tahanan akibatperubahan suhu dinyatakan oleh :

)](1[ 00 ttRR −+= α

R = tahanan akhir setelah perubahan suhu (Ω)

R0 = tahanan awal sebelum perubahan suhu (Ω)

α = koefisien temperatur bahan

t = temperatur akhir (oC)

t0 = temperatur awal (oC)

00

Penamaan Konduktor

1. Penghantar

N – tembaga

NA – alumunium

2. Isolasi

Y – isolasi PVC

2Y – isolasi XLPE

Penamaan Konduktor

3. Selubung dalam

G – karet

2G – karet butyl

K – timah hitamK – timah hitam

KL – alumunium dengan permukaan licin

KWK – selubung dari XLPE

Y – selubung dari PVC

2Y – selubung dari polietilen

Z – selubung dari pita seng

Penamaan Konduktor

4. Perisai

B – pita baja

F – baja pipih

L – jalinan kawat baja

Q – kawat baja berlapis seng

R – kawat baja bulat satu lapis

RR – kawat baja bulat dua lapis

Z – kawat baja berbentuk huruf “Z”

Penamaan Konduktor

5. Spiral

D – spiral anti tekan

Gb – spiral dari pita baja

6. Selubung luar

A – selubung dari yute

Y – selubung dari PVC

Penamaan Konduktor

7. Bentuk penghantar kabel

se – sektor pejal

sm – sektor serabut

re – bulat pejal

rm – bulat serabut

Penamaan Konduktor

Contoh 1.

kabel : NYY 4x6mm2, 0.6/1kV

artinya kabel 4 inti berpenghantartembaga masing-masing penghantartembaga masing-masing penghantarluasnya 6mm2 berbentuk bulat pejal.Selubung dalam dan selubung luar PVC,batas tegangan nominal penghantarfasa-netral (bumi) 0,6 kV dan teganganfasa-fasa 1 kV

Penamaan Konduktor

Contoh 2.

kabel : NYM – O 4x2mm2 300/500V

Artinya kabel 4 inti berpenghantartembaga masing-masing luasnya 2 mm2tembaga masing-masing luasnya 2 mm2berbentuk bulat, pelindung dalam danselubung luar PVC, tegangan nominalpenghantar fasa – netral 300V dantegangan nominal fasa – fasa 500V

Bahan Listrik

Semikonduktor

Semikonduktor

Peralatan elektron :

- Teknologi tabung gas

- Teknologi benda padat (semikonduktor)

Bahan Semikonduktor

Bahan pembentuk semikonduktor :

- Germanium

- Silikon

- Galium Arsenide

Bahan Semikonduktor


- Germanium

Konduktivitas tinggi

Digunakan untuk dioda dan transistor

daya rendah dan sedang

Bahan Semikonduktor


- Silikon

Konduktivitas lebih rendah dari GermaniumGermanium

Digunakan untuk dioda dan transistor daya tinggi

Ketahanan termal lebih tinggi daripada Germanium

Bahan Semikonduktor


- Galium Arsenide

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

Bahan Semikonduktor

Resistivitas bahan Semikonduktor.

Bahan Semikonduktor

Struktur kristal bahan semikonduktor

Ketidakmurnian

Ketidakmurnian bahan semikonduktor :

1.Jenis p

2.Jenis n

Ketidakmurnian

Ketidakmurnian bahan semikonduktor :1. Jenis-p

• Mengandung aluminium, • Mengandung aluminium, gallium atau indium

• Memiliki kekurangan elektron pada atomnya (bermuatan positif)

• Resistivitas lebih rendah

Ketidakmurnian

Ketidakmurnian bahan semikonduktor :

2. jenis-n

• Mengandung arsenic dan • Mengandung arsenic dan antimony

• Memiliki kelebihan elektron pada atomnya (bermuatan negatif)

• Resistivitas lebih rendah

Sambungan Semikonduktor

Sambungan p-n


Aliran arus sambungan p-n


Kurva arus dan tegangan sambungan p-n

Semikonduktor

Aplikasi semikonduktor ?

Semikonduktor

Selesai…

Semikonduktor

Kuis.

Jelaskan perbedaan semikonduktor jenis pdan semikonduktor jenis n !dan semikonduktor jenis n !

Bahan Listrik

Ujian Tengah Semester

Ujian Tengah Semester S1-A

1. Gambarkan dan jelaskan perbedaan pita energibahan konduktor dan isolator

2. Jelaskan sifat listrik bahan berdasarkan ikatankimianyakimianya

3. Jelaskan klasifikasi konduktor berdasarkanbahannya

4. Tentukan R jika ro=10 Ohm

5. Gambarkan dan jelaskan kurva karakteristiksambungan p-n

(ujian pada : senin, 15 april 2013)

Ujian Tengah Semester S1-B

1. Jelaskan ciri-ciri struktur atom bahan isolator !

2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan bahanferro elektrik dan berikan contohpenggunaannya!penggunaannya!

