BAB I PENDAHULUAN PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Diera globalisasi saat ini ditandai dengan banyaknya manusia memanfaatkan peralatan modern yang berbasiskan komputer atau elektronik untuk memenuhi kebutuhan hidup manusia. Adanya kemudahan – kemudahan peralatan yang semakin canggih merupakan sumbangan yang banyak dan tak ternilai dari kemajuan teknologi peralatan yang menggunakan komponen elektronika. Banyak orang yang bekerja di bidang industri dan kependidikan kependidikan teknik khususnya kelistrikan atau elektro, misalnya teknisi, instalatir, jaringan dan tenaga listrik. Mereka sebaiknya harus memiliki pengetahuan yang luas tentang ilmu dari pada bahan-bahan yang berhubungan dengan profesinya masing – masing. Mempunyai pengetahuan mengenai asal bahan, jenis-jenis bahan, fungsi bahan, dan sifat-sifat dari bahan adalah sangat penting dimiliki bagi mereka yang bekerja di bidang industri dan kependidikan teknik. Kita sebagai mahasiswa juga harus lebih tahu tentang uraian diatas serta bagaimana struktur bahan, proses kinerja bahan agar mampu menguasai pengetahuan tersebut, berfikir secara kritis dan mengembangkannya dalam mata kuliah maupun di luar jam kuliah. Dengan pengetahuan tersebut mereka tahu bagaimana memperlakukan bahan-bahan yang mereka gunakan dengan sebagaimana mestinya atau memanfaatkannya. Dalam makalah ini akan dijelaskan beberapa sifat dari bahan listrik yaitu bahan Penyekat, Penghantar, Semikonduktor dan magnetik 1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas dapat dirumuskan beberapa permasalahan yaitu: 1. Bagaimana sifat – sifat dari bahan penyekat, konduktor, semikonduktor dan magnetik ? 2. Apa saja macam – macam dari bahan semikonduktor ? 3. Bagaimana
pengertian
dan
jenis-jenis
bahan
penyekat,
konduktor,
semikonduktor dan magnetik ? 4. Manfaat dari bahan penyekat, konduktor, semikonduktor dan magnetik.
1
1.3 Tujuan Penulisan
Adapun tujuan dari dari pembuatan makalah makalah ini adalah : 1. Mengetahui sifat – sifat dari bahan penyekat, konduktor, semikonduktor dan magnetik. 2. Mengetahui macam – macam bahan semikonduktor. 3. Mengetahui pengertian dan jenis – jenis dari bahan penyekat, konduktor, semikonduktor dan magnetik. 4. Mengetahui manfaat dari bahan penyekat, konduktor, semikonduktor dan magnetik.
2
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Bahan Penyekat
Bahan penyekat atau sering disebut dengan istilah isolasi Isolasi adalah salah satu bentuk peralatan tegangan tinggi yang berfungsi sebagai tahanan atau pelindung agar tidak terjadi tembus yang tidak di inginkan. Secara umum isolasi dibagi menjadi 3 (tiga) macam yaitu isolasi padat, cair dangas. Kemampuan isolasi dalam menahan tegangan mempunyai batas-batas tertentu sesuai dengan material penyusun dan lingkungan sekitarnya. Apabila tegangan yang diterapkan melebihi kuat medan isolasi maka akan terjadi tembus atau breakdown yang menyebabkan terjadinya aliran arus antara peralatan tegangan tinggi. Kekuatan isolasi gas dipengaruhi beberapa hal antara lain temperatur, kelembaban, angin, tingkat kontaminasi udara dan besar tegangan yang diterapkan. Adanya kondisi hujan asam, hujan basa, hujan garam, serta hujan di pegunungan akan mempengaruhi kekuatan isolasi dalam mencegah terjadinya tembus antar dua peralatan tegangan tinggi yang diisolasi. Pemodelan peralatan tegangan tinggi dengan elektroda jarum homogen dan elektroda bola homogen digunakan untuk mengetahui tegangan tembus gas antara keduanya jika terjadi perubahan terhadap lingkungan sekitar, selama pengujian isolasi di laboratorium tegangan tinggi. Contoh penggunaan peralatan tegangan tinggi yang menyerupai elektroda jarum adalah arcing horn (busur api) yang dipasang di tiap ujung renteng isolator. Teknik analisis data menggunakan cara analisis data kualitatif interpretatif dan analisis statistik secara elementer. Kedua metodeini digunakan sejak awal penelitian dimulai, di antaranya dalam memilih obyek, sample, mengklasifikasikan simbol hingga kesimpulan akhir penelitian. Analisis data secara statistik digunakan untuk menaksir prosentase tembus yang terjadi. Hasil percobaan menunjukkan bahwa tegangan tembus udara berbanding lurus dengan tekanan, prosentase karbondioksida dan kelembaban udara tetapi berbanding terbalik dengan kenaikan temperatur. Sehingga untuk bahan penyekat ini perlu diperhatikan mengenai sifat – sifat dari bahan tersebut yang meliputi :
