SUPERKONDUKTOR SEBAGAI SOLUSI KERUGIAN LISTRIK DI MASA DEPAN

ALDIAN EKA 125060300111069PASIANUS RISTO 125060300111077RIFQI HASYEMI. T 125060300111078FAJAR SUNARIYADI 125060300111079 ERWIN HERY S 125060300111084

permasalahan dalam penggunaan penghantar konvensional yang sering digunakan ( penghantar tembaga maupun aluminium) adalah :

• Hambatan jenis suatu penhantar yang tidak disukai, karena dengan adanya hambatan maka arus akan terbuang menjadi panas.

• Dengan memperbesar diameter penghantar akan menyebabkan hambatan pada suatu penghantar akan menurun. Tetapi dengan memperbesar diameter penghantar, otomatis akan membuat masa penhantar tersebut menjadi lebih berat dan dimensinyapun akan menjadi labih besar

Bahan Aluminium. • massa jenis 2,7 g/cm3, • titik leleh 6580C dan tidak korosif.• Daya hantar sebesar 35 m/ohm.mm2 atau

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

Bahan Tembaga • Tembaga mempunyai daya hantar listrik yang

tinggi yaitu 57 mm2/m pada suhu 200C.• Koefisien suhu tembaga 0,004 per 0C.• Kurva resistivitas tembaga terhadap suhu

adalah tidak linier seperti yang ditunjukan pada slide di bawah

• Dari kedua contoh diatas (Alumunium dan Tembaga ) dapat dilihat bahwa, kedua jenis bahan penghantar tersebut masih mempunyai hambatan jenis. Besar hambatan jenis suatu bahan penghantar, akan mempengaruhi dari pada tegangan maupun daya yang dikirimkannya dari sisi sumber ke sisi beban.

• Apabila sebuah transmisi pendistribusian jaringan listrik menggunakan bahan superkonduktor, maka kerugian drop tegangan dan drop daya dapat dihindari. Mengapa bisa demikian? Karena bahan superkonduktor dapat menghantarkan arus listrik tanpa hambatan dibawah suatu nilai suhu tertentu. Artinya, bahan superkonduktor apabila sudah mencapai nilai suhu kritisnya, hambatan jenis bahan tersebut akan menurun atau bahkan hilang sama sekali.

Tabel 4.2 Tabel bahan-bahan utama superkonduktor

SUPERKONDUKTOR Tipe 1• Keluarga superkonduktor yang terdiri dari

unsur-unsur tunggal yang dipelopori oleh temuan Onnes, disebut superkonduktor tipe I atau superkonduktor konvensional, ada kira-kira 27 jenis dari tipe ini. Suatu hal yang menarik, bahwa unsur-unsur yang pada suhu kamar merupakan konduktor banyak diantara mereka yang tidak memiliki sifat superkonduktor pada suhu rendah, contohnya tembaga, perak dan golongan alkali.

SUPERKONDUKTOR Tipe II• Pada tahun 1960-an lahirlah keluarga

superkonduktor tipe II, yang biasanya berupa kombinasi unsur molybdenum (Mo), niobium (Nb), timah (Sn), vanadium (V), germanium (Ge), indium (In) atau galium (Ga). Sebagian merupakan senyawa, sebagian lagi merupakan larutan padatan. Sifatnya agak berbeda dengan tipe I karena suhu kritiknya relatif lebih tinggi,

Efek Meissner

• Sifat kemagnetan superkonduktor diamati oleh Meissner dan Ochsenfeld pada tahun 1933, ternyata superkonduktor berkelakuan seperti bahan diamagnetiksempurna, ia menolak medan magnet sehingga ia pun dapat mengambang di atas sebuah magnet tetap. Jadi kerentanan magnetnya (susceptibility) c = -1, bandingkan dengan konduktor biasa yang c = -10-5. Fenomena ini disebut efek Meissner yang tersohor itu.

Aplikasi Sperkonduktor

• Efisiensi dan desain yang dinamis• Penyimpan energi listrik• Elektromagnet• Elemen penghubung• Bidang transportasi

• Efisiensi dan desain yang dinamisManfaat yang terbesar dengan

ditemukannya bahan superkonduktor adalah jelas terasa pada bidang kelistrikan. Andai saja jika pada generator konvensional efisiensinya terletak antara 98,5 sampai 99,0 persen, maka pada pada generator superkonduktor efisiensinya mencapai 99,6 persen.

