BAHAN KONDUKTOR

Definisi PenghantarPenghantar ialah suatu benda yang berbentuk logam ataupun non logam yang dapat mengalirkan arus listrik dari satu titik ke titik lain.

Penghantar dapat berupa kabel (penghantar dengan selubung isolasi) atau kawat (penghantar tanpa isolasi)

Bahan-bahan yang biasa digunakan sebagai konduktor, antara lain:1. Logam biasa, seperti: tembaga, aluminium, besi, dan sebagainya.2. Logam campuran (alloy), yaitu sebuah logam dari tembaga atau aluminium yang diberi campuran dalam jumlah tertentu dari logam jenis lain, yang gunanya untuk menaikkan kekuatan mekanisnya.3.Logam paduan (composite), yaitu dua jenis logam atau lebih yang dipadukan dengan cara kompresi, peleburan (smelting) atau pengelasan (welding).

Bahan penghantar yang paling banyak dipakai adalah tembaga, karena tembaga merupakan bahan penghantar yang paling baik setelah perak dan harganyapun murah. Akhir-akhir ini banyak digunakan Aluminium dan Baja sebagai penghantar walaupun tahanan jenisnya agak besar, hal ini dengan pertimbangan sangat berlimpah dan harganya menjadi lebih murah.

Dalam pemilihan jenis bahan listrik, Sifat yang harus dipertimbangkan antara lain sifat listrik, sifat mekanis, sifat fisis, dan sifat kimia.Sifat mekanis bahan perlu dilakukan untuk mendapatkan informasi spesifikasi bahan

Sifat Bahan KonduktorBahan-bahan yang dipakai untuk konduktor harus memenuhi persyaratan-persyaratan sebagai berikut:Konduktifitasnya cukup baik.Kekuatan mekanisnya (kekuatan tarik) cukup tinggi.Koefisien muai panjangnya kecil.Daya hantar panasnya tinggiModulus kenyalnya (modulus elastisitas) cukup besar.

1. Daya Hantar Listrik (konduktifitas)Arus yang mengalir dalam suatu penghantar selalu mengalami hambatan dari penghantar itu sendiri. Besar hambatan tersebut tergantung dari bahannya. Besar hambatan tiap meternya dengan luas penampang 1mm2 pada temperatur 20 oC dinamakan hambatan jenis. Besarnya hambatan jenis suatu bahan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan : R= l/A dimana : R : Hambatan dalam penghantar, satuanya ohm () : hambatan jenis bahan, dalam satuan ohm.mm2/m l : panjang penghantar, satuannya meter (m) A : luas penampang kawat penghantar, satuanya mm2Logam atau material yang merupakan penghantar listrik yang baik, memiliki konduktivitas listrik dengan orde 107/ohm.meter

SoalKawat tembaga panjangnya 20 meter dan berdiameter 0,5 mm. Hitung hambatan kawat itu. Resistivitas tembaga ( ) 0,0175.10 -6 ?Kawat aluminium hambatannya 0,625 pada temperatur 20 C. Hitung nilai hambat kawat itu pada temperatur 50 C?

2. Kekuatan mekanisnya (kekuatan tarik) cukup tinggi.Sifat mekanis bahan sangat penting, terutama untuk hantaran diatas tanah. Oleh sebab itu, bahan yang dipakai untuk keperluan tersebut harus diketahui kekuatanya. Terutama menyangkut penggunaan dalam pendistribusian tegangan tinggi

3. Koefisien muai panjangnya kecil.Dalam suatu bahan akan mengalami perubahan volume bila terjadi perubahan temperatur. Bahan akan memuai jika temperatur suhu naik dan akan menyusut jika temperatur suhu turun. Besarnya perubahan hambatan akibat perubahan suhu dapat diketahui dengan persamaan ; R = R0 { 1 + (t t0)},dimana : R : besar hambatan setelah terjadinya perubahan suhu R0 : besar hambatan awal, sebelum terjadinya perubahan suhu. T : temperatur suhu akhir, dalam oC t0 : temperatur suhu awal, dalam oC : koefisien temperatur tahanan

BahanKoefisien tahananWolfram (bahan filamen)PerakTembagaAluminiumBesiSengKonstantanMangan Timah hitamMerkuriPlatina0,0050,00020,0040,0040,0050,0040,000080,000010,0040,00090,0038

4. Daya hantar panasnya tinggiDaya hantar panas menunjukkan jumlah panas yang melalui lapisan bahan tiap satuan waktu. Diperhitungkan dalam satuan Kkal/jam 0C. Terutama diperhitungkan dalam pemakaian mesin listrik beserta perlengkapanya. Pada umumnya logam mempunyai daya hantar panas yang tinggi.