3. Jelaskan perbedaan antara kawat berlilit dankawat berongga !

4. Tentukan R jika ro=10 Ohm

5. Jelaskan proses pembentukan bahansemikonduktor jenis-p dan jenis-n !

(ujian pada : rabu, 17 april 2013)

Bahan Listrik

Isolator Padat

Isolator Padata.Bahan Isolator

Bahan-bahan yang biasa digunakan dalampembuatan isolator :

1. poliester2. resin3. porselen4. micaver

Bahan Isolator1. poliester

• dibentuk dari poliester poliglass yangdiperkuat dengan fiberglass

• tidak mudah pecah

• mempunyai karakteristrik listrik dan mekanik• mempunyai karakteristrik listrik dan mekanikyang tinggi

• dapat digunakan pada temperatur ruang yangtinggi dan didekat bahan-bahan korosif

Bahan Isolator2. resin

• dibentuk dari polimeric epoxyresin ataucycloalphatic resin dapat juga diperkuatdengan fiber glass atau fiber carbon

• Mempunyai ketahanan mekanik dan ketahanan• Mempunyai ketahanan mekanik dan ketahananterhadap bahan kimia yang baik

• Harga relatif lebih murah

Bahan Isolator3. porselin

• Porselin terbuat dari tanah liatchina (China Clay) yangterdapat di alam dalam bentukaluminium silikat yang dicampurdengan kaolin fealspar dan Quartsdengan kaolin fealspar dan Quarts(kwarsa).

• Kemudian campuran ini dipanaskandalam tungku yang suhunya dapatdiatur, dibakar sampai keras, halusmengkilat dan bebas dari lubang-lubang.

Bahan Isolator3. porselin

• Untuk pembuatan isolator porselindiperlukan suhu berkisar antara1300oC–1500oC dalam waktu 20–701300 C–1500 C dalam waktu 20–70jam.

Bahan Isolator4. Micaver (mika)

• dibentuk dari bahan-bahanmineral yang tahan terhadappanas

• mempunyai karakteristrik listrik• mempunyai karakteristrik listrikmaju dan mundur yang aman

Gambar. Batu mika

Bahan Isolator4. micaver (mika)

• dapat beroperasi hingga temperatur 350oCsampai dengan 400oC

Isolator Padatb.Jenis Isolator

Isolator untuk saluran transmisi diklasifikasikan menurutpenggunaan dan konstruksinya menjadi :

1. Isolator gantung (suspension)

2. Isolator pasak (pin)2. Isolator pasak (pin)

3. Isolator batang panjang (long-rod)

4. Isolator pos-saluran (line post)

.

Jenis Isolator

1. Isolator gantung (suspension)

Gandengan isolator gantung pada umumnya dipakai padasaluran transmisi tegangan tinggi. Ada dua jenis isolatorgantung, yaitu jenis clevis dan jenis ball-and-socket.

Jenis Isolator2. Isolator pasak (pin)

Isolator pasak adalah isolatoryang memiliki pasak baja yangdisekrup pada bagian bawahnya.Digunakan untuk keperluansendiri-sendiri, karena kekuatanmekanisnya rendah sehinggamekanisnya rendah sehinggatidak dibuat dalam ukuran-ukuranyang besar.

.

Jenis Isolator3. Isolator batang panjang (long-rod)

Isolator batang panjang mempunyaisedikit bagian logam sehingga tidakmudah menjadi rusak. Bentukrusuknya yang sederhanamenyebabkan isolator batang panjangmudah tercuci oleh hujan, sehinggamudah tercuci oleh hujan, sehinggatepat untuk penggunaan pada tempat-tempat yang banyak dikotori olehgaram atau debu.

.

Jenis Isolator4. Isolator pos saluran

Isolator pos saluran terbuat dari porselindengan pasak baja yang dipasang padabagian bawah isolator. Isolator jenis initerletak pada bagian ujung saluran.

.

Karakteristik Listrik IsolatorKarakteristik listrik isolator dibagi menjadi :

1. Tegangan lompatan api frekuensi rendah kering

2. Tegangan lompatan api frekuensi rendah basah

3. Tegangan lompatan api impuls


1. Tegangan lompatan api frekuensi rendah kering

Tegangan lompatan api (flashover voltage)frekuensi rendah kering adalah tegangan lompatanapi yang terjadi bila tegangan diterapkan diantaraapi yang terjadi bila tegangan diterapkan diantarakedua elektroda isolator yang bersih dan keringpermukaannya. Tegangan ini adalah nilai dasardari karakteristik sebuah isolator.


2.Tegangan lompatan api frekuensi rendah basah

Tegangan lompatan api frekuensi rendah basahadalah tegangan lompatan api yang terjadi bilategangan diterapkan diantara kedua elektrodategangan diterapkan diantara kedua elektrodaisolator yang basah karena hujan atau dibasahiuntuk menirukan keadaan hujan

.


3. Tegangan lompatan api impuls

Tegangan lompatan api impuls adalah teganganlompatan api yang terjadi bila tegangan impulsdengan gelombang standar diterapkan.dengan gelombang standar diterapkan.Karakteristik impuls terbagi atas polaritas positifdan negatif.

Karakteristik Listrik Isolator

Tabel. Karakteristik Listrik Isolator Gantung 250 mm

teg. lompatan api teg. lompatan api

Jumlah piringan frekuensi rendah (kV) impuls (kV)

kering basah positif negatif

2 155 90 255 255

3 215 130 355 345

4 270 170 440 415

5 325 215 525 495

6 380 255 610 585

… … … … …

25 1280 9502145 2210

Perlengkapan Isolator

Yang termasuk dalam kategori perlengkapanisolator adalah pasangan-pasangan logam danperlengkapan-perlengkapan lainnya untukmenghubungkan penghantar, isolator dan tiangtransmisi.transmisi.


1. Pasangan isolator

Pasangan isolator terbuat dari besi atau bajatempa yang ukurannya disesuaikan dengantegangan, jenis dan ukuran penghantar, kekuatantegangan, jenis dan ukuran penghantar, kekuatanmekanis serta konstruksi penopangnya. Dengandemikian dikenal baut-U, klevis (clevis), link, mata(eye), ball and socket, dsb yang mudah dihubung-hubungkan atau dipertukarkan


2.Tanduk Api

Untuk mencegah lompatan api (flashover) padagandengan isolator dipasang tanduk-tanduk apigandengan isolator dipasang tanduk-tanduk api(arcing horns). Tanduk api dipasang pada ujungkawat dan ujung tanah dari isolator, serta dibentuksedemikian rupa sehingga busur api tidak akanmengenai isolator disaat lompatan api terjadi.


