BAHAN BAHAN LISTRIK
Penyusuan Bahan Ajar Dalam Kurikulum Berbasis Kompetensi (Kurikulum 2007) ini dibiayai dari DIPA Politeknik Neeri Bandun Departemen Pendidikan Nasional !ahun Anaran 200"
Disusun Oleh : Drs. Ghofar Arifin, M.T. NIP : 1!""#1$ 1%!"& 1 ""$
PROGRAM ST'DI T(KNIK LISTRIK )'R'SAN T(KNIK (L(KTRO POLIT(KNIK N(G(RI BAND'NG *"1"
HALAMAN PENGESAHA PENGESAHAN N
HALAMAN PENGESAHAN
1. I+en I+eni ia ass Baha Bahan n A-a A-arr a. #udul Bahan Ajar b. ata Kuliah * 'emester c. 'K' (!+P) *# *#am (!+P) d. #urusan e. Proram 'tudi f. Nomor Kode ata Kuliah *. Penulis Penulis 1 a. Nama b. NIP . Pank nkat * /olonan d. #abatan 8unsional e. Proram 'tudi . #urusan Penulis * a. Nama b. NIP . Pankat * /olonan d. #abatan 8u 8unsional e. Proram 'tudi . #urusan
$ BA%AN BA%AN &I'!IK $ Ilmu Bahan*I $ 2(2-0 ) / 2(2-0) $ !eknik ,lektro $ !eknik &i &istrik $ PB,& -0-2
$ Drs. /hoar Ariin1 .!. $ -"003-4 -"506 - 004 $ Pe Penata* II III $ &ektor $ !eknik &istrik $ !eknik ,lektro $ $ $ $ $ $ Bandun1 " No9ember 20-0
enetahui1 Ketua KBK
Penulis -1
........ .......... ......... ...... NIP. NIP.
Drs. /hoar Ariin1 .!. NIP. NIP. -"003-4 -"506 - 004 enyetujui1 Ketua #urusan * Proram 'tudi
................................................ NIP. NIP.
HALAMAN PENGESAHA PENGESAHAN N
HALAMAN PENGESAHAN
1. I+en I+eni ia ass Baha Bahan n A-a A-arr a. #udul Bahan Ajar b. ata Kuliah * 'emester c. 'K' (!+P) *# *#am (!+P) d. #urusan e. Proram 'tudi f. Nomor Kode ata Kuliah *. Penulis Penulis 1 a. Nama b. NIP . Pank nkat * /olonan d. #abatan 8unsional e. Proram 'tudi . #urusan Penulis * a. Nama b. NIP . Pankat * /olonan d. #abatan 8u 8unsional e. Proram 'tudi . #urusan
$ BA%AN BA%AN &I'!IK $ Ilmu Bahan*I $ 2(2-0 ) / 2(2-0) $ !eknik ,lektro $ !eknik &i &istrik $ PB,& -0-2
$ Drs. /hoar Ariin1 .!. $ -"003-4 -"506 - 004 $ Pe Penata* II III $ &ektor $ !eknik &istrik $ !eknik ,lektro $ $ $ $ $ $ Bandun1 " No9ember 20-0
enetahui1 Ketua KBK
Penulis -1
........ .......... ......... ...... NIP. NIP.
Drs. /hoar Ariin1 .!. NIP. NIP. -"003-4 -"506 - 004 enyetujui1 Ketua #urusan * Proram 'tudi
................................................ NIP. NIP.
KATA PENGANTAR
KATA PENGANTAR
Puji Puji syuk syukur ur kami kami panjat panjatka kan n kepada epada Tuhan uhan Yang Maha Maha Esa Atas Atas petunj petunjukN ukNya ya kami kami bisa bisa menyelesaikan menyelesaikan buku ini. Buku ini memberikan memberikan pengetahuan yang lebih dalam dalam tentang bahan bahan bahan yang dibutuhkan dibutuhkan dalam bidang teknik listrik. listrik. Bahan dasar ( raw material) yang digunakan untuk rekayasa rekayasa kmpnen kmpnen atau peralatan kelistrikan kelistrikan diuraikan diuraikan se!ara se!ara mendasar agar pemba!a pemba!a mengetahui mengetahui asal usul bahan pada
se"ap peralat peralatan an kelis kelistrik trikan. an. #engan #engan memba!a memba!a buku buku ini
semga pemba!a dapat memperleh pengetahuan bahan $istrik yang lebih baik. Akhirnya kami mengharapkan mengharapkan kri"k dan saran saran masukan yang lebih baik baik agar buku ini semakin sempurna sempurna sehingga sehingga dapat dijadika dijadikan n sebagai sebagai buku ajar yang bermutu "nggi dan dihasilk dihasilkan an lulusan yang handal handal untuk kemajuan kemajuan peradaban.
Bandung% N&ember ')
Penulis
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN KATA PENGANTAR DAFTAR ISI
I
I
I
DAFTAR GAMBAR
VI
DAFTAR TABELVII DAFTAR LAMPIRAN
I
DESKRIPSI MATA KULIAH
1
PETUNJUK PENGGUNAAN
1
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1 Struktur Atom 1
).).)
Pendahuluan
)
).).'
Pita Energi
*
).).*
+nduktr% ,slatr% dan emikinduktr
).). #ping emiknduktr 1.2 Karakter!trk Meka"k Ba#a" $
).'.)
tress / train 0
).'.'
#erajat +ekerasan
).'.*
Prses Pembentukan Bahan
BAB II BAHAN L%GAM
1$
0 ))
*
DAFTAR ISI
2.1 S&at Ba#a" Lo'am
1$
2.2 Je"!()e"! Ikata" Kr!ta*
1$
BAB III BAHAN N%NL%GAM 1+ ,.1 Ka-u P*-/oo0 1+ ,.2 Karet A*am
1+
,., Keramk 1 ,.3 Ge*a! atau Ka4a 15 ,.$ Mka
26
BAB IV BAHAN SINTETIS
21
3.1 S"te7! S-"t#e74 Re!" 3.2 T#ermo!e8"' Re!"
22
3., T#ermo9*a!74 Re!"
22
21
3.3 Karet S"te7! S-"t#e74 Ru::er
..)
2,
1hlrprene 2ubber (Neprene3'*
..' +aret ilikn (ili!n 2ubber3
'*
..* 1hlrsul4nated Plyethylene (5ypaln3 BAB V BAHAN IS%LAT%R
2$
$.1 Umum 2$ $.2 Karakter!7k Ba#a" I!o*ator
6.'.)
2$
+arakteris"k +elistrikan '0 5.2.1.1 Tahanan Isolasi
26
'
DAFTAR ISI
5.2.1.2 Dielectric Strength
27
5.2.1.3 Rugi Daya Dielektrik Dielectric !oss) 2"
6.'.' +arakteris"k Mekanik
'7
6.'.*
+arakteris"k Thermal
'7
6.'.
+arakteris"k +imia
*
$., Je"! Ba#a" I!o*a!
6.*.)
,6
Bahan ,slasi Padat 5.3.1.1 #i$re
*)
31
5.3.1.2 %las&k 31 5.3.1.3 'aret
31
5.3.1.( ineral32 5.3.1.5 'eramik
32
5.3.1.6 'aca*gelas
32
6.*.'
Bahan ,slasi 1air
*
6.*.*
Bahan ,slasi 8as
*
BAB VI BAHAN PENGANTAR ,$ ;.1 Re!!ta"! 0a" Da-a Ha"tar
,$
;.2 Pe"'aru# Tem9eratur ,; ;., K*a!
0.*.) Bahan dengan 2esis"&itas 2endah ($9 2esis"&ity Materials3 *: 0.*.' BAB VII
Bahan dengan 2esis"&itas Tinggi (5igh 2esis"&ity Materials3
BAHAN MAGNET
32
DAFTAR ISI
+.1 I!7*a# 9a0a Ma'"et
32
:.).)
Medan Magnet '
:.).'
+uat Medan Magnet
:.).*
;lu< Magnet
'
:.).
Permeabilitas
*
:.).6
2elu!tan!e
*
:.).0
;lu< #ensity
*
:.).:
2emanensi
:.).=
1er!i&e ;r!e
:.).7
1urie Pint
'
:.).) +ur&a Magne"sasi
:.).)) +ur&a 5ysteresis +.2 K*a!
3;
:.'.) +lasi>kasi Bahan-bahan Magne"k Berdasarkan Permeabilitas 2ela"4 Bahan 0 :.'.'
BAB VIII
+lasi>kasi Bahan-bahan +emagnetannya 0
BAHAN SEMIK%NDUKT%R
3
.1 Struktur Ba#a" Semko"0uktor .2 E"er'- Ba"0
Magne"k
3
3
., Je"! Ba#a" Semko"0uktor
$6
=.*.)
emi +nduktr ,ntrinsik
6
=.*.'
emi +nduktr E
6
Berdasarkan
+arakteris"k
DAFTAR ISI
=.*.*
emi +nduktr Tipe-N 6
=.*. emi +nduktr Tipe-P 6) .3 Faktor -a"' Mem9e"'aru# U")uk Ker)a Ba#a" Semko"0uktor BAB I= BAHAN(BAHAN KHUSUS 5.1 Sekr"' (Fuse)
7.).) 5.2 So*0er
7.'.)
$,
$,
?enis ekring
6
$$
?enis lder
66
5., Bmeta* $$ 5.3 Ba#a" Ko"tak
$;
5.$ Su9er Ko"0uktor DAFTAR PUSTAKA
$AMP,2AN
0
$5
$+
$2
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR GAMBAR
8ambar ). ) truktur atm.............................................................................................................' 8ambar ). ' truktur atm 8ermanium.........................................................................................* 8ambar ). * #iagram pita energi untuk (a3 islatr% (b3 semiknduktr% dan (!3 knduktr........... 8ambar ). #ping dnr...................................................................................................... .......6 8ambar ). 6 #ping akseptr.........................................................................................................6 8ambar ). 0 +ur&a stress-strain untuk 4gam nn-besi dan besi tempa@baja................................= 8ambar '. ) truktur kristal..........................................................................................................)0 8ambar *. ) truktur mer% mnmer e&len)+ plimer% &inil alkhl dan &inil !hlrid..................')