Macam-Macam Bahan PenghantarAluminiumAluminium murni mempunyai massa jenis 2,7 g/cm3, titik leleh 658 0C dan tidak korosif. Daya hantar aluminium sebesar 35 m/ohm.mm2 atau kira-kira 61, 4 % daya hantar tembaga. Aluminium murni dibentuk karena lunak, kekuatan tariknya hanya 9 kg/mm2. Untuk itu jika aluminium digunakan sebagai penghantar yang dimensinya cukup besar, selalu diperkuat dengan baja atau paduan aluminium. Penggunaan yang demikian misalnya pada : ACSR (Aluminium Conductor Steel Reinforced), ACAR (Aluminium Conductor Alloy Reinforced).

Konstruksi penghantar dari aluminium dan baja dapat dilihat seperti gambar berikut :

Macam-Macam Bahan Penghantar

TembagaTembaga mempunyai daya hantar listrik yang tinggi yaitu 57 m / ohm.mm2 pada suhu 200C. Koefisien suhu tembaga 0,004 per 0C. Pemakaian tembaga pada teknik listrik yang terpenting adalah sebagai penghantar, misalnya : kawat berisolasi (NYA, NYAF), kabel (NYM, NYY, NYFGbY), busbar, lamel mesin dc, cincin seret pada mesin ac, dan lain-lain. Tembaga mempunyai ketahanan terhadap korosi, oksidasi. Massa jenis tembaga murni pada suhu 200 C adalah 8,96 g/cm3 , titik beku 1083 0C. Kekuatan tarik tembaga tidak tinggi berkisar antara 20 hingga 40 kg/mm2 , kekuatan tarik batang tembaga akan naik setelah batang tembaga diperkecil penampangnya untuk dijadikan kawat berisolasi atau kabel.

Macam-Macam Bahan Penghantar

Baja merupakan logam yang terbuat dari besi dengan campuran karbon. Berdasarkan campuran karbonnya, baja dikategorikan menjadi tiga macam, yaitu : baja dengan kadar karbon rendah ( 0 25 %), baja dengan kadar karbon menengah (0,25 0,55 %), dan baja dengan kadar karbon tinggi ( di atas 0,55 %). Meskipun konduktivitas baja rendah yaitu : 7,7 m / ohm.mm2 , tetapi digunakan pada penghantar transmisi yaitu ACSR, dimana fungsi baja dalam hal ini adalah untuk memperkuat konduktor aluminium secara mekanis setelah digalvanis dengan seng. Keuntungan dipakainya baja pada ACSR adalah menghemat pemakaian aluminiumMacam-Macam Bahan Penghantar

Keuntungan dari penghantar dengan menggunakan bimetal, antara lain : Pada arus bolak balik ada kecenderungan arus melalui bagian luar konduktor (efek kulit) Dengan melapisi baja menggunakan tembaga, maka baja sebagai penguat penghantar terhindar dari korosi. Pemakaian penghantar bimetal selain untuk kawat penghantar adalah untuk busbar, pisau hubung, dan lain-lain.

Wolfram. Logam ini berwarna abu-abu keputih-putihan, mempunyai massa jenis 20 g/cm3, titik leleh 3410oC, titik didih 5900oC, tahanan jenis 0,055. Wolfram diperoleh dari tambang yang pemisahannya dengan menggunakan magnetik atau proses kimia. Dengan reaksi reduksi asam wolfram (H2WO4) dengan suhu 700oC diperoleh bubuk wolfram. Bubuk wolfram kemudian dibentuk menjadi batangan dengan suatu proses yang disebut metalurgi bubuk yang menggunakan tekanan dan suhu tinggi (2000 atm, 1600oC) tanpa terjadi oksidasi.Macam-Macam Bahan Penghantar

Molibdenum. Sifat logam ini mirip dengan wolfram, begitu pula cara mendapatkannya. Molibdenum mempunyai massa jenis 10,2 g/cm3, titik leleh 2620oC, titik didih 3700oC, resistivitasnya 0,048 Ohm.mm/m, koefisien suhu 0,0047 per oC. Penggunaan Molibdenum, antara lain : tabung sinar X, tabung hampa udara, karena molibdenum dapat membentuk lapisan yang kuat dengan gelas. Sebagai campuran logam yang digunakan untuk keperluan yang keras, tahan korosi, dan bagian-bagian yang digunakan pada suhu tinggi.Macam-Macam Bahan Penghantar