3
2.1.1 Sifat Kelistrikan
Bahan penyekat mempunyai tahanan listrik yang besar. Penyekat listrik ditujukan untuk mencegah terjadinya kebocoran arus listrik antara kedua penghantar yang berbeda potensial atau untuk mencegah loncatan listrik ketanah. Kebocoran arus listrik harus dibatasi sekecil-kecilnya (tidak melampui batas yang telah ditentukan oleh peraturan yang berlaku). 2.1.2 Sifat Mekanis
Mengingat
luasnya
pemakaiannya
pemakaian
bahan
penyekat,
maka
dipertimbangkan kekuatan struktur bahannya. Dengan demikian, dapat dibatasi hal-hal penyebab kerusakan dikarenakan kesalahan pemakaiannya. Misal diperlukan bahan yang tahan tarikan, maka kita harus menggunakan bahan dari kain daripada kertas. Bahan kain lebih kuat terhadap tarikan dari pada bahan kertas. 2.1.3 Sifat Termis
Panas yang ditimbulkan dari dalam oleh arus listrik atau oleh arus gaya magnet, berpengaruh terhadap kekuatan bahan penyekat. Demikian panas yang berasal dari luar (alam sekitar). Dalam hal ini, kalau panas yang ditimbulkan cukup tinggi, maka penyekat yang digunakan harus tepat. Adanya panas juga harus dipertimbangkan, agar tidak merusak bahan penyekat yang digunakan. 2.1.4 Sifat Kimia
Panas yang tinggi yang diterima oleh bahan penyekat dapat mengakibatkan perubahan susunan kimia bahan. Demikian juga pengaruh adanya kelembaban udara, basah yang ada di sekitar bahan penyekat. Jika kelembaban tidak dapat dihindari, haruslah dipilih bahan penyekat yang tahan terhadap air. Demikian juga adanya zat-zat lain dapat merusak struktur kimia bahan. Mengingat adanya bermacam-macam sifat bahan penyekat, maka untuk memudahkan kita dalam memilih untuk aplikasi dalam kelistrikan, kita akan membagi bahan penyekat berdasar kelompoknya. Pembagian kelompok bahan penyekat adalah sebagai berikut :
4
2.2 Pengertian Isolator Padat
Isolator padat yang digunakan dalam peralatan sistem tenaga listrikadalah bahan organis, anorganis dan polimer sintetis. Contoh bahan organisadalah kertas, kayu, dan karet, sedang bahan anorganis adalah keramik danmika. Contoh polimer sintetis adalah polyvinyl chloride dan resin epoksi. Bahan isolasi padat yang banyak digunakan adalah mika, keramik, dan gelas Kemampuan isolator sangat dipengaruhi oleh sifat bahan isolator dan besar polutan yang menempel pada permukaan bahan isolator. Polutan akan menyebabkan permukaan lebih konduktif. Konduktifitas yang lebih besar ini akan menyebabkan aliran arus apabila diberi tegangan. Besar arus yang mengalir tergantung pada be sar polutan, nilai arus yang mengalir pada permukaan isolator mempengaruhi nilai Tegangan Flashover, semakin besar nilai arus yang mengalir maka semakin kecil nilai Tegangan Flashover . Dalam hal ini intensitas polusi dinyatakan dalam ESDD (Equivalent Salt Deposit Density). 2.2.1
Bahan Isolator Padat
Ada beberapa bahan isolasi bentuk padat yang dikenal dalam bidang kelistrikan. Bahan-bahan tersebut antara lain: A. Kaca
Kaca adalah substansi yang dibuat dengan pendinginan bahan-bahan yang dilelehkan, tidak berbentuk kristal tetapi tetap pada kondisi berongga. Kaca pada umumnya terdiri dari campuran silikat dan beberapa senyawa antara lain : borat, pospat. Kaca dibuat dengan cara melelehkan beberapa senyawa silikat (pasir), alkali (Na dan K) dengan bahan lain (kapur, oksida timah hitam). Karena itu sifat dari kaca tergantung dari komposisi bahan-bahan pembentuknya tersebut. Massa jenis kaca berkisar antara 2 hingga 8,1 g/cm2, kekuatan tekannya 6000hingga 21000 kg/cm2 , kekuatan tariknya 100 hingga 300 kg/cm2.Karena kekuatan tariknya relatif kecil, maka kaca adalah bahan yang regas. Walaupun kaca merupakan substansi berongga, tetapi tidak mempunyai titik leleh yang tegas, karena pelelehannya adalah perlahan – lahan ketika suhu pemanasan di
5
0
naikkan. Titik pelelehan kaca berkisar antara 500 hingga 1700 C. Makin sedikit kandungan S1O2 nya makin rendah titik pelembekan suatu kaca. Demikian pula halnya dengan muai panjangnya, makin banyak kadar S1O2 yang dikandungnya akan makinkecil ? nya. Muai panjang untuk kaca berkisar antara 5,5-10-7 hingga150. 10-7 per derajat celcius. B. Sitol
Sitol mempunyai bahan dasar kaca yang merupakan pengembangan baru. Pemakaian sitol adalah sangat luas, struktur dan sifat-sifatnya adalah di antara kaca dan keramik. Sitol juga disebut keramik- kaca atau kaca kristal. Yang banyak dijumpai di pasaran antara lain : pyroceram, vitoceram. Sitol mempunyai struktur kristal yang halus (hal ini yang membedakannya dengan kaca biasa) tetapi berongga. Tidak seperti halnya keramik biasa, sitol tidak dibuat dengan pembakaran tetapi cenderung dengan fusi dari bahan-bahan mentahnya dengan menjadikannya meleleh dan kemudian kristalisasi. C. Porselin