8ambar 6. ) Phasr arus-tegangan dari bahan dielektrik.............................................................'7 8ambar 6. ' Penghantar (a3 A12 dan (b3 A1A2...........................................................................*7 8ambar :. ) +ur&a - 5................................................................................................................ 8ambar :. ' +ur&a 5ysteresis....................................................................................................... 6 8ambar =. ) truktur atm alluminium (Bhr mdel3..................................................................7 8ambar =. ' Energy band bahan islatr% semi knduktr dan knduktr...................................7
DAFTAR TABEL
DAFTAR TABEL
Tabel ). ) Tingkat derajat kekerasan bahan..................................................................................) Tabel 6. ) #iele!tri! strength..................................................................................................... ...': Tabel 6. ' +elas ,slasi terhasap temperatur kerja........................................................................* Tabel 6. * Perbandingan antara ,nneale- o//er dengan 0ar- Drawn o//er ...........................*= Tabel =. ) Perbandingan semi knduktr 8e dengan i................................................................6) Tabel 7. ) +nstanta bahan sekring.............................................................................................. 6 Tabel 7. ' Temperatur kri"s (T%3 beberapa bahan super knduktr............................................. ..6:
DAFTAR LAMPIRAN
DAFTAR LAMPIRAN
$ampiran ) atuan ,.................................................................................................................... 0 $ampiran ' atuan Turunan Yang #inyatakan #alam atuan #asar..............................................0 $ampiran * atuan-satuan Turunan , dengan Nama +husus.......................................................0) $ampiran Beberapa +nstanta dan ;aktr Numerik..................................................................0) $ampiran 6 Perbandingan +arakteris"k $gam% Plas"k dan +eramik............................................0' $ampiran 0 Tahanan ?enis% #aya 5antar dan +e>sien Temperatur..............................................0*
DESKRIPSI MATA KULIAH
DESKRIPSI MATA KULIAH
I.
I+enias Maa Kuliah
?udul Mata +uliah
BA5AN-BA5AN $,T2,+
omor 'o-e * S'S
PBE$ ))@ '
Semester * Tingkat
,@,
%rasyarat
Bahasa ,ndnesia
umlah am * inggu '@)= II. Rin/asan To0i/ Sila2us
truktur atm % bahan lgam% bahan nn lgam% bahan penghantar% bahan islatr% bahan magnet% bahan sinte"s% bahan bahan khusus kelistrikan. III. Ko30eensi 4an Diun-an
Pemakaian bahan praktek instalasi industri I5. Tu-uan Pe32ela-aran '3u3
Mahasis9a dapat menyusun daCar bahan bahan kelistrikan 5.
Tu-uan Pe32ela-aran Khusus
Mahasis9a dapat menyajikan !nth kelistrikan
penerapan bahan baku pada peralatan
PETUNJUK PENGGUNAAN
PETUNJUK PENGGUNAAN
Pe0oma" Ma#a!!/a
Memba!a mdul ajar dimulai dari bab ) hingga terakhir dengan !ara memahami isi dan makna is"lah is"lah teknik dan is"lah baku indnesia disertai is"lah baku asing
Pe0oma" Pe"'a)ar
Menggunakan isi buku untuk disampaikan kepada mahasis9a dengan urut dari bab ) hingga terakhir disertai dengan pemaparan !nth barang teknik kelistrikan
Pe"''u"aa" I*u!tra! 0a*am Ba#a" A)ar
Menggunakan !nth benda benda praktek instalasi listrik yang ada di bengkel listrik Pliteknik Negeri Bandung
Teknik $istrik
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Struktur Atom
1.1.1
Pendau!uan
truktur atm merupakan satuan dasar materi yang terdiri dari in" atm beserta a9an elektrn bermuatan nega"4 yang mengelilinginya. ,n" atm mengandung !ampuran prtn yang bermuatan psi"4 dan neutrn yang bermuatan netral (terke!uali pada 5idrgen-) yang "dak memiliki neutrn3. Elektrn-elektrn pada sebuah atm terikat pada in" atm leh gaya elektrmagne"k. #emikian pula sekumpulan atm dapat berikatan satu sama lainnya membentuk sebuah mlekul. Atm yang mengandung jumlah prtn dan elektrn yang sama bersi4at netral% sedangkan yang mengandung jumlah prtn dan elektrn yang berbeda bersi4at psi"4 atau nega"4 dan merupakan in. Atm dikelmpkkan berdasarkan jumlah prtn dan neutrn pada in" atm tersebut. ?umlah prtn pada atm menentukan unsur kimia atm tersebut% dan jumlah neutrn menentukan istp unsur tersebut. ,s"lah atm berasal dari Bahasa Yunani% yang berar" "dak dapat diptng ataupun sesuatu yang "dak dapat dibagi-bagi lagi. +nsep atm sebagai kmpnen yang tak dapat dibagi-bagi lagi pertama kali diajukan leh para >lsu4 ,ndia dan Yunani. Pada abad ke-): dan ke-)=% para kimia9an meletakkan dasar-dasar pemikiran ini dengan menunjukkan bah9a Dat-Dat tertentu "dak dapat dibagi-bagi lebih jauh lagi menggunakan metde-metde kimia. elama akhir abad ke-)7 dan a9al abad ke-'% para >sika9an berhasil menemukan struktur dan kmpnenkmpnen subatm di dalam atm% membuk"kan bah9a atm "daklah tak dapat dibagi-bagi lagi. Prinsip-prinsip mekanika kuantum yang digunakan para >sika9an kemudian berhasil memdelkan atm. 2ela"4 terhadap pengamatan sehari-hari% atm merupakan bjek yang sangat ke!il dengan massa yang sama ke!ilnya pula. Atm hanya dapat dipantau menggunakan peralatan khusus seper" mikrskp pener9ngan payaran. $ebih dari 77%7F massa atm berpusat pada in" atm% dengan prtn dan neutrn yang bermassa hampir sama. e"ap unsur paling "dak
) - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik memiliki satu istp dengan in" yang "dak stabil yang dapat mengalami peluruhan radiak"4. 5al ini dapat mengakibatkan transmutasi yang mengubah jumlah prtn dan neutrn pada in". Elektrn yang terikat pada atm mengandung sejumlah aras energi% ataupun rbital% yang stabil dan dapat mengalami transisi di antara aras tersebut dengan menyerap ataupun meman!arkan 4tn yang sesuai dengan perbedaan energi antara aras. Elektrn pada atm menentukan si4atsi4at kimia9i sebuah unsur dan mempengaruhi si4at-si4at magne"s atm tersebut. e"ap benda tersusun atas mlekul-mlekul% dan mlekul ini pun terbentuk dari beberapa unsur atm. truktur atm suatu bahan akan menentukan si4at bahan tersebut% baik si4at kimia maupun si4at >sik dari bahan tersebut. Atm terdiri dari beberapa par"kel% yaitu in" atm yang dikelilingi leh elektrn yang bergerak dalam masing-masing rbitnya seper" ditunjukkan dalam 8ambar ).). Elektrn-elektrn ini bermuatan listrik nega"p sebesar )%0'.) -)7 1% dan par"kel in" yaitu prtn dan neutrn. Prtn bermuatan listrik psi"p dengan besar yang sama. +arena muatan yang berla9anan% "mbullah gaya tarik-menarik antar muatan. 8aya tarik menarik ini diseimbangkan leh gaya sentri4ugal yang di"mbulkan leh gerakan elektrn.
Gam:ar 1. 1 Struktur atom
#i"njau dari massanya% elektrn memiliki massa yang sangat ke!il dibandingkan dengan in" atm% sehingga dapat diabaikan. ,n" atm terdiri dari dua par"kel% yaitu prtn dan neutrn. Prtn dan neutrn masing-masing memiliki massa hampir )= kali massa elektrn% dan jumlah prtn dalam in" nrmalnya sama dengan jumlah elektrn dalam rbitnya. ?umlah prtn ini menyatakan pula nmr atm. #iketahui pula elektrn-elektrn yang menempa" rbitnya memiliki jumlah yang tertentu. Elektrn yang berada pada rbit terluar menentukan karakteris"k kelistrikan (kimia3 dari jenis atm itu sendiri. Elektrn pada rbit terluar ini disebut juga elektrn &alensi. Atm-atm pada bahan semiknduktr seper" silikn (i3 dan germanium (8e3 memiliki empat elektrn pada rbit terluarnya dari kapasitas delapan par"kel seper" ditunjukkan pada 8ambar ).'. #engan demikian pada rbit terluar terdapat elektrn dan hle. 5le dide>nisikan
' - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik sebagai tempat par"kel dimana "dak terdapat elektrn. Baik i dan 8e se!ara kelistrikan masih netral% karena jumlah elektrn dan prtn sama.
Gam:ar 1. 2 Struktur atom Germa"um
1.1."
P#ta Ener$#
emakin dekat elektrn pada in"% semakin besar gaya yang mengikatnya. Tiap-"ap rbit memiliki "ngkat energi yang menyatakan jumlah energi yang diperlukan untuk menarik elektrn dari rbitnya. Tingkat energi ini diukur dengan satuan elektrn Glt (eG3. ejauh yang kita bahas% sistem elektrn ini berada pada atm yang terislir. Bila suatu atm saling berdekatan seper" halnya pada benda padat% elektrn-elektrn juga akan dipengaruhi leh atm-atm yang lainnya. Tingkat energi yang dimiliki leh elektrn akan saling bergabung dan membentuk pita dari suatu "ngkat energi. Tingkat energi ini dibagi menjadi "ga% yaitu pita knduksi% !elah energi dan pita &alensi. Elektrn dalam pita knduksi terlepas dari atm dan bergerak dalam matrerial. Elektrn pada pita knduksi dengan mudah digerakkan dengan energi yang sangat ke!il. Hntuk menarik elektrn dari pita &alensinya diperlukan energi yang lebih besar% karena elektrn ini masih dalam rbit nrmalnya. Hntuk beberapa jenis material dapat menjadi besar% ke!il atau bahkan "dak ada.