3. Jepitan

Untuk penghantar dipakai pengapit gantungan(suspension clamps) dan pengapit tarikan (tensionclamps). Sedang untuk kawat tanah dipakaiclamps). Sedang untuk kawat tanah dipakaipengapit sederhana. Pengapit-pengapit dipilihdengan memperhatikan macam dan ukuran kawat,kuat tarik maksimum serta dibentuk sedemikianrupa sehingga tidak menimbulkan kerusakan dankelelahan karena getaran (vibration) dan sudutandongan kawat

Perlengkapan Isolator.

.

Perlengkapan Isolator.

Foto-foto Isolator Padat

Bahan Listrik

Bahan Magnet

Sejarah MagnetKata “magnet” berasal dari bahasayunani magnitis lithos yang berartibatu magnesia.Magnesia adalah nama sebuahwilayah di Yunani pada masa laluyang kini bernama Manisa (sekarangyang kini bernama Manisa (sekarangberada di wilayah Turki) di manaterkandung batu magnet yangditemukan sejak zaman dulu diwilayah tersebut.

Sejarah Magnet• 1600 : Dr. William Gilbert menerbitkan

eksperimen awal yang sistematistentang magnetisme dengan judul "DeMagnete".

• 1819 : Oerstead menemukanhubungan antara magnet and listrikhubungan antara magnet and listrikdari percobaan sebuah kawat yangdialiri arus akan membelokkan jarumkompas

• 1825 : Sturgeon menemukanelektromagnet.

• 1880 : Warburg menemukan siklushisteresis besi.

Sejarah Magnet• 1895 : Curie mengeluarkan Hukum

Curie tentang temperatur kerjamagnet.

• 1905 : Langevin mengemukakan teoridiamagnetisme and paramagnetisme.

• 1906 : Weiss mengemukakan teori• 1906 : Weiss mengemukakan teoriferromagnet.

• 1920an : Fisika magnet berkembangsampai pada putaran elektron(electron spin) yang mengawalimekanika kuantum

Medan Magnet

Gerak mengorbit dangerak spin elektrondalam atommenimbulkan medanmagnet.magnet.

Kombinasi keduamedan magnet bisasaling menguatkan atausaling melemahkan danmenghasilkan medanmagnet atom

Contoh Bahan Magnet • Lodestone:

Adalah magnet permanen pertamayang ditemukan, mengandung oksidaalami Fe3O4. Medan magnet yangdihasilkannya rendah tetapi ketahanandihasilkannya rendah tetapi ketahananterhadap demagnetisasi cukup tinggi.

Contoh Bahan Magnet • Magnet Baja Carbon:

Ditemukan sejak abad ke-18. Baja inidicampur dengan tungsten dan atauchromium. Memiliki saturasi magnetyang tinggi, jauh diatas Lodestone,yang tinggi, jauh diatas Lodestone,namun harus dibuat dalam bentukbatangan untuk menghindaridemagnetisasi

Contoh Bahan Magnet • Magnet Alnico

(alloy yang dibentuk dari Al, Ni dan Co)

Ditemukan pada tahun 1930an, alnicoadalah magnet permanen modernadalah magnet permanen modernyang pertama. Dengan temperaturCurie yang tinggi (~850°C), magnet inimasih digunakan secara luas sampaisaat ini

Contoh Bahan Magnet • Magnet Cobalt Platinum :

Ditemukan tahun 1950an. Sifat-sifatnya diatas Alnico dan tahan korosisehingga banyak digunakan untukkeperluan medis. Namun harganyakeperluan medis. Namun harganyamahal.

Contoh Bahan Magnet • Magnet Ferit Keras :

(BaFe12O19 atau SrFe12O19)

Banyak digunakan untuk keperluankomersil. Produksi energinya rendah.Mudah didapatkan sehingga harganyaMudah didapatkan sehingga harganyamurah dan dapat digunakan untukbentuk-bentuk magnet yangkompleks.

Contoh Bahan Magnet • Samarium Cobalt:

Alloy kombinasi antara cobalt, besidan sedikit bahan lain, kebanyakanmemiliki sifat magnet yang kuat,namun harganya cukup mahal.namun harganya cukup mahal.Magnet ini memiliki kestabilantemperatur yang baik sehingga biasadigunakan pada peralatan bersuhutinggi.

Contoh Bahan Magnet • Magnet Neodymium Iron Boron:

Memiliki saturasi magnet yang tinggidan ketahanan terhadapdemagnetisasi yang cukupbaik. Temperatur Curienya 312°Cbaik. Temperatur Curienya 312°Csehingga membatasinya daripenggunaan pada suhu tinggi, tetapidengan penambahan Co dan Dydapat meningkatkan karakteristiktemperaturnya tetapi jugameningkatkan harganya.

Contoh Bahan Magnet • Samarium Iron Nitride:

Masih dalam tahap pengembangan,merupakan bahan magnet permanenyang cukup menjanjikan denganketahanan demagnetisasi yang tinggi,ketahanan demagnetisasi yang tinggi,magnetisasi yang tinggi, lebih tahanterhadap korosi dan temperatur tinggidibandingkan dengan magnetneodymium iron boron.