Manfaat lain yang tidak kalah pentingnya dari bahan superkonduktor adalah peluang menggunakan kawat superkonduktor dalam sistem transmisi tenaga listrik

• Penyimpan energi listrikBanyak cara yang dilakukan untuk

menyimpan energi listrik. Salah satunya adalah dengan cara elektrokimia yang menggunakan bantuan baterai. Teknik ini memungkinkan penyimpanan energi listrik secara efisien antara 50 hingga 90 persen.

Cara lain yang juga bisa dilakukan adalah memaksimalkan penggunaan superkonduktor. Superkonduktor bisa digunakan sebagai alat penyimpan energi listrik atau sering disebut dengan nama Superconducting Magnetic Energy Storage (SMES). Efisiensi penyimpanan denga teknolgi ini mencapai 95 persen. Meski penyimpanan dengan sistem SMES untuk kondisi saat ini masih dinilai mahal, namun dengan penemuan superkonduktr suhu tinggi diharapakan persoalan biaya tersebut dapat diturunkan.

• ElektromagnetKarena konduktor tidak mempunyai kerugian

yang disebabkan resistansi, maka dimungkinkan membuat selenoide dengan super konduktor tanpa kerugian yang menimbulkan panas. Selenoide dengan arus yang sangat kecil pada medan magnet nol untuk kawat yang digunakan memungkinkan membangkitkan sebuah medan magnet tipis dari lilitan. Karena dengan bahan super konduktor memungkinkan membuat elektromagnet yang kuat dengan ukuran yang kecil. Aplikasi dari elektromagnet dengan super konduktor antara lain : komponen Magneto Hidro Dinamik.

• Elemen Penghubung • Karena super konduktor mempunyai Hc dan Tc,

maka dalam pemakaian super konduktor sebagai elemen penghubung dapat menggunakan pengaruh salah satu besaran di atas. Artinya suatu gawai penghubung yang menggunakan super konduktor akan dapat berubah sifatnya dari super konduktor menjadi konduktor biasa karena pengubahan suhu atau medan magnet di atas nilai kritisnya. Pemutus arus yang bekerja dipengaruhi oleh magnetik dielektrik Cryotron, misalnya digunakan pada pemutus komputer.

• Bidang Transportasi• Penggunaan superkonduktor dibidang

transportasi memanfaatkan efek Meissner, yaitu pengangkatan magnet oleh superkonduktor. Hal ini diterapkan pada kereta api supercepat di Jepang yang diberi nama The Yamanashi MLX01 MagLev train. Kereta api ini melayang diatas magnet superkonduktor. Dengan melayang, maka gesekan antara roda dengan rel dapat dihilangkan dan akibatnya kereta dapat berjalan dengan sangat cepat, 343 mph atau sekitar 550 km/jam.

Kesimpulan

• Bahan superkonduktor adalah suatu material yang dapat menghantarkan arus listrik tanpa hambatan di bawah suatu nilai suhu tertentu.

• Suhu kritis suatu bahan superkonduktor adalah suhu dimana terjadi perubahan sifat konduktifitas dari konduktor biasa menjadi superkonduktor.

• Superkonduktor dapat hilang sifat konduktifitasnya, apabila suhunya diatas suhu kritisnya dan medannya diatas medan magnetnya.

• suhu kritis tertinggi suatu bahan superkonduktor yang pernah ditemukan adalah 18,1 ° K, untuk senyawa Nb3Sn.

• Beberapa hasil penelitian yang pernah tercatat diantaranya

a) Logam – logam menovalen adalah bukan superkonduktor.

b) Logam – logam ferromagnetik dan anti ferromagnetik adalah bukan superkonduktor.

c) Konduktor yang baik pada suhu kamar adalah bukan superkonduktor dan logam superkonduktor sebagai logam normal adalah bukan konduktor yang baik pada suhu kamar.

d) Film tipis dari Be, Bi dan Fe adalah menunjukkan sebagai superkonduktor.

Terima Kasih