1.1.%
Konduktor& I'o!ator& dan Sem#k#onduktor
eper" ditunjukkan pada 8ambar ).*% ,slatr memiliki !elah energi yang besar% semiknduktr rela"p ke!il dan knduktr "dak memiliki !elah energi. Pada islatr% "dak terdapat elektrn
* - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik samasekali pada pita knduksi% sedang pita &alensi terisi elektrn% dan diperlukan energi yang besar (0 eG3 untuk memba9a elektrn dari pita &alensi ke pita knduksinya. Hntuk semiknduktr pada tenmperatur abslut (-':* 13 pita &alensi biasanya penuh% dan tak ada elektrn pada pita knduksi% seper" ditunjukkan pada gambar '.*.b% !elah energi lebih ke!il dibanding islatr ()%' eG untuk silikn dan %:=6 eG untuk 8ermanium3 dapat menaikkan elektrn dari pita &alensi ke pita knduksi.
Pita konduksi Pita Konduksi
Pita Valensi
Pita Konduksi
Pita Valensi
Pita Valensi
(a)
(b)
(c)
Gam:ar 1. , Da'ram 9ta e"er' u"tuk a !o*ator> : !emko"0uktor> 0a" 4 ko"0uktor
Pada +nduktr tak terdapat !elah energi% juga pita knduksi dan pita &alensi saling tumpang "ndih seper" 8ambar ).*.!. Ileh karena itu pada pita knduksi terdapat banyak elektrn sekalipun pada temperatur sangat rendah.
1.1.(
Do)#n$ Sem#konduktor
Bahan semiknduktr murni dire4erensikan sebagai bahan intrinsik. ebelum bahan semiknduktr dapat digunakan dalam 4abrikasi kmpnen% atm impuritas harus ditambahkan pada bahan intrinsik ini. Prses ini disebut dping% yang memperbaiki knduk"&itas material se!ara signi>kan. Bahan semiknduktr yang telah di dping ini disebut bahan ekstrinsik. Terdapat dua jenis bahan dping% yaitu dnr dan akseptr. Bahan dnr membangkitkan elektrn bebas pada pita knduksi dan dping akseptr menghasilkan hle dalam pita &alensi. #ping dnr diperleh dengan menambahkan atm impuritas yang memiliki lima elektrn. Atm impuritas membentuk ikatan k&alen dengan atm-atm silikn atau germanium sehingga dihasilkan satu elektrn bebas pada pita knduksi "ap penambahan satu atm impuritas.seper" ditunjukkan pada 8ambar ).. +arena elektrn bermuatan listrik nega"p% bahan dengan dping atm dnr disebut bahan semiknduktr "pe N. #an pada bahan ini pemba9a muatan listrik mayritasnya adalah elektrn.
- BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik Gam:ar 1. 3 Do9"' 0o"or
Elektron Bebas dari atom donor
Atom donor (atom impuritas)
Pada dping akseptr% atm impuritas yang ditambahkan memiliki elektrn &alensi "ga dan lima hle pada kulit(rbit3 terluarnya. Atm jenis ini antara lain adalah Brn% Aluminum dan 8allium. Atm-atm ini membentuk ikatan dengan atm semiknduktr% namun ia kekurangan satu elektrn untuk memenuhi muatan pada rbit terluarnya% sehingga pada ikatan terbentuk satu hle% seper" ditunjukkan pada 8ambar ).6. +arena hle bebas bermuatan listrik psi"p% bahan dengan dping atm akseptr disebut bahan semiknduktr "pe P. #an pada bahan ini pemba9a muatan listrik mayritasnya adalah hle. Gam:ar 1. $ Do9"' ak!e9tor
Hole Bebas dari atomAkseptor
Atom akseptor (atom impuritas)
1."
Karakter#'tr#k Mekan#k Baan
Pemilihan suatu bahan didasarkan pada per"mbangan-per"mbangan sebagai berikut 1. 2. 3. (.
+arakteris"k@si4at bahan mekanikJ elektrik% magne"k% kimia% dan >sik% dan sebagainya. 5arga@ biaya +etersediaan dialam +emudahan dalam prduksi easy manuacturing)
#alam bab ini hanya dibahas tentang karakteris"k mekanik% sedang karakteris"k yang lainnya akan dibahas pada bab-bab selanjutnya.
6 - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik +arakteris"k mekanik yang terpen"ng adalah ). tress / strain '. #erajat kekerasan
1.".1
Stre'' * Stra#n
tress ketegangan) adalah besarnya gaya yang dikenakan pada satu luasan tertentu atau st gaya dinyatakan dalam st luas Stre!! ini terdiri dari ' kmpnen% yaitu +
Tegangan tegak lurus (3 adalah besarnya gaya yang tegak lurus pada luasan tertentu.
+
Tegangan geser (3 adalah besarnya gaya yang bekerja pada bidang tertentu.
Stra" (intensitas perubahan bentuk3 train terdiri dari +
$inear strain (3 adalah perubahan panjang persatuan panjang a9al sebelum ada perubahan
+
panjang. hearing strain (3 adalah menunjukkan ukuran besarnya sudut simpangan dari sudut semula yang 7
1."."
Dera+at Kekera'an
#erajat kekerasan adalah daya tahan@ ketahanan suatu bahan terhadap gaya gesekan atau abrasi leh bahan lain yang mempunyai nilai kekerasan tertentu. S&at Pe"'u)a"? ).
Pengujian yang merusak (destru!"&e3
0 - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik #engan pegujian ini maka bahan akan berubah bentuk atau menjadi rusak. Ada ' jenis pengujian yang bersi4at merusak% yaitu
'.
Pengujian dengan tumbukan atau pembebanan. Pengujian dengan penggresan. Pengujian yang "dak merusak (nn-destru!"&e3 Yaitu jenis pengujian yang tujuannya untuk menguji hmgenitas bahan.
1.
Pengujian yang merusak
Pengujian yang merusak terdiri dari a.
Per!baan sta"s
Yaitu pembebanan pada bahan uji s/ecimen) se!ara perlahan-lahan% dimana kndisi keseimbangan Kuasista"s tetap terpelihara. b.
Per!baan peridik
Yaitu pembebanan pada bahan uji s/ecimen) se!ara berulang-ulang . !.
Per!baan tumbukan
Yaitu pembebanan pada bahan uji s/ecimen) se!ara !epat sehingga bahan uji lebih banyak menyerap energi dari pada menahan gaya. d.
Per!baan penggresan
Yaitu penggresan pada bahan uji s/ecimen) leh bahan yang mempunyai derajat kekerasan tertentu stan-ar-). 2.
Pengujian tegangan tarik
Yaitu pemberian gaga tarik dari luar terhadap bahan uji yang berbentuk memanjang. Pada pengujian tegangan tarik% bahan uji diberi gaya tarik se!ara perlahan-lahan dan kn"nyu diperbesar sampai bahan uji mengalami perubahan bentuk -eormasi). Tegangan tegak lurus (3 adalah perbandingan gaya tarik per satuan penampang mula-mula% atau
gaya tarik luas penampang mula mula
: - BA5AN BA5AN $,T2,+
P A
Teknik $istrik $inear strain (3 adalah perubahan panjang persatuan panjang standard% atau
perubahan panjang panjangs tan dard
Hntuk lebih jelasnya dapat dilihat pads kur&a stress-strain berikut ini
Gam:ar 1. ; Kur@a !tre!!(!tra" u"tuk &o'am "o"(:e! 0a" :e! tem9a:a)a
+eterangan E L ""k Batas elas"sitas H L nilai beban terbesar (untuk menentukan nilai kuat tarik bahan3 ; L ""k Batas retak ailure) Y L ""k Batas menyerah yiel- /oint) N*a kuat tark (tensile strength) adalah nilai beban maksimum yang diberikan persatuan luas
N N : 2 2 mm m
penampang mula-mula
Yield stress adalah nilai beban pada ""k batas menyerah ( yiel- /oint 3 persatuan luas penampang
N N 2 : 2 m mm mula-mula Bata! 9ro9or!o"a* adalah nilai4stress pada ""k dimana kur&a stress4strain sudah mulai "dak linear lagi. Bata! e*a!7!ta! adalah nilai stress pads ""k dimana pertambahan panjang mulai "dak elas"s sepenuhnya.
= - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik
Pe"'u)a" Dera)at Kekera!a" Pengujian derajat kekerasan dapat dilakukan dengan ). Pengujian tumbukan '. Penggresan (scretch test 3
Pe"'u)a" Tum:uka" Pengujian tumbukan dapat dilakukan dengan !ara a.
rinnell Test
Bla baja yang diperkuat reinorce-) dengan diameter antara 6 mm - ) mm% ditekankan pada spe!imen dengan beban sta"s. +emudian luas lekukannya diukur dengan bantuan mikrskp. Besarnya derajat kekerasan adalah sama dengan gaya yang diberikan persatuan luas bidang
kg gaya 2 mm
lekukan bla
"!N . Nilai kekerasannya dinyatakan dalam satuan Brinnel !g
+eterangan d L 6mm @ ) mm P L ' N Pengujian dilakukan selama ) jam pada temperatur (:6 ' 13.
b.
ickers Diamon- Test
7 - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik Pada pengujian ini digunakan mata tumbuk berupa intan berbentuk piramid. +elebihannya dibanding dengan rinnel Test adalah bentuk gemetris lekukan sama% derajat kekerasan "dak tergantung besar gaya dan mata tumbuk "dak mengalami de4rmasi. #erajat kekerasan L gaya yang diberikan luas bidang lekukan
!.
Nilai kekerasan dinyatakan dalam satuan ickers 0D ). .
Rockwell Test
Pada pengujian Rockwell Test digunakan mats tumbuk dari bahan intan% yang berbentuk keru!ut untuk bahan uji yang keras dan berbentuk bla untuk bahan uji yang lunak. +elebihan pengujian ini adalah penunjukkan langsung nilai derajat kekerasannya% yang dinyatakan dalam skala (untuk bahan yang lunak3 sampai dengan ) (untuk bahan uji yang paling keras3. d.