Permeabilitas Magnet

Permeabilitas magnet (Permeability)adalah ukuran kemampuan atau dayadukung suatu bahan dalampembentukan medan magnet melaluibahan itu sendiribahan itu sendiri

Suseptibilitas Magnet

Suseptibilitas magnet (susceptibility)adalah konstanta ukuran derajatmagnetisasi suatu bahan terhadapmedan magnet yang melingkupinya

Klasifikasi Bahan Magnet

1. Diamagnetik2. Paramagnetik3. Ferromagnetik4. Antiferromagnetik4. Antiferromagnetik


1. Diamagnetik

• Atom – atom bahan diamagnetik tidakmemiliki momen maget

• nilai suseptibilitasnya kecil dan negatif• nilai suseptibilitasnya kecil dan negatif• contoh : Au dan Cu


2. Paramagnetik

• Atom – atom bahan paramagnetikmemiliki momen maget yang acak

• nilai suseptibilitasnya kecil dan positif• nilai suseptibilitasnya kecil dan positif• contoh : Sn dan Pt


3. Ferromagnetik

• Atom – atom bahan ferromagnetikmemiliki momen maget yang seragamdan searahdan searah

• nilai suseptibilitasnya besar dan positif• contoh : Fe


4. Antiferromagnetik

• Atom – atom bahan antiferromagnetikmemiliki momen maget yang seragamtetapi arahnya saling berlawanantetapi arahnya saling berlawanan(saling meniadakan)

• nilai suseptibilitasnya kecil dan positif• contoh : Cr

Kurva Momen Magnet

Kurva momen magnet adalah kurvayang dibentuk oleh besaran medanmagnet dan momen magnet.

Perilaku bahan magnet tertentu dapatPerilaku bahan magnet tertentu dapatdijelaskan melalui bentuk kurvamomen magnetnya.

Kurva Momen Magnet

1. Diamagnetik

Kurva Momen Magnet

2. Paramagnetik

Kurva Momen Magnet

3. Ferromagnetik

Kurva Momen Magnet

4. Antiferromagnetik

Contoh Penggunaan Magnet

• Pita Magnetis

• Piringan Magnetis (hard disk)

Bahan Media Rekam Magnetis

Polarisasi Ukuran Bentuk

Bahan saturasi partikel partikel

(mT) (mm)

Fe2O3 440 0.5x0.1 jarumFe2O3 440 0.5x0.1 jarum

CrO2 600 0.4x0.05 jarum

Fe 2100 0.15x0.05 jarum

Ba.6Fe2O3 460 0.15x0.05 piringan

Proses Pembuatan Pita Magnetis

Menulis dan Membaca Data

Konstruksi Hard Disk

Bahan Magnet

Minggu depan kuis tentang bahan magnet !

Bahan Listrik

Bahan Superkonduktor

Superkonduktor

Konsep superkonduktor :

Suatu bahan yang dapat mengalirkan aruslistrik tanpa tahanan listrik sedikitpun.listrik tanpa tahanan listrik sedikitpun.

Apakah ini mungkin didapatkan ?

Superkonduktor

• Suatu bahan yang terdiri dari campuranunsur-unsur tertentu yang dapatmengalirkan arus listrik tanpa tahanan padasuhu yang sangat rendah.suhu yang sangat rendah.

• Arus yang mengalir pada rangkaiantertutup dari bahan superkonduktor akanterus mengalir selamanya

• Superkonduktivitas ini disebut juga sebagai“fenomena quantum makroskopis”

Superkonduktivitas

Suatu fenomena yang terjadi pada suatubahan jika berada pada suhu yang sangatrendah akan menunjukkan ciri-ciri :

• resistansi menjadi nol• resistansi menjadi nol

• bersifat menolak medan magnet

(Efek Meissner)

Superkonduktivitas dapat terjadi pada :

• Bahan konduktor murni (Aluminium)

• Berbagai campuran logam (alloy)

• Bahan semikonduktor

• Bahan isolator (keramik)

Superkonduktivitas tidak terdapat pada:

• Emas

• Perak

• Bahan ferromagnetik

Sejarah Superkonduktor

• 1911. Heike Kamerlingh mendinginkan airraksa (mercury) dalam helium cair padasuhu 4oK (-269oC) dan mendapatiresistansinya nolresistansinya nol

• 1933. Walter Meissner menemukan jikabenda didinginkan pada suhu yang sangatrendah maka benda tersebut akan memilikimedan magnet sendiri yang menolakmagnet lain bila didekatkan. Hal ini disebutjuga sebagai efek meissner.


• 1941. Ditemukan niobium-nitride yangmenjadi superkonduktor pada suhu 16oK

• 1980. Ditemukan bahan superkonduktordengan bahan dasar karbon (bahandengan bahan dasar karbon (bahanorganik)

• 1986. Ditemukan bahan superkonduktordengan bahan dasar keramik (bahanisolator)


• 1993. Ditemukan paduan raksa, thalium,barium, kalsium, tembaga dan oksigenyang menjadi superkonduktor pada suhu138oK (suhu tertinggi) 138 K (suhu tertinggi)

Temperatur Kritis (Tc)

Ketika temperatur bahan diturunkan daritemperatur ruang normal sampai padabatas temperatur tertentu bahan ini akanmemiliki sifat superkonduktormemiliki sifat superkonduktor

Temperatur bahan pada saat terjadinyaperubahan sifat bahan ini dinamakansebagai temperatur kritis (Tc)

Temperatur Kritis (Tc)

• Merkuri Padat (4,2oK)

• Magnesium diborida MgB2 (39oK)

• Cuprate

Efek Meissner

Ketika suatu bahan diturunkantemperaturnya sampai pada temperaturkritis superkonduktornya maka bahantersebut akan memiliki sifat magnet yangtersebut akan memiliki sifat magnet yangbaru :