Platina. Platina merupakan logam yang berat, berwarna putih keabu-abuan, tidak korosif, sulit terjadi peleburan dan tahan terhadap sebagian besar bahan kimia. Massa jenisnya 21,4 g/cm3, titik leleh 1775oC, titik didih 4530oC, resistivitasnya 0,1 Ohm.mm2/m, koefisien suhu 0,00307 per oC. Platina dapat dibentuk menjadi filamen yang tipis dan batang yang tipis-tipis. Penggunaan platina pada teknik listrik antara lain untuk elemen pemanas pada laboratorium tentang oven atau tungku pembakar yang memerlukan suhu tinggi yaitu di atas 1300 oC.Macam-Macam Bahan Penghantar

Air RaksaAir raksa adalah satu-satunya logam berbentuk cair pada suhu kamar. Resistivitasnya 0,95 Ohm.mm 2/m, koefisien suhu 0,00027 per oC. Pada pemanasan di udara air raksa sangat mudah terjadi oksidasi. Air raksa dan campurannya khusus uap air raksa adalah beracun. Penggunaan air raksa antara lain : gas pengisi tabung elektronik, penghubung pada sakelar air raksa, cairan pada pompa diffusi, elektroda pada instrumen untuk mengukur sifat elektris bahan dielektrik padat.

Tabel konstanta bahan penghantar

Klasifikasi KonduktorKlasifikasi konduktor menurut konstruksinya:Kawat padat (solid wire) berpenampang bulatKawat berlilit (stranded wire) terdiri dari 7 sampai 61 kawat padat yang dililit menjadi satuKawat berongga (hollow conductor) adalah kawat berongga yang dibuat untuk mendapatkan diameter yang besar

Klasifikasi KonduktorKlasifikasi konduktor menurut isolasinya:

1.Konduktor telanjangcontoh:kabel2.Konduktorberisolasi, twisted dan kabel NYY

Penamaan KonduktorPenghantar N tembaga NA alumuniumIsolasi Y isolasi PVC 2Y isolasi XLPE

Penamaan Konduktor3. Selubung dalamG karet2G karet butyl K timah hitamKL alumunium dengan permukaan licin KWK selubung dari XLPEY selubung dari PVC2Y selubung dari polietilen Z selubung dari pita seng

Penamaan Konduktor4. PerisaiB pita baja F baja pipihL jalinan kawat bajaQ kawat baja berlapis seng R kawat baja bulat satu lapisRR kawat baja bulat dua lapisZ kawat baja berbentuk huruf Z

Penamaan KonduktorSpiralD spiral anti tekanGb spiral dari pita bajaSelubung luarA selubung dari yuteY selubung dari PVC

Penamaan Konduktor7. Bentuk penghantar kabel se sektor pejal sm sektor serabut re bulat pejal rm bulat serabut

Penamaan KonduktorContoh 1.kabel : NYY 4x6mm2, 0.6/1kVkabel4intiberpenghantarmasing-masingpenghantarartinya tembaga luasnya6mm2berbentukbulatpejal.Selubung dalam dan selubung luar PVC, batas tegangan nominal penghantar fasa-netral (bumi) 0,6 kV dan tegangan fasa-fasa 1 kV

Penamaan KonduktorContoh 2.kabel : NYM O 4x2mm2 300/500VArtinya kabel 4 inti berpenghantar tembaga masing-masing luasnya 2 mm2 berbentuk bulat, pelindung dalam dan selubung luar PVC, tegangan nominal penghantar fasa netral 300V dan tegangan nominal fasa fasa 500V

Kabel penghantar

Sistem penamaan untuk medium voltage

Sistem penamaan untuk low voltage

NYFGBY kabel tanah Low Voltage 0,6/1 kV

NYSY - Kabel Kontrol Low Voltage 0,6/1 kV

Twisted Cable - Low Voltage 0.6/1 kV

Conductor ACSR Kabel Saluran Distribusi SUTT & SUTET High Voltage

BCCH Kabel Grounding - Rectangular Wire

BCCH

Conductor Untuk Low Voltage

Conductor Untuk Medium Voltage

N2XSBY Medium Voltage 12/20 kV - dari PLN ke MDP

NA2XRGB2Y = AL/XLPE/SWA/PE Low Voltage 0,6/1 kV - dari MDP ke SDP

NA2XSERGBY Medium Voltage 12/20 kV dari PLN ke MDP

NYA Low Voltage 450/750 V Grounding sistem istalasi indoor

NYM kabel Low Voltage 450/750 V yang biasa digunakan untuk penerangan

NYYHY Low Voltage 0.6/1 kV kabel instalasi untuk mesin yang bergerak