Penggresan (Scretch Test)
Hmumnya digunakan untuk pengujian derajat kekerasan dari bahan keramik. kala kekerasan dinyatakan dalam satuan Mh% yang menyatakan nilai derajat kekerasan suatu bahan dibandingkan dengan kekerasan bahan-bahan standard $ahan mineral)+ lihat tabel berikut Ta:e* 1. 1 T"'kat 0era)at kekera!a" :a#a"
#erajat kekerasan
Karakter!7k Thermis
) - BA5AN BA5AN $,T2,+
Mineral
)
Talk
'
8ips
*
1al!it
;lurit
6
Apa"t
0
Irth!las ;eldpar
:
uartD
=
TpaD
7
1rundum
)
,ntan
Teknik $istrik #alam pemilihan bahan khususnya pada bahan listrik% karakteris"k thermis dari bahan yang perlu diperha"kan adalah + + +
+apasitas panas +e>sien pemuaian #aya hantar panas
+apasitas panas adalah kemampuan bahan untuk menahan panas% dimana besarnya panas ini berbanding lurus dengan arus listrik. edang days hantar panas adalah kemampuan dari bahan untuk menyalurkan panas% dimana semakin "nggi daya hantar panasnya semakin baik bahan tersebut. Bahan lgam pada umumnya adalah bahan penghantar listrik dan penghantar panas yang baik% sedang bahan nn-lgam pada umumnya bukan penghantar yang baik. Ada suatu bahan yang daya hantar panasnya baik tetapi daya hantar listriknya buruk% misalnya Berilium Iksida (Be 3.
1.".%
Pro'e' Pem,entukan Baan
Ada beberapa prses pembentukan% yaitu A. B. 1. #. E.
Prses Peleburan Prses Penuangan Prses Manipula"4 Metalurgi Tepung Prses Memtng dan Menggerinda
A. Pro!e! Pe*e:ura" Pro!e! 9e*e:ura" adalah prses pengubahan bahan dari 4asa padat menjadi 4asa !air /las&s)+ yang dilakukan pada tungku peleburan. Beberapa jenis tungku peleburan% yaitu 1. Tu"'ku o9u*a +arakteris"k tungku 1pula + + + + '.
Terjadi kntak langsung bahan bakar dengan lgam% sehingga eOsiensi thermisnya "nggi. Tingkat kntaminasi "nggi. Penggunaannya sangat terbatas. Menggunakan bahan bakar batubara. Reverberatory Furnace
)) - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik +arakteris"knya antara lain +
+ntak se!ara "dak langsung (akibat semburan3 antara bahan bakar dengan lgam% tetapi
eOsiensinya masih !ukup "nggi. + Tingkat kntaminasi rendah. + Hntuk peleburan skala besar. + Menggunakan bahan bakar minyak@ gas. + Prduknya mengandung kadar belerang. *. rucible !el"ng +arakteris"knya antara lain + + + +
Tidak terjadi kntak antara bahan bakar dengan lgam% sehingga eOsiensi kurang. Mutu lebih baik. Menggunakan energi listrik. +apasitas kurang-lebih ) tn bahan.
Ada ' jenis ruci$le el&ng% yaitu i.
In-uc&on #urnace
In-uc&on #urnace 4rekuensi "nggi untuk lgam atau alloy yang daya hantar listriknya rendah. In-uc&on #urnace 4rekuensi rendah untuk lgam atau alloy yang daya hantar listriknya "nggi.
ii.
Direct ,rc #urnace
Hmumnya digunakan pada peleburan baja dan alloy4 nya. #ari basil prses peleburan kemudian di!etak sesuai dengan bentuk basil akhir yang diinginkan.
B. Pro!e! Pe"ua"'a" Pro!e! 9e"ua"'a" adalah dengan men!etak bahan !air@ plas"s basil dari peleburan kedalam suatu !etakan sesuai dengan bentuk yang diinginkan.
enis cetakan8
). 1etakan pasir +arakteris"k !etakan pasir antara lain + +
5asil !etakan kasar karena daya hantar panas dari pasir rendah. 1etakan hanya ) kali pakai% sehingga "dak sesuai untuk prduksi dengan skala besar.
)' - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik + +
isa bahan se"ap kali pen!etakan kurang-lebih F. +emungkinan besar terjadi san- inclusion (!etakan pasir lepas sehingga terladi kantng pasir3% col- shut (akibat temperatur terlalu rendah3% hot tear (hasil !etakan sbek dan
ter"nggal3 dan prsitas gas akibat gas terlarut@ penguapan dari !etakan. '. Die as&ng +arakteris"k dari #ie 1as"ng atau !etakan lgam antara lain + + + +
#apat dibentuk !etakan yang lebih rumit (kmpleks3. 5anya untuk lgam yang ""k leburnya rendah. Prsitas gas dapat dikurangi karena pembekuan bahan dapat diper!epat. Tidak terjadi sand in!lusin% ht tear dan !ld shut.
. Pro!e! Ma"9u*a7& Pro!e! ma"9u*a7& atau prses pengubahan bentuk terdiri dari ht 9rking (prses panas3 dan !ld 9rking (prses dingin3. #ot $orking adalah prses pengerjaan bahan yang menyangkut de4rmasi bahan dalam keadaan plas"s% pads temperatur diatas temperatur rekristalisasi bahan. 0ot working terdiri dari
+
%roses rolling (penarikkan3 yang kemudian dilanjutkan dengan pemtngan atau col-
+ +
working. Prses orging (penempaan3. Prses hot e9trusion.
+arakteris"k hasil prduksi dari hot working + + + +
truktur kristal yang halus. Bentuk akhir yang lebih sempurna. +ekuatan mekanik lebih balk. Hkuran prduk akhir kurang dapat dikntrl.
old $orking adalah prses pengerjaan bahan yang menyangkut de4rmasi bahan dalam keadaan plas"s% pada temperatur diba9ah temperatur rekristalisasi bahan. ol- working terdiri dari -ee/ -rawing+ /ressing dan s/inning.
+arakteris"k hasil prduksi dari col- working +
Prduk akhir dapat terkntrl dengan balk.
)* - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik + +
Bentuknya dapat lebih kmpleks. #apat berbentuk lembaran "pis oil) dengan ketebalan %= mm.
D. Meta*ur' Te9u"' Metalurgi tepung adalah teknik pembuatan kmpnen dari bahan lgam dengan bentuk tertentu cu:ng tool &/s)+ dengan !ara memampatkan tepung lgam. Prses pemampatan dilakukan dengan !ara +
1etakan -ie cas&ng)+ yaitu memampatkan tepung lgam pada !etakan yang dilanjutkan
+
dengan prses sintering pada temperatur yang dinaikkan. Roller+ yaitu memampatkan tepung lgam kedalam roller untuk menghasilkan prduk berupa lembaran-lembaran lgam.
Tepung lgam dapat dihasilkan dengan !ara + +
0ammer mill untuk lgam-lgam yang keras dan rapuh. Teknik pengabutan untuk lgam-lgam yang lunak% dengan !ara mengabutkan aliran !airan
lgam dengan semburan udara atau gas yang inert.
) - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik
BAB II BAHAN L-GAM
".1
S#at Baan Lo$am
Perbedaan utama antara bahan lgam dan bahan nn-lgam adalah ). ,katan atm lgam lebih rapat dibanding ikatan atm nn-lgam% sehingga pada umumnya bahan lgam mempunyai berat jenis yang lebih "nggi. '. #aya hantar panas dan daya hantar listrik bahan lgam lebih baik. *. Bahan lgam mempunyai malleabilitas "nggi (mudah dikerjakan dengan mesin3 . Bahan lgam bersi4at -uc&le (liat3. Bahan lgam tersusun atas sejumlah besar kristal-kristal ke!il lgam atau grain.
"."
Jen#'/+en#' Ikatan Kr#'ta!
). +ristal in 'ristal ion terbentuk dari ikatan yang "mbul karena gaya tarik antara in-in yang bermuatan
lisrik% misalnya persenya9aan keramik atau Na 1l. '. +ristal k&alen +ristal k&alen terbentuk leh ikatan atm-atm karena adanya elektrn kulit terluar dimiliki bersama% misalnya intan. *. +ristal mlekuler kristal mlekuler terbentuk dari mlekul-mlekul yang jenuh se!ara kimia dan terikat satu sama lain leh adanya gaya Gan #er aals% misalnya gas inert dan bahan rganik. . +ristal lgam +ristal lgam terbentuk karena elektrn-elektrn pada kulit terluar merupakan milik bersama semua atm anggta dari keseluruhan masa kristal.
)6 - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik usunan kristal lgam merupakan sistem kristal * demensi% yang terdiri dari * jenis susunan kristal% yaitu 1lse Pa!ked 5e
Mempunyai )' atm yang bertetangga
Bdy 1entered 1ubi!
Mempunyai = atm yang bertetangga
1ph
4!!
b!!
Gam:ar 2. 1 Struktur kr!ta*
6. Ally e!ara kmersial dalam bidang teknik jarang digunakan lgam murni% tetapi digunakan ally atau paduan. Ally adalah paduan beberapa unsur minimum 2 unsur) dimana paling "dak salah unsurnya adalah dari unsur lgam. #ari ally atau paduan ini dihasilkan si4at-si4at yang berbeda dengan si4at unsur-unsur pembentuknya. #alam bidang teknik% ally atau paduan ini yang diperlukan karena kelebihan- kelebihan si4at mekaniknya. 1nth Ally +
Timah slder tukang patri &nmans sol-er)+ merupakan ally "mah pu"h dengan "mah
+ +
hitam (*=F3. Brass merupakan ally Tembaga (0F3 dengan eng (F3. Baja merupakan ally Besi dengan 1arbn.
)0 - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik
BAB III BAHAN N-NL-GAM
#alam Bab ini dibahas bahan-bahan alam nn lgam% baik bahan rgani! maupun bahan anrganik yang berhubungan dengan bidang teknik listrik. Bahan-bahan tersebut antara lain adalah kayu /lywoo-)+ karet% keramik% mika% gelas atau ka!a.