Porselin adalah bahan isolasi kelompok keramik yang sangat penting dan luas penggunaannya. Istilah bahan-bahan keramik adalah digunakan untuk semua bahan anorganik yang dibakar dengan pembakaran pada suhu tinggi dan bahan asal berubah substansinya . Bahan dasar dari porselin adalah tanah liat. Ini berarti bahan dasar tersebut mudah dibentuk pada waktu basah, tetapi menjadi tahan terhadap air dan kekuatan mekaniknya naik setelah dibakar. Penggunaan isolator dari porselin antara lain : isolator tarik, isolator penyangga, rol isolator 2.2.2 Mekanisme Kegagalan Bahan Isolator Padat
Mekanisme kegagalan bahan isolasi padat terdiri dari beberapa jenis sesuai fungsi waktu penerapan tegangannya. Hal ini dapat dilihat sebagai berikut :
6
Uraian masing masing jenis kegagalan pada bahan isolasi padat adalah sebagai berikut: a. Kegagalan asasi (intrinsik) Kegagalan asasi (intrinsik) adalah kegagalan yang disebabkan oleh jenis dan suhu bahan ( dengan menghilangkan pengaruh luar seperti tekanan,bahan elektroda, ketidakmurnian, kantong kantong udara. Kegagalan ini terjadi jika tegangan yang dikenakan pada bahan dinaikkan sehingga tekanan listriknya mencapai nilai tertentu yaitu 106 volt/cm -8
dalam waktu yang sangat singkat yaitu 10 detik b. Kegagalan elektromekanik Kegagalan elektromekanik adalah kegagalan yang disebabkan oleh adanya perbedaan polaritas antara elektroda yang mengapit zat isolasi padat sehingga timbul tekanan listrik pada bahan tersebut. Tekanan listrik yang terjadi menimbulkan tekanan mekanik yang menyebabkan timbulnya tarik menarik antara kedua elektroda tersebut. Pada tegangan106 volt/cm menimbulkan tekanan mekanik 2 s.d 6 kg/cm2. c. Kegagalan streamer Kegagalan streamer adalah kegagalan yang terjadi sesudah suatu banjaran (avalance). Sebuah elektron yang memasuki band conduction di katodaakan bergerak menuju anoda di bawah pengaruh medan memperoleh energi antara benturan dan kehilangan energi pada waktu membentur. Jika lintasan bebas cukup panjang maka
7
tambahan energi yang diperoleh melebihi pengionisasi latis (latice). Akibatnya dihasilkan tambahan elektron pada saat terjadi benturan. Jika suatu tegangan V dikenakan terhadap elektrode bola, maka pada media yang berdekatan (gas atau udara) timbul tegangan. Karena gas mempunyai permitivitas lebih rendah dari zat padat sehingga gas akan mengalami tekanan listrik yang besar. Akibatnya gas tersebut akan mengalami kegagalan sebelum zat padat mencapai kekuatan asasinya. Karena kegagalan tersebut maka akan jatuh sebuah muatan pada permukaan zat padat sehingga medan yang tadinya seragam akan terganggu. Bentuk muatan pada ujung pelepasan ini dalam keadaan tertentu dapat menimbulkan medan lokal yang cukup tinggi (sekitar 10 MV/cm). Karena medan ini melebihi kekuatan intrinsik maka akan terjadi kegagalan pada zat padat. Proses kegagalan ini terjadi sedikit demi sedikit yang dapat menyebabkan kegagalan total. d. Kegagalan termal Kegagalan termal adalah kegagalan yang terjadi jika kecepatan pembangkitan panas di suatu titik dalam bahan melebihi laju kecepatan pembuangan panas keluar. Akibatnya terjadi keadaan tidak stabil sehingga pada suatu saat bahan mengalami kegagalan. e. Kegagalan Erosi Kegagalan erosi adalah kegagalan yang disebabkan zat isolasi pada tidak sempurna, karena adanya lubang lubang atau rongga dalam bahan isolasi padat tersebut. Lubang/rongga akan terisi oleh gas atau cairan yang kekuatan gagalnya lebih kecil dari kekuatan zat padat. 2.3 Pengertian Isolator Cair. Bahan isolasi cair ini biasanya digunakan pada peralatan seperti transformator,pemutus beban, rheostat. Bahan isolasi cair memiliki dua fungsi yaitu sebagai pemisah antara bagian yang bertegangan atau pengisolasi dan juga sebagai pendingin. Persyaratan agar bahan cair dapat digunakan sebagai bahan isolasi adalah mempunyai tegangan tembus dan daya hantar panas yang tinggi . Beberapa alasan digunakannya bahan isolasi cair adalah sebagai berikut : 8
Isolasi cair memiliki kerapatan 1000 kali atau lebih dibandingkan dengan isolasi gas, sehingga memiliki kekuatan di elektrik yang lebih tinggi menurut hukum Paschen.
