Bahan Listrik

Sifat Listrik Bahan

Sifat Listrik Bahan

Jenis Bahan / Material:1.Murni unsur

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

2.Senyawa- oksida / keramik [tanah liat, SiO2]- polimer [kayu, karet, plastik]

3. Sifat bahan di atas : padat atau cair.4.Sifat bahan lainnya : cair atau gas.

Sifat Listrik Bahan

Jenis ikatan-kuat antar atom :1. Ikatan logam :

elektron terluar dilepas oleh atom, lalu ‘dimiliki bersama’,berupa ‘gas’ elektron yang bergerak bebas, mengikat semua ion +.

2. Ikatan kovalen :1 elektron ’dimiliki bersama’ oleh 2 atom, elektron hanya bergerak di sekitar 2 atom itu, mengikat 2 atom itu.

3. Ikatan ionik :1 atau beberapa elektron pindah ke atom lain,

terjadi ion + dan – yang lalu saling menarik.

Sifat Listrik Bahan

Sifat listrik bahan :1. Jika elektron bergerak bebas, mudah terjadi

arus listrik;“konduktor”, penghantar listrik [logam].

2. Ada pula konduktor ion positif/negatif [keramik].3. Jika elektron terikat pada atom, tidak mudah

terjadi arus listrik; “isolator”, non-konduktor, insulator listrik [semua jenis bahan lainnya].

4.Hanya jika diberi medan listrik cukup kuat,> “kekuatan dielektrik” bahan, isolator menjadi konduktor.

Sifat Listrik Bahan

Data tahanan-jenis beberapa bahan :Perak (Ag) 16 nmTembaga (Cu) 17 nmKuningan (Cu + ~30% Zn) 70 nmNichrom (Ni + Cr) 1µmGrafit (C; semikond.) 35µmSilikon (Si) 2 kmKaret (C-isolator) ~1 MmKaca (SiO2) ~1 TmTeflon (PTFE) ~100 Tm

Sifat Listrik Bahan

Data kekuatan dielektrik beberapa bahan :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 > 1 mA, jantungnya dapat kacau denyutnya, di samping terjadi konversi energi listrik menjadi energi termal.

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.

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

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 :- 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

Konstanta dielektrik/permitivitas relatif beberapa bahan isolator

Vakum 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”);- jika ditekan, terjadi beda potensial listrik padanya.

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

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

Sifat Listrik Bahan

Tugas Kelompok

Tugas Kelompok

1.Buatlah Kelompok yang terdiri dari maks.3 orang 2.Setiap kelompok mengumpulkan informasi tentang salah satu produk : - konduktor (TR, TM, TT, telekomunikasi) - isolator (TR, TM, TT, padat, cair atau gas) - semikonduktor (dioda, transistor, thyristor)(pembagian kelompok ditentukan oleh ketua kelas,

misal ada 20 kelompok, maka konduktor 7 kelompok, isolator 7 kelompok dan semikonduktor 6 kelompok)

Tugas Kelompok

3.Jenis produk yang dipilih kemudian ditulis dalam makalah 3-4 lembar, berisi : - 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

4.Dikumpulkan minggu depan5.Tugas yang dikumpulkan akan dilakukan tanya jawab di kelas (sebagai nilai quiz 1)