%.1
Ka0u P!02ood3
Merupakan bahan berserat yang tersusun dari selulse plimer alam% dimana plimer ini merupakan bahan dasar bahan seper" kapas% kertas % rami dan sebagainya. +ayu yang kandunganl@kadar airnya "nggi dianginkan% dari kadar air yang **F sehingga menjadi )' F. +emudian kayu yang sudah kering tersebut dimasukkan ke dalam &en dengan temperatur =Q 1 beberapa saat sampai kadarnya "nggal *F. Prses penglahan kayu diperlukan untuk meningkatan kekuatan mekaniknya. Ply9d diprduksi dengan !ara melekatkan lembaran-,embaran kayu yang sudah di prses% dengan menggunakan bahan perekat yang tahan air. ?umlah lembaran kayu selalu ganjil dan dengan serat kayu yang saling melintang% agar tegangan pengerutan akan simetris terhadap bidang tengahnya. +arakteris"k kayu (ply9d3 + + +
Tensile strength rendah. Tidak tahan terhadap panas. Bersi4at higrskpis.
%."
Karet A!am
+aret alam diperleh dari penglahan getah phn karet late9) dengan asam rganik (misalnya asam asetat3 sehingga akan terbentuk gumpalan par"kel-Par"kel karet karet kasar) dan emulsi
): - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik terpe!ah. !ate9 adalah emulsi yang Mengandung par"kel-par"kel karet yang sangat ke!il. Melalui prses penggilingan sebagian ikatan rantainya akan terputus% sehingga berat mlekul rata-rata berkurang dan karet dalam kndisi plas"s. elanjutnya ditambahkan par"kel addi"&e untuk membuat karet menjadi lebih plas"s dan untuk men!egah ksidasi. Hntuk memulihkan si4at elas"sitasnya maka ditambahkan Sul/hur (belerang3% sehingga terrjadi kembali ikatan antar mlekulnya. Prses penambahan ulphur atau disebut &ulkanisasi dimaksudkan untuk membuat karet menjadi keras dan "dak lentur. Hntuk mendapatkan bentuk akhir% karet dipanaskan pada temperatur antara )Q sampai dengan 'Q sesuai dengan "ngkat &ulkanisasi yang diinginkan% misalnya ar- ru$$er e$onit) mengandung 6F ulphur.
%.%
Keram#k
+eramik merupakan bahan anrganik yang tersusun dari berma!am-ma!am silika% ksida lgam atau kmbinasinya% yang diprses dan digunakan pada temperatur "nggi (antara )'Q sampai ):Q3. +arakteris"k bahan keramik + + + + + +
#erajat kekerasannya "nggi. tabil pada temperatur "nggi. #iele!tri! strength ' +? Britlle atau rapuh@ regas. tabilitas-kimia9i "nggi@ tahan terhadap kelembaban. ,slasi baik.
?enis bahan keramik + + +
Prselin% tersusun dari unsur tanah liat% ;uart< dan el-s/ar. Stea&te+ tersusun dari unsur tanah liat% tal! dan magnesite. Alumina% tersusun dari alumina ksida.
?enis Prduk keramik + + + + +
ilika% untuk tungku listrik temperatur "nggi ()7Q3. #lmite (1a 1 * % Mg 1*3% untuk tungku listrik temperatur "nggi. Magnesite (;e' * % i I' % A,' * % 1a % Mg 3 . 1hrmite (;e % A,' *3. ;ire 1lay (A, ' * % i * % ' 5'3.
)= - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik
%.(
Ge!a' atau Ka4a
8elas atau ka!a adalah Dat yang "dak berstruktur kristal% yang dibuat dengan !ara pendinginan !epat 4asa uap supersaturated atau !lari 4asa !air dengan prses pengendapan elektr electro -e/osi&on) diiku" reaksi kimia.
#alam prses pembuatan gelas "dak menunjukkan perubahan 4asa yang diskn"nyu% yang tampak hanya kenaikkan =iscousitas. +arakteris"k gelas + + + + + + + +
ri>le atau regas. Ti"k leieh "dak jelas. +ekuatan tarik rendah. 2ugi dielektriknya rendah. Tahan se!ara kimia. Tidak tahan pada pemanasan yang mendadak. Manu4a!turing sulit. ,slatr yang baik pada tempratur rendah.
Hnsur penyusun gelas + +
Hnsur pembentuk terdiri dari ilika% Iksida Brn% Ganadium% 8ermanium% psphr. enya9a antara> yaitu yang berguna untuk mempertahankan kn"nyuitas strukturnya%
+
misalnya A,' * % Rr ' % Pb % Rn dan sebagainya. Mdi>er% yaitu yang ber4ungsi untuk menurunSan temperatur pelelehan dan merangsang penggelasan% misalnya 1a% Mg% Na% + dan sebagainya.
Je"! Ge*a! 8elas 2ekristalisasi (keramik gelas3. #ibuat dengan bahan pengin" nuclea&ng agent)+ seper" Natrium ;lurida% Titanium Iksida dan sebagainya% dengan heat treatment (=Q - )'Q3 sehingga terangsang prses rekristalisasi. 8elas Timah 5itam (Uint3. Tersusun dari )6F - 'F Iksida Timah 5itam digunakan untuk tabung nen sign dan =F untuk lensa p"! / pelindung sinar V. ;ibre 8lass.
)7 - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik
%.5
M#ka
Mika adalah mineral anrganik yang tersusun dari Alumina ili!a% ili!a da ptash dan Magnesium. Mika merupakan bahan yang berbentuk kristal yang mudah dibuat lembaranlembaran. ?enis Mika ? usco=it ica atau +5' Al* (i I3* digunakan untuk !mmutatr. ? %h*ogo/ite ica atau KH (Mg ;3 * Mg Al (i I3* % yang digunakan untuk peralatan rumah
tangga.
' - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik
BAB I6 BAHAN SINTETIS
Bahan sinte"s synthe&c materials) adalah bahan-bahan yang dibuat dengan melalui prses kimia% yaitu plimerisasi atau !plimerisasi. Bahan sinte"s yang banyak berkaitan dengan bidang teknik listrik adalah plas"k sinte"s dan karet dan !arbn.
(.1
S#ntet#' S0ntet#4 Re'#n3
Plas"k sinte"s dihasilkan dari reaksi kimia yang disebut plimerisasi. Bahan plas"k merupakan bahan rganik yang tersusun dari unsur 5ydrgen% Iksigen dan !arbn. Mer merupakan unsur dasar dari mnmer% dan prses penggabungan dari mnmer-mnmer ini disebut dengan prses plimerisasi. Pada gambar berikut ini menunjukkan struktur dari mer% mnmer @&len)+ plimer% &inil alkhl dan &inil !hlrid.
Gam:ar ,. 1 Struktur mer> mo"omer (e"len)% 9o*mer> @"* a*ko#o* 0a" @"* 4#*or0
Pem:e"tuka" 9o*mer %enam$ahan+ yaitu penggabungan dari plimer-plimer yang sama. o/olimerisasi+ yaitu penggabungan dari mnmer-mnmer yang berbeda% misalnya Ginil
Asetat.
') - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik 'on-ensasi+ yaitu penggabungan mnmer-mnmer yang membentuk rantai panjang dan
rumit dengan kmpn yang dimiliki atau yang lain% misalnya nyln. Plas"k sinte"s dapat dikelmpkkan + +
ThermseWng resin atau Thermhardening. Thermplas"! resin.
(."
Termo'ett#n$ Re'#n
?enis plas"k ini dibuat dalam kndisi panas bertekanan% sehingga terjadi perubahan se!ara kimia. Prduk akhirnya berupa plas"k padat dan keras% yang "dak melunak bila dipanaskan. ?enis prduk thermseWng resin + + +
Melamin. %olyester+ untuk lapisan islasi. @/o9y+ bersi4at adhesi&e untuk semua bahan yang biasanya digunakan sebagai lapisan
+
islasi. Silicon resin+ untuk medium kapasitr dan islasi tra4% juga untuk bahan addi"&e keramik
+
dan lgam. %henol #ormal-ehy-e resin+ untuk kabinet peralatan listrik (tele&isi% radi dan sebagainya3.
Hntuk memperbaiki karakteris"k dari thermseWng resin maka ditambahkan Bahan pengisi Aller)+ antara lain
+ + +
%ul/s serat nylon+ digunakan untuk meningkatkan ketahanan terhadap tumbukan. Asbes% digunakan untuk meningkatkan daya tahan terhadap panas. ika+ untuk memperbaiki si4at tahanan listrik.
(.%
Termo)!a't#4 Re'#n
#ibuat berdasarkan prses plimerisasi dengan atau tanpa tekanan% sehingga Tidak terjadi perubahan se!ara kimia. ?enis plas"k ini akan melunak apabila dipanaskan ?enis prduk thermplas"! resin +
ellulose ,setat atau Bakelite % banyak digunakan untuk kapasitr tegangan rendah% switch
+
dan sebagainya. ellulose itrate atau elluloi-+ jarang dipakai karena mudah terbakar.
'' - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik + + + +
%olythylene+ digunakan sebagai islasi penghantar% islasi kabel 4rekuensi "nggi. %olystyrene+ digunakan untuk kapasitr rangkaian #1 dan rangkaian 4rekuensi "nggi. %oly=inyl hlori-e (PG13% digunakan sebagai islasi kabel% baXery dan sebagainya. Bitumen.
(.(
Karet S#ntet#' S0ntet#4 Ru,,er3
+aret sinte"s dibuat melalui prses !plimerisasi ,sbutylene dan ,sprene. ?enis karet ini karakteris"k listriknya lebih buruk dari pada karet alam. Je"!()e"! Karet S"te7!
(.(.1
7!or)rene Ru,,er Neo)rene3
1hlrprene 2ubber terbentuk dari emulsi plimerisasi 1hlrprene dengan atau tanpa adanya !plimerisasi% biasanya digunakan sebagai islasi kabel. Beberapa karakteris"k karet sinte"s antara lain + + + +
Tidak mudah terbakar. 5antaran panas lebih baik. +etahanan terhadap sinar matahari dan ksidasi lebih baik. +ekuatan mekanik lebih rendah dari pada karet alam.
(.(."