Isolasi cair akan mengisi celah atau ruang yang akan diisolasi dan secara serentak melalui proses konversi menghilangkan panas yang timbul akibat rugi energi.
Isolasi cair cenderung dapat memperbaiki diri sendiri (self healing) jika terjadi pelepasan muatan (discharge). Namun kekurangan utama i solasi cair adalah mudah terkontaminasi.
2.3.1 Penerapan Isolasi Cair. a. Minyak Transformator
Minyak transformator adalah minyak mineral yang diperoleh dengan pemurnian minyak mentah. Dalam pemakaiannya,minyak ini karena pengaruh panas dari rugi-rugi di dalam transformator akan timbul hidrokarbon. Selain berasal dari minyak mineral, minyak transformator dapat pula yang dapat di buat dari bahan organik,misalnya minyak trafo piranol, silicon. Sebagai bahan isolasi,minyak transformator harus mempunyai tegangan tembus yang tinggi. Sebagian besar trafo tenaga kumparan-kumparan dan intinya direndam dalam minyak-trafo, terutama trafo-trafo tenaga yang berkapasitas besar, karena minyak trafo mempunyai sifat sebagai media pemindah panas (disirkulasi) dan bersifat pula sebagai isolasi (daya tegangan tembus tinggi) sehingga berfungsi sebagai media pendingin dan isolasi Untuk itu minyak trafo harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:
Kekuatan isolasi tinggi.
Penyalur panas yang baik memiliki berat jenis yang kecil,sehingga partikel-partikel dalam minyak dapat mengendap dengan cepat.
Viskositas yang rendah agar lebih mudah bersirkulasi dan kemampuan pendinginan menjadi lebih baik. 9
Titik
nyala
yang
tinggi, tidak mudah menguap yang
dapat
membahayakan.
Tidak merusak bahan isolasi padat.
Sifat kimia yang stabil. Sebagai bahan isolasi, minyak transformator harus mempunyai tegangan tembus yang tinggi. Pengujian tegangan tembus minyak transformator dapat dilakukan dengan menggunakan peralatan seperti di tunjukan pada gambar di bawah ini.
Gambar 2.3 Alat pengujian tegangan tembus minyak transformator
Jarak elektroda dibuat 2,5 cm, sedangkan tegangannya dapat diatur dengan menggunakan auto transformator sehingga dapat diketahui tegangan sebelum saat terjadinya kegagalan isolasi yaitu terjadinya loncatan bunga api. Loncatan bung api dapat dilihat lewat lubang yang diberi kaca.
10
Selain itu dapat dilihat dari voltmeter tegangan tertinggi sebelum terjadinya kegagalan isolasi (karena setelah terjadinya kegagalan isolasi voltmeter akan menunjukan harga nol). Tegangan tembus nominal minyak transformator untuk tegangan kerja tertentu dapat dilihat pada tabel di bawah ini :
Berdasarkan standar yang dikeluarkan oleh ASTM yakni dalam standar D-877 disebutkan bahwa suatu bahan isolasi harus memiliki tegangan tembus sebesar kurang lebih
30 kV untuk lebar sela elektroda 1 mm, dengan kata lain kekuatan dialektik bahan isolasi kurang lebih 30kV/mm. Sedangkan menurut standar ASTM D-1816 suatu bahan isolasi harus mampu menahan tegangan sebesar 28 V untuk suatu lebar sela elektroda s ebesar1,2 mm. Standar ini merupakan standar yang diterima secara internasional dan harus dipenuhi oleh suatu bahan yang dikategorikan sebagai suatu bahan isolasi. Kegunaan minyak trafo adalah selain untuk bahan isolasi juga sebagai media pendingin antara kumparan kawat atau 11
inti besi dengan sirip pendingin. Untuk minyak isolasi pakai berlaku untuk transformator berkapasitas > 1 MVA atau bertegangan >30 kV
Minyak transformator
b. Minyak Kabel Minyak kabel
Minyak Kabel Minyak kabel juga merupakan salah satu hasil pemurnian minyak bumi. Minyak kabel digunakan untuk memadatkan penyekat kertas pada kabel tenaga ,kabel tanah, dan terutama kabel tegangan tinggi, kecuali untuk menguatkan baik daya sekat mekanisnya, penyekat kertas, juga untuk menjaga atau menahan air supaya tidak meresap. sekaligus sebagai elektrikum . Pada dasarnya penyekat bentuk cair digunakan sebagai bahan pembersih pada alat-alat listrik misalnya pada reustak. Hal ini banyak difungsikan sebagai pengisolasi atau bahan pengisi seperti pada minyak trafo yang merupakan pemurni bahan-bahan mineral. Oleh karena itu bahan isolasi bentuk cair banyak digunakan karena memiliki daya tembus tinggi dan daya hantar yang kuat. Adapun kendala – kendala yang biasa menghambat kerja yaitu misalnya pada minyak trap biasa terdapat air dan asam.