1. Bahan bukan magnet menjadi magnet

2. Dapat mengikat/mengunci fluks magnetlain

(Efek ini disebut sebagai efek Meissner)

Kelas Bahan Superkonduktor

• Kelas I, (Low Temperature Superconductor) adalah bahan yang harus berada pada suhu yang sangat rendah

• Kelas II (High Temperature Superconductor) • Kelas II (High Temperature Superconductor) adalah bahan yang dapat berada pada suhu diatas bahan kelas I

Superkonduktor Kelas I

Superkonduktor Kelas II

Tl2Ba2Ca2Cu3O10

(Tl1.6Hg0.4)Ba2Ca2Cu3O10+

TlBa2Ca2Cu3O9+

(TlSn)Ba4TmCaCu4Ox

127-128 K

126 K

123 K

~121 K

(Tl0.5Pb0.5)Sr2Ca2Cu3O9

Tl2Ba2CaCu2O6

TlBa2Ca3Cu4O11

TlBa2CaCu2O7+

Tl2Ba2CuO6

TlSnBa4Y2Cu4Ox

118-120 K

118 K

112 K

103 K

95 K

86 K

Penggunaan Superkonduktor

Apa saja penggunaan superkonduktor ?


1.Kendaraan Magnetik

Kendaraan ini dibuat mengambangdengan magnet superkonduktor yang kuat


2.Magnetic Resonance Imaging(MRI)

Pancaran medan magnet superkonduktorditembakkan pada tubuh, lalu pantulannyaditangkap sehingga menjadi gambar MRI


3.Generator Superkonduktor

Generator dengan kawat superkonduktormempunyai efisiensi diatas 99% dan ukurannyajauh lebih kecil daripada generator konvensional


4.Saluran transmisi

Saluran transmisi superkonduktor akan mampumenyalurkan daya listrik lebih banyak dan jarakyang lebih jauh daripada penghantar biasa.


Carilah bahan superkonduktor dengan temperatur kritis (Tc) tertinggi, kemudian jelaskan :

a.Komposisi bahana.Komposisi bahan

b. Penggunaan bahan tersebut

Bahan Listrik

Serat Optik

Serat Optik

• Serat Optik (Optic Fiber): suatu bahanyang transparan dan dapat menyalurkancahaya.

• Optika Serat (Fiber Optics) : suatu cabang• Optika Serat (Fiber Optics) : suatu cabangilmu yang membahas tentang penggunaanserat optik sebagai alat komunikasi.

Awal Serat Optik

• 1870, John Tyndall mendemostrasikankonsep serat optik untuk pertama kalinya.

Sistem Komunikasi Serat Optik

Indeks Refraktif

Indeks Refraktif

refraktif indeks

hampa ruang di cahayaKecepatan Bahan pada CahayaKecepatan =

Hukum Snell

n1sinØ1= n2sinØ2

Sudut Kritis

Jika pantulan sinar

Sudut kritis adalah sudut cahaya masukyang memungkinkan untuk transmisicahaya melalui serat optik.

Jika pantulan sinarmembentuk sudut 90o

maka:

n1sinØ1= n2sin90o

Ø1=sin-1(n2/n1)

Ø1=sudut kritis

Spektrum Frekuensi

Panjang gelombangcahaya untukkomunikasi seratoptik adalah panjanggelombang cahayatampak dan inframerah

Konstruksi serat optik

Manfaat lapisan pelindung pada bahan

(a) Tanpa lapisan pelindung (b) Dengan lapisan pelindung

Manfaat lapisan pelindung pada bahanserat optik:

1. Menjaga kestabilan permukaan seratoptik sehingga indeks refraktifnya tetap

2. Mencegah hal-hal yang dapatmengubah bahkan merusak permukaanserat sehingga menghasilkan rugi-rugicahaya yang bocor keluar.

Pola transmisi cahaya

(a)Skew

cahaya memantul didalam serat tanpacahaya memantul didalam serat tanpamelewati pusat serat


(b)Meridion

cahaya memantul di dalam serat dancahaya memantul di dalam serat danmemotong pusat serat.


(c) Axial

cahaya menembus serat pada pusatnya.cahaya menembus serat pada pusatnya.

Bahan serat optik

Bahan pembentuk serat optik adalah gelassilika yang dicampur dengan bahan lainuntuk menambah indeks refraktifnya.

Pembuatan Serat OptikPembuatan serat optik dapatdisederhanakan menjadi 3 tahap:

Pertama. Suatu tabung silika dipanaskan sampai suhu 1500oC,kemudian campuran oksigen dan gasgas logam halida dialirkan kedalamtabung tersebut. Tabung terus diputarsampai terbentuk lapisan gelas akibatreaksi dengan gas yang dimasukkan.


Pertama.


Kedua. Kemudian temperatur dinaikkansampai 1800oC sehingga tabungmenjadi silinder padat yang disebutpreform. Preform ini berdiameter 25mmdan panjang satu meter. Preform iniakan menjadi serat optik sepanjang25km.


Kedua.


Ketiga. Preform dari tahap keduadigantung dan dinaikkan lagitemperaturnya sampai 2100oC.Kemudian preform ditarik sehinggamenjadi lebih panjang dan diameternyalebih kecil sampai pada ukuran yangdiinginkan. Setelah dingin, serat optiktelah jadi dan siap digulung.


Ketiga.