Karet S#!#kon S#!#4on Ru,,er3
+aret silikn adalah jenis plysil
Bersi4at Ue
(.(.%
7!oro'u!onated Po!0et0!ene H0)a!on3
5ypaln terbentuk dari prses hlorosulonasi %olyethelene+ yang tersusun dari '7F 1hlrine dan )%'6F ulphur. ?enis karet sinte"s ini banyak digunakan untuk islasi dan ja!ke"ng !able. Beberapa karakteris"knya antara lain +
i4at listriknya baik.
'* - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik + +
Tahan terhadap air. Tidak mengalami degradasi terhadap temperatur "nggi dan ksidasi.
' - BA5AN BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik
BAB 6 BAHAN IS-LAT-R
5.1
Umum
Isolator atau -ielektrik adalah bahan nn-lgam yang mempunyai nilai tahanan listrik yang besar.
Pada umumnya bahan islasi mempunyai ke>sien temperatur tahanan nega"4 atau nega"&e tem/erature coeBsient dan umumnya disingkat NT1.
1nth bahan islasi misalnya kayu% kertas% plas"k% minyak tra4% udara dan sebagainya. ;aktr-4aktr ;aktr-4aktr yang mempengaruhi nilai tahanan sugtu islasi antara lain Temperatur. +elembaban udara. Tegangan kerja. Hmur islasi.
5." 5."
Kar Ka rakt akter#' er#'t# t#k k Ba Baa an n I'o I'o!a !attor
+arakteris"k +arakteris"k islasi yang perlu diper"mbangkan adalah +arakteris"k kelistrikannya. +arakteris"k mekanik. +arakteris"k thermal. +arakteris"k kimia. +arakteris"k &isual.
'6 - BA5AN BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik
5.".1 5.".1
Karakt Karakter# er#'t# 't#k k Ke Ke!#' !#'tr# tr#kan kan
5.2.1.1 5.2.1 .1
Tahanan Isolasi Isolasi
,slasi atau islatr ber4ungsi untuk menahan atau mela9an arus listrik% sehingga "dak terjadi arus b!r atau hubung singkat. ,slatr ideal adalah islatr yang memunyai nilai tahanan "dak terhingga. Tetapi dalam kenyataannya "dak ada bahan islatr% karena selalu ada yang mengalir dalam tersebut. tersebut. Arus yang yang demikian demikian ini disebut disebut dengan arus b!r b!r atau Cleakage
bahan islat islatrr current.
Tahanan islasi terdiri dari tahanan &lume =olume resistance) resistance) dan tahanan permukaan surace resistance). Tahanan &lume adalah tahanan yang dialami dan arus yang mengalir dalam bahan
is)asi% sedang tahanan permukaan adalah tahanan yang dialami leh arus yang mengalir pada permukaan bahan islasi.
+eterangan , L arus yang mele9a" bahan islatr ,& L arus yang menembus bahan ,s L arus yang mele9a" permukaan 9 9
dimana 2& L Tahananan &lume & L Tahanan jenis &lume $ L Panjang islatr a L $uas penampang
'0 - BA5AN BA5AN BA5AN $,T2,+
&
Teknik $istrik (s
s.l.d
s.A
dimana 2s L Tahanan permukaan s L Tahanan jenis permukaan d L lebar l.d L luas permukaan
5.2.1.2
Dielectric Strength
emua peralatan listrik selalu diran!ang untuk berkerja pada range tegangan tertentu. ?ika tegangan kerja dinaikkan terus% maka akan menyebabkan kerusakan pada islasinya. 2usaknya 4ungsi islasi akibat tegangan ini disebut tegangan gagal atau $reak-own =oltage. Dielectric strength adalah besarnya tegangan minimum yang mengakibatkan 'erusakan*
berubahnya si4at dari bahan isolasi. Dielectric strength dinyatakan #alam satuan k*cm+ seper" misalnya udara mempunyai diele!tri! strength * kG@!m Ta:e* $. 1 De*e4tr4 !tre"'t#
Bahan $9 Gltage pr!elain
#iele!tri! strength (kG@mm3 )%6
5igh Gltage Pr!elein
) )0
Mi!a
=
Asbes
*6
Natural 2ubber
'
ynthe"! 2ubber
emua bahan islasi atau diele!tri! mempunyai si4at menyimpan muatan listrik% ?adi bersi4at kapasi"4. i4a$ini sangat pen"ng dalam pemakaian bahan islasi sebagai medium atau diele!tri! kapasitr. L 1.G ;
dimana
': - BA5AN BA5AN $,T2,+
A d
Teknik $istrik L muatan listrik (!ulmb3 1 L +apasitansi (; atau ;3 L +nstanta dielektrik A L $uas penampang # L jarak antara ' permukaan emakin besar permi"&itas bahan% maka kapasitansinya akan semakin besar. ?ika perme"&itas udara S ) ()%673% sedang bahan padat dan !air lebih besar dari ) +apasitr terdiri dari ' buah plat yang dipisahkan ieh bahan islatr% yang Hmumnya disebut bahan dielektrik. Nama kapasitr disesuaikan dengan jenls dielektriknya% misalnya kapasitr kertas% kapasitr mika dan sebagainya. ;ungsi utama kapasitr adalah untuk mem>lter kmpnen #1 pada besaran A1.
5.2.1.3
Rugi Daya Dielektrik (Dielectric Loss)
#ielektrik yang sempurna adalah apabila diberi tegangan A1 akan bersi4at ebagai kapasitr mumi% sehingga "dak ada rugi daya listriknya. #aiam kenyataannya "dak ada kapasitr yang sempurna% karena selaiu ada rugi daya (dalam bentuk panas3.
Gam:ar $. 1 P#a!or aru!(te'a"'a" 0ar :a#a" 0e*ektrk
+eterangan
'= - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik ,! L Arus yang mele9a" kapasitr L (7Z - 3 L sudut rugi-rugi dielektrik. L sudut 4asa antara ,! dengan tegangan (G3. 2ugi daya dielektrik (P3 L G, 1I. atau P L G'. '.4.1.Tg
5."."
Karakter#'t#k Mekan#k
Beberapa karakteris"k mekanik dari Bahan ,slatr yang perlu diperha"kan amtara lain + + + + + +
+ekuatan mekanik ( me!hani!al strength3. +ekentalan (&is!usity3 Prsitas bahan Mudah larut ( slubility3 #ensity 5mgenitas bahan
5.".%
Karakter#'t#k Terma!
Beberapa karak"ris"k thermal bahan islatr yang pen"ng adalah + + + +
Ti"k leleh ( mel"ng pint 3 Pemuaian ( thermal e
+elas islasi berdasarkan ketahanan bahan islasi terhadap temperatur kerja% disusun dalam tabel. Ta:e* $. 2 Ke*a! I!o*a! ter#a!a9 tem9eratur ker)a
5.".(
+elas ,slasi Y(I3
Temperatur kerja maksimum ( $ # 3 7
A
)6
E
)'
B
)*
;
)66
5
)=
1
[)=
Karakter#'t#k K#m#a
Beberapa karakteris"k kimia yang pen"ng adalah
'7 - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik +etahanan terhadap bahan kimia (!hemi!al resistan!e3% seper" gas% asam% alkali atau garam. i4at higrskpis bahan (hygrs!pi!ity3. E4ek kntak dengan bahan lain.
+ + +
5.%
Jen#' Baan I'o!a'#
#ari jenisnya bahan islasi dikelmpkan atas ). Bahan islasi padat '. Bahan islasi !air *. Bahan islasi gas
5.%.1
Baan I'o!a'# Padat
Bahan islasi padat yang banyak digunakan dalam bidang kelistrikan adalah
5.3.1.1
Fibre
Yang termasuk bahan >bre + + + +
+ayu% digunakan untuk struktur penyangga +ertas% digunakan untuk islasi kabel dan kapasitr +ain% digunakan untuk islasi kabel. Asbes% digunakan untuk !&er 9ire pada pemanas listrik dan ar!ing barner pada 1B
Pada umumnya bahan islasi >bre selalu di!elup (impregnated3 dengan bahan pengisi &arnish% dengan tujuan untuk mengurangi si4at hugrskpis% memperbaiki karakteris"k kimia dan karakteris"k thermal. eper" pada lilitan mtr impregnasi dilakukan untuk + + + + +
menambah diele!tri! strenght menambah daya hantar listrik menambah ketahanan terhadap kelembaban menambah karakteris"k mekanik mengurangi "ngkat ksidasi
5.3.1.2
lastik
Bahan islasi plas"k banyak digunakan karena murah% tahan air% ringan% berma!am-ma!am 9arna% daya hantar listrik dan panas rendah. ?enis-jenis plas"k dan penggunaan bahan plas"k dapat dilihat di Bab .
* - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik
5.3.1.3
!aret
+aret merupakan salah satu bahan islasi yang terbaik% disamping nilai tahanannya "nggi juga Ueksebilitasnya "nggi. edangkan si4at ketahanan panasnya ke!il% tetapi dapat diperbaiki dengan &ulkanisasi (penambahan kadar sulphur3 Penggunaan bahan islasi karet adalah untuk islasi ka9at% bushing dan panel bard dll.
5.3.1."
#ineral
Yang termasuk bahan islasi mineral adalah mika dan marmer. Bahan mika banyak digunakan untuk islasi pada segment kmutatr% alat pemanas dan trans4rmatr. Beberapa karakteris"k mika + + + + +
adalah satu bahan islasi terbaik tahan pada temperatur "nggi. tahan terhadap kelembaban% asam dan alkali. diele!tri! strenght antara kG samppai dengan )6 kG. padat dan kuat.
Bahan marmer banyak digunakan untuk pla\rm starter dan s9it!h gear. +arakteris"k@si4at dari marmer + + +
regas diele!tri! strength 06 kG mahal
5.3.1.5
!era$ik
+arakteris"k dan jenis-jenis keramik sudah diuraikan pada Bab * (Bahan nn lgam3. Penggunaan keramik sebagai bahan islasi adalah + + +
Pr!elain insulatr bushing% suspensin pada jaringan tegangan "nggi / menengah. $ine insulatr Tahanan elemen pemanas
5.3.1.%
!aca&gelas
*) - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik Bahan islasi ka!a banyak digunakan untuk dielektrik pada kapasitr% tabung@bla lampu% tabung tele&isi dan sebagainya. 8elas atau ka!a adalah Dat yang "dak berstruktur kristal% yang dibuat dengan !ara pendinginan !epat 4asa uap supersaturated atau dari 4asa !air dengan prses pengendapan elektr electro -e/osi&on) diiku" reaksi kimia.