c. Cairan Sintesis
12
Di samping bahan – bahan tersebut di atas terdapat pula isolasi cair sintesis yang juga digunakan pada teknik listrik. Isolasi cair sintesis yang sering digunakan pada teknik listrik adalah cairan yang berisi chloor(hidrokarbon) seperti difenil (CH) dimana 3 sampai5. Atom hydrogen diganti dengan atom chloor . Bahan – bahan ini di antaranya adalah sovol ,askarel, araclor, pyralen, shibanol. Sovol adalah bahan cair yang agak kental ,tidak berwarna, massa jenisnya. Lebih besar dari minyak trafo. dan tegangan tembusnya hampir sama dengan minyak trafo dan permeabilitas nya lebih tinggi . Sovol yang dicampur dengan sedikit trichlobenzena (CHCL)untukmengurangi kekentalannya sehingga diperoleh bahan baru yang disebutsovtol. Karena sovol dan sovtol tidak terbakar bila dengan udara dan tidak menyebabkan ledakan. Maka itu trafo yang diisi sovtol tidak berisiko kebakaran dan ledakan sehingga sovtol tidak digunakan pada isolasi pada pemutus dan juga bahan ini beracun sehingga penggunaanya harus hati – hati. 2.3.2 Mekanisme Kegagalan Isolator Cair
Teori mengenai kegagalan dalam zat cair kurang banyak diketahui dibandingkan dengan teori kegagalan gas atau zat padat. Hal tersebut disebabkan karena sampai saat ini belum didapatkan teori yang dapat menjelaskan proses kegagalan dalam zat cair yang benar-benar sesuai antara keadaan secara teoritis dengan keadaan sebenarnya. Teori kegagalan zatisolasi cair dapat dibagi menjadi empat jenis sebagai berikut: a. Teori Kegagalan Elektronik
Teori ini merupakan perluasan teori kegagalan dalam gas, artinya proses kegagalan yang terjadi dalam zat cair dianggap serupa dengan yang terjadi dalam gas. Oleh karena itu supaya terjadi kegagalan diperlukan elektron awal yang dimasukkan ke dalam zat cair. Elektron awal inilah yang akan memulai proses kegagalan. b. Teori Kegagalan Gelembung
Kegagalan gelembung atau kavitasi merupakan bentuk kegagalan zat cair yang disebabkan oleh adanya gelembung-gelembung gas di dalamnya.
c.
Teori Kegagalan Bola Cair
13
Jika suatu zat isolasi mengandung sebuah bola cair dari jenis cairan lain, maka dapat terjadi kegagalan akibat ketakstabilan bola cair tersebut dalam medan listrik. Medan listrik akan menyebabkan tetesan bola cair yang tertahan di dalam minyak yang memanjang searah medan dan pada medan yang kritis tetesan ini menjadi tidak stabil. Kanal kegagalan akan menjalar dari ujung tetesan yang memanjang sehingga menghasilkan kegagalan total. d. Teori Kegagalan Tak Murnian Padat
Kegagalan tak murnian padat adalah jenis kegagalan yang disebabkan oleh adanya butiran zat padat (partikel) di dalam isolasi cair ya ng akan memulai terjadi kegagalan. 2.4 Pengertian Isolator Gas.
Pada umumnya isolator gas digunakan sebagai media isolasi dan penghantar panas. Beberapa hal yang perlu diperhatikan pada isolator gas ini adalah ketidakstabilan temperatur, ke tidak normalan sifat ke dielektrikan pada tekanan yang tinggi dan resiko ledakan dari gas yang digunakan. 2.4 1 Klasifikasi Isolator Gas
Berdasarkan kekuatan dielektrik, rugi-rugi dielektrik, stabilitas kimia,korosi, dll, isolator gas dapat diklasifikasikan menjadi a. Gas sederhana, contohnya : •Udara
•Nitrogen
•Helium
•Hidrogen
b. Gas Oksida, contohnya : •Gas karbondioksida •Gas Sulphur dioksida
c.