Jenis-jenis Kabel Serat Optik1. Loose Type (tipe longgar)

Jenis-jenis Kabel Serat Optik2. Tight Type (tipe padat)

Jenis-jenis Kabel Serat Optik3. Kabel tahan air

Jenis-jenis Kabel Serat Optik4. Kabel bawah tanah

Keuntungan Serat Optik1. Aman terhadap gangguan interferensi

gelombang elektromagnetik sepertidisekitar mesin listrik atau sambaranpetir.

2. Aman terhadap tegangan tinggi, karena2. Aman terhadap tegangan tinggi, karenaserat optik merupakan bahan isolator.

3. Lebar pita yang lebih lebar daripadakabel listrik.

Keuntungan Serat Optik4. Keamanan informasi, karena tidak dapat

disadap melainkan dengan memutuskabel.

5. Ukuran yang lebih kecil dan lebih ringan

6. Hanya menggunakan satu serat (biladibandingkan dengan kabel listrik harusmenggunakan minimal dua kabel)

Serat Optik

SelesaiSelesai

Ilmu Bahan

Bahan Polimer

Bahan Polimer

Polimer disebut juga makromolekulmerupakan molekul besar yang dibentukdengan pengulangan molekul sederhanadengan pengulangan molekul sederhanayang disebut monomer. Polimer berasal daridua kata : poly (banyak) dan meros (bagian-bagian)

Bahan Polimer

Jenis-jenis polimer :

1. Polimer Termoplastik

2. Polimer Termoset

1.Termoplastik

Polimer termoplastik adalah polimer yangmempunyai sifat tidak tahan terhadappanas. Jika polimer jenis ini dipanaskan,maka akan menjadi lunak dan didinginkanmaka akan menjadi lunak dan didinginkanakan mengeras. Proses tersebut dapatterjadi berulang kali, sehingga dapatdibentuk ulang dalam berbagai bentukmelalui cetakan yang berbeda untukmendapatkan produk polimer yang baru.

1.Termoplastik

Jenis polimer ini tidak memiliki ikatan silangantar rantai polimernya, melainkan denganstruktur molekul linear atau bercabang. Bentukstruktur termoplastik sebagai berikut.

.

1.Termoplastik

Polimer termoplastik memiliki sifat – sifatkhusus sebagai berikut.

• Berat molekul kecil

• Tidak tahan terhadap panas, jika• Tidak tahan terhadap panas, jikadipanaskan akan melunak dan jikadidinginkan akan mengeras.

• Fleksibel.

• Titik leleh rendah.

1.Termoplastik

Polimer termoplastik memiliki sifat – sifatkhusus sebagai berikut.

• Dapat dibentuk ulang (daur ulang).• Dapat dibentuk ulang (daur ulang).

• Mudah larut dalam pelarut yang sesuai.

• Memiliki struktur molekul linear/bercabang.

1.Termoplastik

Contoh :

1. Polietilen (PE)1. Polietilen (PE)

2. Polivinil klorida (PVC)

3. Polipropen (PP)

4. Polistiren

1.1. Polietilen (PE)

1. Pembentukan : Polietilen didapatkan denganmelakukan polimerisasi gas etilen

2. Sifat-sifat : tahan terhadap bahan kimia, ulet dan2. Sifat-sifat : tahan terhadap bahan kimia, ulet danfleksibel, suhu pelunakan rendah, mudah dicetak.

3. Penggunaan : botol plastik, mainan, bahancetakan, ember, drum, pipa saluran, isolasi kawatdan kabel, kantong plastik dan jas hujan

1.2. Polivinil klorida (PVC)

1. Pembentukan : Polivinil klorida didapatkandengan melakukan polimerisasi gas etilen dan vinilklorida

2. Sifat-sifat : sangat keras dan kaku pada suhu2. Sifat-sifat : sangat keras dan kaku pada suhubiasa, tahan bahan kimia dan larutan keras.

3. Penggunaan : pipa air, pipa plastik, pipa kabellistrik, kulit sintetis, ubin plastik, piringan hitam,bungkus makanan, sol sepatu, sarung tangan danbotol detergen

1.3. Polipropen (PP)

1. Pembentukan : Polipropen didapatkandengan melakukan polimerisasi dari propen

2. Sifat-sifat : rapuh, transparan2. Sifat-sifat : rapuh, transparan

3. Penggunaan : karung, tali, botol minuman,serat, bak air, insulator, kursi plastik, alat-alatrumah sakit, komponen mesin cuci,pembungkus tekstil, dan permadani

1.4. Polistiren

1. Pembentukan : Polistiren didapatkan denganmelakukan polimerisasi dari stiren

2. Sifat-sifat : rapuh, transparan2. Sifat-sifat : rapuh, transparan

3. Penggunaan : komponen bodi motor, kotakbaterai, isolator, sol sepatu, penggaris,gantungan baju.

2.Termoset

Polimer termoset adalah polimer yangmempunyai sifat tahan terhadap panas.Jika polimer ini dipanaskan, maka tidakdapat meleleh. Sehingga tidak dapatdapat meleleh. Sehingga tidak dapatdibentuk ulang kembali. Susunan polimerini bersifat permanen pada bentuk cetakpertama kali (pada saat pembuatan). Bilapolimer ini rusak/pecah, maka tidak dapatdisambung atau diperbaiki lagi.

2.Termoset

Polimer termoset memiliki ikatan – ikatansilang yang mudah dibentuk pada waktudipanaskan. Hal ini membuat polimermenjadi kaku dan keras. Semakin banyakikatan silang pada polimer ini, makaikatan silang pada polimer ini, makasemakin kaku dan mudah patah. Bilapolimer ini dipanaskan untuk keduakalinya, maka akan menyebabkan rusakatau lepasnya ikatan silang antar rantaipolimer.