#alam prses pembuatan gelas "dak menunjukkan perubahan 4asa yang diskn"nyu% yang tampak hanya kenaikkan =iscousitas. +arakteris"k gelas + + + + + + + +
ri>le atau regas. Ti"k leieh "dak jelas. +ekuatan tarik rendah. 2ugi dielektriknya rendah. Tahan se!ara kimia. Tidak tahan pada pemanasan yang mendadak. Manu4a!turing sulit. ,slatr yang baik pada temperatur rendah.
Hnsur penyusun gelas + +
Hnsur pembentuk terdiri dari ilika% Iksida Brn% Ganadium% 8ermanium% psphr. enya9a antara> yaitu yang berguna untuk mempertahankan kn"nyuitas strukturnya%
+
misalnya A,' * % Rr ' % Pb % Rn dan sebagainya. Mdi>er% yaitu yang ber4ungsi untuk menurunkan temperatur pelelehan dan merangsang penggelasan% misalnya 1a% Mg% Na% + dan sebagainya.
?enis-jenis gelas a.
8elas 2ekristalisasi (keramik gelas3.
#ibuat dengan bahan pengin" nuclea&ng agent)+ seper" Natrium ;lurida% Titanium Iksida dan sebagainya% dengan heat treatment (=Q - )'Q3 sehingga terangsang prses rekristalisasi. b.
8elas Timah 5itam (Uint3.
Tersusun dari )6F - 'F Iksida Timah 5itam digunakan untuk tabung nen sign dan =F untuk lensa p"! / pelindung sinar V. !.
;ibre 8lass.
?enis prduk ka!a
*' - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik + +
;used KuartD (sili!a glass3% untuk temperatur tunggu. Pyre< (Brsili!ate glass3% mengandung '=F Iksida Brn yang digunakan untuk peralatan
+
rumah tangga ;ibre glass insula"n
5.%."
Baan I'o!a'# 7a#r
Beberapa !nth bahan islasi !air a.
Mineral il% yaitu minyak hasildari des"lasi minyak bumi (!rude il3% !nthnya minyak tra4
b. !. d.
dan minyak !ir!uit breaker (1B3 ynthe"! il% !nthnya askeral dan pyranl Gegatable il ili!n il
5.%.%
Baan I'o!a'# Ga'
Beberapa !nth gas yang banyak digunakan sebagai islatr a. b. !. d.
Hdara% yang dipakai untuk air !ndenser Nitrgen% biasa digunakan sebagai dielektrik pada kapasitr. 5ydrgen% digunakan untuk islasi sekaligus sebagai pendingin mesin listrik. ;0 (#ul4ur 5e
;0 banyak digunakan sebagai islatr karena beberapa kelebihan dibanding bahan islatr gas yang lain% yaitu + + +
mempunyai diele!tri! strength yang "nggi "dak mudah terbakar pendinginannya lebih e4ek"4
** - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik
BAB 6I BAHAN PENGHANTAR
8.1
Re'#'tan'# dan Da0a Hantar
Penghantar adalah bahan yang mudah untuk dialiri listrik% yang mempunyai tahanan temperatur "nggi dan rugi daya yang ke!il% misalnya tembaga atau aluminium. ;aktr kerugian daya dan kenaikan temperatur pada penyaluran daya listrik sangatlah pen"ng% sehingga dalam pemilihan bahan penghantar harus memper"mbangkan hal tersebut. #aya hantar dari suatu bahan penghantar adalah kemampuan bahan untuk menyalurkan arus listrik (mho3 atau dapat dide>nisikan sebagai daya hantar ' muka suatu bahan yang mempunyai satuan panjang%dan satuan luasan. &
%
&
% l
A -
A
l
& ' dimana E L daya hantar (mh3
2 L tahanan (hm3 / L tahanan spesi>k (hm-m3 I L panjang tahanan (m3 , L luas penampang (m '3 -
+L
L daya hantar spesi>k
* - BA5AN BA5AN $,T2,+
A l
Teknik $istrik Tahanan spesi>k (p3 adalah nilai tahanan antara ' bagian@ muka suatu bahan yang mempunyai satuan panjang dan satuan luas tertentu. ;aktr-4aktr yang mempengaruhi nilai tahanan + +
Temperatur. Paduan@ ally% dengan menggunakan bahan paduan maka nilai tahanan dan kekuatan mekanik bahan akan naik. rass (paduan antara 0F 1u ] F Rn3 mempunyai nilai tahanan
+
8."
kali tahanan 1u. Tegangan mekanik.
Pen$aru Tem)eratur
Pada umumnya penghantar (lgam3 mempunyai ke>sien temperatur psi"4 /osi&=e tem/erature coeBcient) atau biasa disingkat PT1% yang ar"nya bila temperatur naik maka nilai
tahanan juga naik. Perubahan nilai tahanan per Ihm per derajat 1el!ius perubahan temperatur disebut koeAsien tem/eratur tahanan. Perubahan nilai tahanan akibat perubahan temperatur dapat dirumuskan sebagai berikut
%t %0 - t
dimana 2t L nilai tahanan pada temperatur t 1 2 L nilai tahanan pada temperatur 1 ^ L ke>sien temperatur pada 1 t L kenaikan temperatur ( Q 1 3 2T L2 ( ) ] ^Q T 3 dimana 2T L nilai tahanan pada temperatur T 1 T L +enaikan temperatur ( Q 1 3 #ari kedua persamaan diatas% kita dapatkan 2TL 2t _) ]^t( T t 3
*6 - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik
dimana ^ t
0
- 0 t
#emikian juga tahanan spesi>knya t L ( ) ] t 3 Pada umumnya lgam dan ally mempunyai ke>sien temperatur psi"4% sedang islatr dan !arbn serta elektrlit mempunyai ke>sien temperatur nega"4.
8.%
K!a'#9#ka'# Baan Pen$antar
8.%.1
Baan den$an Re'#'t#:#ta' Renda Lo2 Re'#'t#:#t0 Mater#a!'3
ebagai penghantar dipilih bahan dengan resis"&itas rendah low resis&=ity materials). #isamping mempunyai resis"&itas rendah% bahan-bahan tersebut juga harus mempunyai karakteris"k +
+e>sien temperatur tahanan rendah% hal ini untuk memperke!il &ariasi drp tegangan dan
+ + + +
rugi daya (pada saluran transmisi / mesin listrik3. +ekuatan mekanik "nggi. $iat atan du!"lity. lderability. Tahan krsi.
?enis bahan-bahan yang banyak digunakan dalam bidang teknik listrik% antara lain Tembaga (1pper3 Ada ' jenis prduk dari bahan tembaga i.
&nnealed o''er > yaitu prduk tembaga yang prses pembuatannya dalam kndisi panas kemudian baru didinginkan. Misalkan pada pembuatan ka9at% prses penarikkannya dalam kndisi panas dan selanjutnya didinginkan. +a9at tembaga jenis Annealed 1pper digunakan untuk 9iring dan lilitan (!il3.
ii.
#ard ra$n o''er% yaitu prduk tembaga yang prses pembuatannya dalam kndisi dingin. Pada pembuatan ka9at% prses penarikannya langsung dalam keadaan rela"4 dingin. +a9at tembaga jenis 5ard #ra9n 1pper ini banyak digunakan untuk transmisi dan distribusi tenaga listrik.
*0 - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik Tabel . * Perbandingan antara &nnealed o''er dengan Har0 Dra/" o99er
Annealed 1pper
5ard #ra9n 1pper
Nilai tahanan lebih ke!il
Nilai tahanan lebih besar
$iat @ Ueksibel
2egas atau briXle
Tensile strength lebih rendah
Tensile strength lebih "nggi
+arakteris"k tembaga + + + + + +
Nn magne"k. 5igh malleability / du!"le. Tahan krsi% ksidasi pads tembaga akan menjadi pelindung terhadap krsi. Mudah dislder dan dilas. +nduk"&itas listrik dan panas balk. Tensile strength antara =%)6 sampai dengan %:' tn@!m '.
Beberapa jenis ally tembaga A.
Bra!!
Tersusun dari 0F 1u dan F Rn% biasanya digunakan untuk 4use hlder% sliding !nta!t starter mtr listrik% rhestat% s9it!h dan sebagainya. B.
Bro"Ce
Tersusun dari 1u% 0 F sampai )0F "mah dan sejumlah ke!il unsur ke"ga seper" Phspr% ili!n% 1admium% Berylium% Aluminium dan sebagainya. 1nth + + + .
a-mium ron
+arakteris"k aluminium + + + + + +
5igh malleability / du!"le. +nduk"&itas listrik / panas baik. ulit dislder dan dilas. 5igh !nta!t resistan!e. $ebih ringan dari pada tembaga. Tensile strength antara %76 sampai )%6: tnl!m`.
*: - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik Bahan aluminium banyak digunakan untuk &erhead transmissin line A12(Alumunium 1re teel rein4r!ed3 A1A2 (Alumunium 1re Alumunium 2ein4r!ed3% Ue
Gam:ar $. 2 Pe"'#a"tar a ASR 0a" : AAR
Ally aluminium antara lain #uralium% 5indalium dan Magnelium. D.
Ba)a
?enisnya + + +
il- Steel+ mengandung %'6F 1arbn. e-ium Steel+ mengandung %6F 1arbn. 0igh ar$on Steel+ mengandung [ %:F 1arbn.
Bahan baja (mild steel dengan kandungan 1arbn antara %)F sampai J)6F3 banyak digunakan untuk saluran telepn. E.
Perak S*@er
Perak digunakan untuk elemen lebur sekring (521 4use3 atau con-uc&ng wire pada alat ukur presisi.
*= - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik F.
Se"' "4
#igunakan pads prses gal&anisasi baja atau besi. G.