Gas Hidrokarbon, contohnya : 14
•Methana
•Ethana
•Propana
d. Gas Elektronegatif, contohnya : •Gas Sulphur hexaflorida
•CH2Cl2
Bahan isolasi gas adalah digunakan sebagai pengisolasi dan sekaligus sebagai media penyalur panas. Bahan isolasi gas yang dibahas dalam makalah ini adalah: udara, sulphur hexa fluorida (SF6) sebagai titik berat di damping gas-gas lain yang lazim digunakan di dalam teknik listrik. a. Udara Udara merupakan bahan isolasi yang mudah didapatkan,mempunyai tegangan tembus yang cukup besar yaitu 30 kV/ cm. Contoh yang mudah dijumpai antara lain : pada JTR, JTM, dan JTT antara hantara yang satu dengan yang lain dipisahkan dengan udara. Hubungan antara tegangan tembus dan jarak untuk udara tidak linier seperti ditunjukkan pada gambar berikut:
15
BAB III PERTANYAAN
1. Dibawah ini yang merupakan sifat dari bahan ferromagnetik adalah ? A. Bahan yang mempunyai resultan medan magnetis atomis besar. B. Permeabilitas bahan ini: u <> o. C. Jika solenoida dimasuki bahan ini akan dihasilkan induksi magnetik yang lebih besar. D. Jika solenoida dirnasukkan bahan ini, induksi magnetik yang timbul lebih kecil. E. Bahan yang resultan medan magnet atomis masing-masing atom/molekulnya adalah nol. Jawaban : A 2. Dimana sajakah semikonduktor digunakan? A. Alat pemasak B. Kompor induksi C. Transistor 16
D. Stop kontak E. Lampu Jawaban : C 3. Apa sifat semikonduktor pada temperatur ruangan ? A. Isolator B. Konduktor C. Semikonduktor D. Semisolator E. Konduktor dan isolator Jawaban : B 4. Mengapa Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik ? A. Karena bahannya mudah ditemukan B. Karena konduktansinya yang tidak dapat diubah-ubah. C. Karena bisa menyuntikkan materi lain (biasa disebut pendonor ele ktron) D. karena konduktansinya yang dapat diubah-ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut pendonor elektron) Jawaban : D 5. Manakah yang termasuk bahan yang biasa digunakan pada semi konduktor ? A. Silikon (Si), germanium (Ge), dan gallium arsenide B. Hcl C. Besi D. Al Jawaban : A 6. Berapa jenis bahan semikonduktor ? A. 1 B. 2 C. 4 D. 3 Jawaban : B 7. Berikut ini yang faktor mempengaruhi konduktivitas dari bahan semikonduktor adalah ( kecuali )? 17
A. Suhu B. Muatan elektron C. Mobilitas D. Cahaya Jawaban : D 8. Yang tidak termasuk contoh bahan ferromagnetik adalah ? A. Besi B. Kayu C. Baja D. Nikel Jawaban : B 9. Yang termasuk bahan paragmagnetik adalah ? A. Nikel B. Baja C. Besi silikon D. Kayu Jawaban : D
10. Berikut yang tidak termasuk bahan diamagnetik adalah ? A. Tembaga B. Emas C. Perak D. Nikel Jawaban : D 11. Terbagi dalam berapa macam Jenis semikonduktor ekstrinsik ? A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 Jawaban : B 12. Apa yang dimaksud dengan dopant ? A. Atom pembersih 18
B. Unsur pentavalen C. Atom pengotor D. Bahan-bahan yang mempunyai sifat semikonduktif Jawaban : C 13. Apa tujuan doping atau penyuntikan pada Semi konduktor ekstrinsik ? A. Meningkatkan konduktivitas semikonduktor, dan memperoleh semi Konduktor dengan hanya satu pembawa muatan (electron atau hole) saja. B. Untuk menghasil atom pengotor. C. Agar atom menjadi lebih bersih D. Agar menghasilkan jenis atom baru Jawaban : A
14. Apakah nama lain dari penyekat ? A. Konduktor B. Semikonduktor C. Isolator D. Magnetik Jawaban : C 15. Berikut ini yang tidak termasuk sifat dari bahan penyekat adalah ? A. Sifat Kelistrikan B. Sifat mekanis C. Sifat termis D. Sifat magnetik Jawaban : D 16. Dalam bentuk apa sajakah bahan penyekat kecuali ? A. Bentuk padat B. Bentuk cair C. Bentuk gas D. Bentuk besi Jawaban : D 17. Apakah fungsi dari bahan penyekat pada umumnya ? A. Mengaliri listrik
19