2.Termoset

Contoh ikatan silang polimer termoset

2.Termoset

Sifat polimer termoset sebagai berikut.

• Keras dan kaku (tidak fleksibel)

• Jika dipanaskan akan mengeras.

• Tidak dapat dibentuk ulang (sukar didaurulang)

• Tidak dapat dibentuk ulang (sukar didaurulang)

• Tidak dapat larut.

• Jika dipanaskan akan meleleh.

• Tahan terhadap asam basa.

• Mempunyai ikatan silang antar rantaimolekul.

2.Termoset

Contoh :

1. Resin fenol

2. Resin urea formaldehid2. Resin urea formaldehid

3. Resin melamin

4. Resin poliester

5. Resin epoksi

2.1. Resin Fenol

1. Pembentukan : Resin Fenol didapatkandengan mengkondensasikan fenol-fenol sepertifenol, kresol, ksilenol, dsb dengan formaldehidsehingga menjadi resin termoset

2. Sifat-sifat : mudah dibentuk, tahan panas,tahan asam

3. Penggunaan : alat listrik, komponen mesin(kotak, tutup), komponen kendaraan.

2.2. Resin urea formaldehid

1. Pembentukan : dengan melalui reaksi antaraurea dan formalin.

2. Sifat-sifat : lebih jelek daripada resin fenol,2. Sifat-sifat : lebih jelek daripada resin fenol,kurang tahan air, lebih cepat rapuh(lapuk)

3. Penggunaan : alat listrik, peralatanrumahtangga.

2.3. Resin melamin

1. Pembentukan : reaksi formaldehid danmelamin

2. Sifat-sifat : tahan air, tahan panas (air2. Sifat-sifat : tahan air, tahan panas (airmendidih), isolasi.

3. Penggunaan : alat listrik, peralatan makan.

2.4. Resin poliester

1. Pembentukan : Resin poliester didapatkandengan mengkondensasikan asam dibasadengan alkohol dihidrat

2. Sifat-sifat : kuat, fleksibel, tahan api, tahan2. Sifat-sifat : kuat, fleksibel, tahan api, tahancuaca

3. Penggunaan : keperluan konstruksi, sebagaibahan komposit dengan serat gelas.

2.5. Resin epoksi

1. Pembentukan : Resin epoksi didapatkandengan mengkondensasikan bisenfol denganepiklorhidrin

2. Sifat-sifat : tahan terhadap bahan kimia,2. Sifat-sifat : tahan terhadap bahan kimia,kaku dan rapuh, isolasi yang baik

3. Penggunaan : cat untuk logam, perekat,pelapis, isolator

3.Simbol daur ulang plastik

1. PET atau PETE (Polyethylene Etilen Terephalate)

Tanda ini biasanya tertera logo daur ulang dengan angka 1 di tengahnya sertatulisan PETE atau PET (Polyethylene Terephthalate) di bawah segitiga.

Biasa dipakai untuk botol plastik, berwarna jernih/transparan/tembus pandangseperti botol air mineral, botol jus, wadah makana dan hampir semua botolminuman lainnya. BOTOL JENIS PET/PETE ini direkomendasikan HANYAminuman lainnya. BOTOL JENIS PET/PETE ini direkomendasikan HANYASEKALI PAKAI. Bila terlalu sering dipakai, apalagi digunakan untukmenyimpan air hangat apalagi panas, akan mengakibatkan lapisan polimerpada botol tersebut akan meleleh dan mengeluarkan zat karsinogenik (dapatmenyebabkan kanker) dalam jangka panjang. Bahan ini dapat dibuat lagi kedalam bulu domba kutub, serat, karpet, dll. Permintaan untuk jenis plastik inidiantara komunitas pendaur ulang plastik relatif banyak, tetapi saat ini tingkatdaur ulang untuk bahan ini tetap rendah sebesar 20%.

3.Simbol daur ulang plastik1. PET atau PETE (Polyethylene Etilen Terephalate)


2. HDPE (High Density Polyethylene)

Pada bagian bawah kemasan botol plastik, tertera logo daur ulang denganangka 2 ditengahnya, serta tulisan HDPE (Polyethylene Densitas Tinggi) dibawah segitiga.

Biasa dipakai untuk botol susu yang berwarna putih susu, tupperware, galon airminum, kursi lipat, dan lain-lain. Botol plastik jenis HDPE memiliki sifat bahanyang lebih kuat, keras, buram dan LEBIH TAHAN LAMA TERHADAP SUHUTINGGI. Merupakan salah satu bahan plastik yang aman untuk digunakankarena kemampuan untuk mencegah reaksi kimia antara kemasan plastikberbahan HDPE dengan makanan/minuman yang dikemasnya. Sama sepertiPET, HDPE juga direkomendasikan HANYA SEKALI PAKAI pemakaian karenapelepasan senyawa antimoni trioksida terus meningkat seiring waktu. Jenis inijuga dapat digunakan kembali ke untuk bahan lantai ubin, drainase, botolHDPE baru, pipa, dll

3.Simbol daur ulang plastik2. HDPE (High Density Polyethylene)


3. PVC (Polyvinyl Chloride)

Tertulis (terkadang berwarna merah) dengan angka 3 di tengahnya, sertatulisan V. V itu berarti PVC (polyvinyl chloride), yaitu jenis plastik yang palingsulit didaur ulang.

Ini bisa ditemukan pada plastik pembungkus (cling wrap), dan botol-botol.Reaksi yang terjadi antara PVC dengan makanan yang dikemas dengan plastikini berpotensi BERBAHAYA UNTUK GINJAL, hati dan berat badan.ini berpotensi BERBAHAYA UNTUK GINJAL, hati dan berat badan.

Bahan ini mengandung klorin dan akan mengeluarkan racun jika dibakar. PVCTIDAK BOLEH DIGUNAKAN dalam menyiapkan makanan atau kemasanmakanan.

Bahan ini juga dapat diolah kembali menjadi mudflaps, panel, tikar, dll

3.Simbol daur ulang plastik3. PVC (Polyvinyl Chloride)


4. LDPE (Low Density Polyethylene)

Logo daur ulang dengan angka 4 di tengahnya, serta tulisan LDPE. LDPE (lowdensity polyethylene) yaitu plastik tipe cokelat (thermoplastic/dibuat dari minyakbumi), biasa dipakai untuk tempat makanan, plastik kemasan, botol-botol yanglembek, pakaian, mebel, dll.

Sifat mekanis jenis LDPE ini adalah kuat, tembus pandang, Fleksibel danpermukaan agak berlemak, pada suhu 60 derajat sangat resisten terhadappermukaan agak berlemak, pada suhu 60 derajat sangat resisten terhadapreaksi kimia, daya proteksi terhadap uap air tergolong baik, dapat didaur ulangserta baik untuk barang-barang yang memerlukan fleksibelitas tapi kuat.

Barang berbahan LDPE ini sulit dihancurkan, tetapi tetap baik untuk tempatmakanan karena sulit bereaksi secara kimiawi dengan makanan yang dikemasdengan bahan ini.

LDPE, dapat didaur ulang dengan banyak cara, misalnya dilarutkan ke dalamkaleng, keranjang kompos dan landscaping tiles

3.Simbol daur ulang plastik4. LDPE (Low Density Polyethylene)


5. PP (polypropylene)

Tertera logo daur ulang dengan angka 5 di tengahnya, serta tulisan PP.Karakteristik adalah biasa botol transparan yang tidak jernih atau berawan.

Polipropilen lebih kuat dan ringan dengan daya tembus uap yang rendah,ketahanan yang baik terhadap lemak, stabil terhadap suhu tinggi dan cukupmengkilap.

Jenis PP (polypropylene) ini adalah pilihan bahan plastik terbaik, terutamauntuk tempat makanan dan minuman seperti tempat menyimpan makanan,botol minum dan terpenting botol minum untuk bayi.

Carilah dengan kode angka 5 bila membeli barang berbahan plastik untukmenyimpan kemasan berbagai makanan dan minuman. PP dapat diolahkembali menjadi garpu, sapu, nampan, dll

3.Simbol daur ulang plastik5. PP (polypropylene)


6. PS (Polystyrene)

Tertera logo daur ulang dengan angka 6 di tengahnya, serta tulisan PS. Biasadipakai sebagai bahan tempat makan styrofoam, tempat minum sekali pakai, danlain-lain. Polystyrene merupakan polimer aromatik yang dapat mengeluarkan bahanstyrene ke dalam makanan ketika makanan tersebut bersentuhan. Selain tempatmakanan, styrene juga bisa didapatkan dari asap rokok, asap kendaraan danbahan konstruksi gedung. Bahan ini harus dihindari, karena selain BERBAHAYAbahan konstruksi gedung. Bahan ini harus dihindari, karena selain BERBAHAYAUNTUK KESEHATAN OTAK, MENGGANGGU HORMON ESTROGEN pada wanitayang berakibat pada masalah reproduksi, dan pertumbuhan dan sistem syaraf, jugakarena bahan ini sulit didaur ulang. Pun bila didaur ulang, bahan ini memerlukanproses yang sangat panjang dan lama. Bahan ini dapat dikenali dengan kodeangka 6, namun bila tidak tertera kode angka tersebut pada kemasan plastik,bahan ini dapat dikenali dengan cara dibakar (cara terakhir dan sebaiknyadihindari). Ketika dibakar, bahan ini akan mengeluarkan api berwarna kuning-jingga, dan meninggalkan jelaga. PS mengandung benzene, suatu zat penyebabkanker dan tidak boleh dibakar. Bahan ini diolah kembali menjadi isolasi, kemasan,pabrik tempat tidur, dll

3.Simbol daur ulang plastik6. PS (Polystyrene)


7. OTHER (Polycarbonate)

Tertera logo daur ulang dengan angka 7 di tengahnya, serta tulisan OTHER. Untukjenis plastik 7 Other ini ada 4 macam, yaitu :

1. SAN styrene acrylonitrile,1. SAN styrene acrylonitrile,

2. ABS acrylonitrile butadiene styrene,

3. PC polycarbonate,

4. Nylon

Dapat ditemukan pada tempat makanan dan minuman seperti botol minumolahraga, suku cadang mobil, alat-alat rumah tangga, komputer, alat-alat elektronik,dan plastik kemasan

3.Simbol daur ulang plastik7. OTHER (Polycarbonate)

Bahan-bahan Listrik

Evaluasi Perkuliahan dan Persiapan UAS

Persiapan UAS

1. Materi ujian : setelah uts - akhir

2. Waktu ujian 60 menit

3. Ujian tutup buku

4. Soal 5 soal essay4. Soal 5 soal essay

5. Tidak boleh pakai hp

6. Tidak boleh pakai tip ex, kalau ada kesalahancoret dengan satu garis saja

7. Tidak boleh pinjam meminjam selama ujian

Evaluasi Perkuliahan 27 Mei 2013

Siapkan kertas kosong lalu tuliskan kritik dansaran mengenai proses perkuliahan selamasatu semester.

catatan.

jangan mencantumkan nama/identitas

bahan kuliah bahan listriks1

Documents