B. Sebagai penghambat aliran listrik C. Untuk memisahkan bagian – bagian yang bertegangan atau bagian – bagian yang aktif. D. Sebagai hiasan saja. Jawaban : C 18. Berikut ini yang tidak termasuk dari sifat bahan konduktor atau penghantar listrik adalah ? A. Koefisien suhu tahanan, B. Daya hantar panas, C. Kekuatan tegangan tarik D. Tahan terhadap debu. Jawaban : D 19. Berikut ini yang merupakan sifat atau ciri suatu konduktor yang baik ( kecuali ) ? A. Konduktifitas / daya hantarnya cukup baik. B. Daya hantar yang rendah. C. Kekuatan mekanis (kekuatan tariknya cukup tinggi) . D. Koefisien muai panjang kecil. Jawaban : B 20. Apakah nama lain dari atom pengotor ? A. Atom donor. B. Atom helium. C. Atom palladium. D. Atom arsenic. Jawaban : A 21. Berikut yang tidak termasuk dari kegunaan semikonduktor ? A. Termistor B. SCR(silicon controlled rectifier) C. ICT D. IC (Integrated Circuit Jawaban : C 22. Berdasarkan sifat medan magnet atomis, bahan magnetik dibagi menjadi tiga golongan, yaitu ( kecuali ) ? 20
A. Diamagnetik B. Paramagnetik C. Ferromagnetik. D. Agromagnetik. Jawaban : D 23. Bahan Bismuth merupakan contoh dari bahan ? A. Diamagnetik B. Paramagnetik C. Ferromagnetik. D. Agromagnetik. Jawaban : A
24. Yang termasuk Jenis semikonduktor ekstrinsik adalah ? A. Semikonduktor Ekstrinsik Tipe-F B. Semikonduktor Ekstrinsik Tipe-R C. Semikonduktor Ekstrinsik Tipe-V D. Semikonduktor Ekstrinsik Tipe-n Jawaban : D 25. Apa yang dimaksud dengan semikonduktor intrinstik ? A. Semikonduktor yang sudah disisipkan atom-atom lain (atom pengotor). B. Semikonduktor yang sudah dimasukkan sedikit ketidakmurnian. C. Semikonduktor yang belum disisipkan atom-atom lain (atom pengotor). D. Semikonduktor yang telah seluruhnya dimurnikan. Jawaban : C 26. Berikut ini yang termasuk dalam komponen – komponen semikonduktor adalah ? A. Dioda B. ICR C. SCR D. SI Jawaban : A 27. Apakah yang dimaksud dengan semikonduktor ekstrinsik ? A. Semikonduktor yang belum disisipkan atom-atom lain (atom pengotor). 21
B. Semikonduktor yang telah seluruhnya dimurnikan. C. Semikonduktor yang sudah dimasukkan sedikit ketidakmurnian (doping). D. Semikonduktor yang sudah disisipkan atom-atom lain (atom pengotor). Jawaban : C 28. Permeabilitas dari bahan diamagnetik adalah ? A. u <> o B. u >> o C. u >< o D. u << o Jawaban : A 29. Yang termasuk dalam bahan dimagnetik sempurna ? A. Konduktor B. Superkonduktor C. Isolator D. Superisolator Jawaban : B 30. Perhatikan gambar berikut :
Yang ditunjukan oleh arah panah tersebut merupakan ? A. Semikonduktor B. Isolator C. Ferromagnetik D. Magnetik Jawaban : B 31. Disebut apakah atau nama lain dari pembawa muatan pada semikonduktor ekstrinsik ?
22
A. Jalur B. Virus C. Hole D. Valens Jawaban : C 32. Perhatikan tabel perbandingan semi konduktor tipe p dan tipe n !
Yang ditunjukan oleh garis panah pertama dan kedua adalah ? A.
Elektron dan Hole
B.
Hole dan hole
C.
Valensi dan hole
D.
Silikon dan elektron Jawaban : A
33. Bahan penyekat bentuk gas, yang sering digunakan untuk keperluan teknik listrik
adalah ( kecuali ) ?
23
A. Udara B. Nitrogen C. Hidrogen, D. Kayu Jawaban : D 34. Bahan penyekat bentuk padat yang sering digunakan untuk keperluan teknik listrik adalah ? A. Nitrogen B. Minyak transformator C. Bakelit D. Karbondioksida Jawaban : C 35. Berikut ini yang tidak termasuk dalam sifat bahan konduktor atau penghantar adalah ? A. tahanan jenis listrik. B. koefisien suhu tahanan. C. Tidak tahan terhadap air. D. kekuatan tegangan tarik. Jawaban : C 36. Berikut ini yang tidak termasuk dalam bahan setengah penghantar atau semikonduktor adalah ? A. Silikon . B. Alumunium. C. Germanium. D. Plumbum Sulfida. Jawaban : B
37. Mengapa Silikon lebih banyak digunakan dari pada Gemanium ? A. Karena sifatnya yang lebih stabil pada suhu tinggi. B. Bahan yang lebih mudah di temukan. C. Bahan yang tahan akan air. D. Karena sifatnya yang mudah terbakar. Jawaban : A 38. Apakah membedakan apakah bahan itu termasuk konduktor, isolator, atau semikonduktor adalah?
24
A. Bahan B. Energi Gap (Eg) C. Elektron D. Ketahanan Jawaban : B 39. Apakah pengertian dari bahan ferromagnetik menurut (Halliday & Resnick, 1989) ?
A. Bahan yang resultan medan magnet atomis masing-masing atom/molekulnya tidak nol, tetapi resultan medan magnet atomis total seluruh atom/molekul dalam bahan nol.
B. Bahan yang resultan medan magnet atomis masing-masing atom/molekulnya tidak nol, tetapi resultan medan magnet atomis total seluruh atom/molekul dalam bahan no.
C. A dan B D. Bahan yang resultan medan magnet atomis masing-masing atom atau molekulnya nol, tetapi orbit dan spinnya tidak nol. Jawaban : A 40. Sifat kemagnetan bahan ferromagnetik akan hilang pada temperatur yang disebut temperatur ? A. Carrie B. Cario C. Currie D. Currio Jawaban : C 41. Permeabilitas bahan paramagnetik adalah ? A. 0μμ <> B. 0μ > C. 0μμ < D. 0μμ> Jawaban : D 42. Apa yang dimaksud dengan semikonduktor intrinsik? A. Bahan semikonduktor murni (belum diberi campuran/pengotoran) B. Bahan semikonduktor yang tidak murni. C. Semikonduktor yang memperoleh pengotoran atau penyuntikan (doping) D. B dan C benar. 25
Jawaban : A 43. Berikut ini yang tidak termasuk contoh semikonduktor bervalensi tiga ? A. Boron. B. Galium. C. Indium. D. Gelium Jawaban : D 44. Mengapa Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik ? A. Karena konduktansinya yang dapat diubah-ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut pendonor elektron) B. Bahan yang mudah ditemukan. C. Pembuatan bahan yang sangat mudah. D. Bahan yang memang sering digunakan. Jawaban : A 45. Dibawah ini yang merupakan salah satu aplikasi penggunaan bahan semikonduktor adalah ? A. Kabel B. Saklar C. Transistor D. Meteran. Jawaban : C 46. Apakah yang dimaksud dengan atom pendonor pada semikonduktor ? A. Atom pengotor. B. Atom pembersih. C. Atom hasil dari penyuntikan. D. Atom Buangan Jawaban : A 47. Berikut ini yang manakah permebialitas dari bahan ferromagnetik adalah ? A. 0μμ>>> B. 0μμ<<< C. 0μ>< D. 0μμ<> Jawabanya : A 48. Sedangkan berikut ini yang manakah suseptibilitas bahan dari ferromagnetik adalah ?
26
A. 0>>mm B. 0><>< mχ C. 0>>>mχ D. 0<><>mmχ Jawaban : C 49. Besi, Baja, Besi silikon merupakan salah satu contoh dari bahan ?
A. Diamagnetik B. Pramagnetik C. Ferromagnetik D. A, B, C benar. Jawaban : C 50. Aluminium, Magnesium, Wolfram merupakan salah satu contoh bahan ?
A. Diamagnetik B. Pramagnetik C. Ferromagnetik D. A, B, C benar. Jawaban : A
BAB IV PENUTUP
2.5 Kesimpulan Dari pembahasan materi bahan-bahan listrik
di atas dapat
ditarik kesimpulan
antara lain: 1. Bahan listrik dapat dibagi menjadi 4 antara lain : Bahan penyekat, konduktor, semikonduktor, dan magnetik. 27
2. Bahan penyekat memiliki sifat – sifat yang harus diperhatikan meliputi : Sifat kelistrikan, mekanis, termis dan kimia. 3. Bahan penghantar atau konduktor memilik sifat yang meliputi : tahanan jenis listrik, koefisien suhu tahanan, daya hantar panas, kekuatan tegangan tarik, dan timbulnya daya elektro-motoristermo. 4. Semikonduktor dibagi menjadi dua jenis yaitu semikonduktor intrinsik dan ekstrinsik. Semikonduktor Ekstrinsik Tipe-n dan Semikonduktor Ekstrinsik Tipe-p. 5. Berdasarkan sifat medan magnet atomis, bahan magnetik dibagi menjadi tiga golongan, yaitu diamagnetik, paramagnetik dan ferromagnetik. 6. Dari ke – 4 bahan listrik tersebut memiliki kegunaan masing – masing.
4.2 Saran
Bahan – bahan listrik diatas merupakan bahan listrik yang sering digunakan oleh masyarakat maupun perusahaan tertentu untuk berbagai alat elektronik. Yang perlu dilakukan oleh pemerintah dan masyarakat mulai sekarang ini adalah meningkatkan pengetahuan mengenai bahan listrik.
DAFTAR PUSTAKA
http://dunia-listrik.blogspot.com/2009/03/ilmu-bahan-listrik-bahan-penyekat.html http://jonioke.blogspot.com/2010/04/sifat-bahan-isolator.html http://www.scribd.com/doc/51137867/ILMU-BAHAN-TEKNIK
28
http://www.scribd.com/doc/231134469/bahan-penyekat http://www.scribd.com/doc/175893290/Bahan-Konduktor-Ibl http://www.scribd.com/doc/23289692/14-Sifat-Magnetik-Bahan http://www.scribd.com/doc/34480498/BAHAN-BAHAN-MAGNETIK http://www.scribd.com/doc/57124587/Diamagnetic http://penjagahati-zone.blogspot.com/2011/01/diamagnetic-paramagnetik-dan.html http://www.scribd.com/doc/49076490/Paramagnetik
29