Tma#
Timah banyak digunakan untuk slder% ca$le shea&ng dan gal&anisasi tembaga. H.
Nke*
#igunakan untuk electro/la&ng dan paduannya banyak digunakan untuk bahan magnet.
8.%."
Baan den$an Re'#'t#:#ta' T#n$$# H#$ Re'#'t#:#t0 Mater#a!'3
#isamping mempuyai resis"&itas yang "nggi% bahan-bahan penghantar tersebut mempunyai karakteris"k +
+e>sien temperatur yang rendah% hal ini diperlukan untuk tahanan presisi% b< tahanan dan
+
tahanan shunt pads alat ukur. Ti"k lebur yang "nggi% diperlukan untuk lading rhestat% starter mtr listrik% elemen
+ +
pemanas dan >lamen. Tidak terksidasi pada temperatur "nggi. #u!"lity dan tensile strength "nggi.
?enis bahan yang banyak digunakan dalam bidang teknik listrik antara lain A.
Tu"'!te"
#igunakan untuk >lamen lampu pijar% lilitan pemanas pada 12T dan bahan magnet /a-uan Tungsten4Steel).
yarat-syarat bahan >lamen + + + + B.
Ti"k lebur "nggi. Tensile strength "nggi. #apat dibuat ka9at ke!il. Tidak regas pada temperatur "nggi. N4#rome
*7 - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik Banyak digunakan untuk tungku listrik% &en listrik dan seterika listrik. .
Ma"'a""
#igunakan untuk tahanann standard dan tahanan shunt pada alat ukur presisi. D.
o"!ta"ta" Eureka 9a0ua" ;6 u 0e"'a" 36 N
#igunakan antara lain untuk lading rhestat% starter mtr listrik dan tahanan pengatur medan regulatr. E.
P*a7"a
#igunakan untuk elemen pemanas dan kntak listrik. F.
Mer4ur-
#igunakan untuk Mer!ury &apur lamp% making / breaking !nta!t. G.
ar:o"
#igunakan antara lain untuk sikat ( $rush3 mtr listrik dan anda grid pada 12T.
- BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik
BAB 6II BAHAN MAGNET
;.1
I't#!a )ada Ma$net
Yang dimaksud dengan bahan magnet adalah bahan-bahan yang dapat termagne"sasi atau yang dapat bersi4at magnet% seper" $esi+ nikel+ co$alt -an se$againya. Bahan magnet sangatlah pen"ng dalam bidang teknik listrik% misalnya untuk mtr listrik% relay dan trans4rmatr. 5al-hal yang berhubungan dengan kemagnetan
;.1.1
Medan Ma$net
Medan magnet adalah daerah disekitar magnet atau bahan yang termagne"sasi% yang mempunyai e4ek magne"s.
;.1."
Kuat Medan Ma$net
+uat medan magnet atau intensitas medan magnet ( 5 3 adalah magnetomo&=e orce mm) persatuan panjang dalam rangkaian magne"s% atau !
mmf
N . (
( Ampere turn * meter )
dimana 5 L intensitas medan magnet N L jumlah lilitan I L arus (A3 L
;.1.%
panjang lintasan (m3
F!u< Ma$net
;lu< magnet atau garis gaya magnet ( 3 adalah jumlah ttal garis gaya magne"k yang mele9a" suatu bahan.
) - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik
mmf
N(
%
0 r . a
atuan dari Uu< magnet adalah eber ( ) eber L ) = lines L ) = Ma<9ell3
;.1.(
Permea,#!#ta'
Permeabilitas adalah si4at dari suatu bahan yang menyatakan "ngkat kemampuan bahan tersebut untuk dimagne"sasi. 0 r
!
dimana L Uu< density (b@ m '3 L permeabilitas bahan L permeablitas udara r L permeabilitas rela"4 bahan terhadap udara
;.1.5
Re!u4tan4e
2elu!tan!e ( 3 adalah tahanan magne"k atau gaya yang mela9an gaya megne"sasi.
A* ) b 0 . r . a (
dimana , L panjang lilitan (m3 a L lugs penampang bahan (m ' 3 L . .)-: 5@ m
;.1.8
F!u< Den'#t0
;lu< density atau kerapatan Uu< ( 3 adalah jumlah garis gaya yang mele9a" satuan luasan tertentu.
) b a
atau m 2
) 0 . r . ! b
' - BA5AN BA5AN $,T2,+
m 2
Teknik $istrik
;.1.;
Remanen'#
2emanensi atau magnet sisa adalah kerapatan Uu< magnet yang masih tersisa dalam bahan% meskipun gaya magne"sasinya telah dihilangkan ( b @m'3.
;.1.=
7oer4#:e For4e
1er!i&e 4r!e adalah gaya demagne"sasi yang diperlukan untuk menetralisasi magnet sisa.
;.1.>
7ur#e Po#nt
1urie pint adalah temperatur dimana bahan magne"k berubah atau kehilangan si4at kemagnetannya. Pada temperatur 1urie (1urie pint3% bahan erromagne&k berubah si4atnya menjadi bahan /aramagne&k.
;.1.1? Kur:a Ma$net#'a'# 5ubungan antara Uu< density (3 dengan kuat medan magnet (53 disebut kur&a magne"sasi atau kur&a - 5. ?ika septng besi dialiri arus listrik (dire!t !urrent3% maka kur&a hubungan antara 5 dapat digambarkan sebagai berikut
Gam:ar +. 1 Kur@a ( H
+eterangan gambar
AB adalah daerah jenuh B adalah ""k kejenuhan.
;.1.11 Kur:a H0'tere'#' 5ysteresis adalah keter"nggalan lagging) dari kerapatan Uu< (3 terhadap kuat medan magnit (53. #alam prses magne"sasi-demagne"sasi suatu bahan (misal 4errmagne"!3 dengan !ara
* - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik mengatur kuat medan maksimum - minimum% maka akan didapatkan kur&a hysteresis hysteresis loo/) seper" gambar berikut
Gam:ar +. 2 Kur@a H-!tere!!
+eterangan AB1#E;A adalah hysterisis lp (satu !y!le magne"sasi3 IB adalah remanensi magnet I1 adalah !er!i&e 4r!e #alam prses magne"sasi terdapat rugi-rugi hysteresis hysteresis loss) dan rugi-rugi arus Eddy @--y current loss).
2ugi-rugi hysteresis adalah rugi daya (dalam bentuk panas3 yang "mbul% karena prses magne"sasi - demagne"sasi bahan (pada in" yang dililit dan dialiri arus A13. Besar rugi-rugi hysteresis ini tergantung pada + + +
$uasan dari hysteresis lp. ;rekuensi dari arus blak-balik (A13. Glume bahan.
,n" trans4rmatr dan in" mtr listrik% dipilih dari bahan yang mempunyai hysteresis loo/ yang sem/it+ sehingga rugi dayanya dapat dikurangi.
edang rugi-rugi arus Eddy adalah rugi-rugi yang disebabkan leh arus pusar (arus yang "dak beraturan arahnya3 pada in" yang terin`duksi medan magnet A1. Arus pusar ini disebut arus Eddy dan rugi daya (dalam bentuk panas3 yang di"mbulkan disebut rugi-rugi arus Eddy.
- BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik 2ugi-rugi arus Eddy ini mengakibatkan kenaikan tem/eratur in& dan akan menyebabkan eBsiensinya turun.
;."
K!a'#9#ka'# Baan/,aan Ma$net#k
Bahan magne"k dapat diklasi>kasikan berdasarkan permeabilitas rela"4 bahan (%u%3 dan karakteris"k kemagnetannya.
;.".1 a.
K!a'#9#ka'# Baan/,aan Ma$net#k Berda'arkan Permea,#!#ta' Re!at# Baan
Ba#a" Ferroma'"e74
Yaitu bahan-bahan yang mempunyai r [ )% misalnya besi % 1balt% Nikel. b.
Ba#a" Para Ma'"e74
Yaitu bahan-bahan yang mempunyai r )% misalnya Aluminium% Pla"na% Iksigen. 4.
Ba#a" Dama'"e74
Yaitu bahan-bahan yang mempunyai r )% misalnya Perak% Tembaga dan Bismuth.
;."." a.
K!a'#9#ka'# Baan/,aan Ma$net#k Berda'arkan Karakter#'t#k Kema$netann0a
Ma'"et *u"ak !o ma'"e74 matera*!
Bahan magnet lunak adalah bahan-bahan yang mempunyai karakteris"k sebagai berikut
5igh permeability. Mudah dimagne"sasi dan di demagne"sasi. Mempunyai remanensi yang rendah. 2ugi-rugi daya rendah (hysteresis lp sempit3.
Yang termasuk bahan magnet lunak antara lain C ,rn% ili!n teel% Ni!kel ,rn ally (permally3 dan sebagainya. edang penggunaannya adalah sebagai ele!tr-magne"!% seper" in" trans4rmatr% mtr listrik% relay dan sebagainya. :.
Ma'"et Kera! #ar0 ma'"e74 matera*!
Bahan magnet keras adalah bahan-bahan dengan karakteris"k sebagai berikut
$9 permeability.
6 - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik
5ysteresis lp lebar sehingga rugi-rugi daya besar. #iperlukan magne"sasi yang kuat unuk men!apai kejenuhan. 2eluktansi besar. 2emanensi "nggi.
Bahan-bahan magnet keras antara lain 1balt teel% Tungsten teel% Alni! (Al-Ni-1-;e3 dan sebagainya. Penggunaan dari bahan magnet ini terutama adalah untuk magnet permanen.
0 - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik
BAB 6III BAHAN SEMIK-NDUKT-R
=.1
Struktur Baan Sem#konduktor
Bahan penghantar% bahan islatr dan bahan semi knduktr dapat dibedakan berdasarkan jumlah elektrn &alensinya. Bahan penghantar yang baik adalah bahan yang mempunyai ) atau ' buah elektrn &alensi (jumlah elektrn pada kulit terluar dari suatu atm3. Misalnya% Perak adalah bahan penghantar yang paling baik% karena atm Perak mempunyai 6 rbit (lintasan3 elektrn dengan ) buah elektrn &alensi. Bahan islatr yang baik adalah bahan yang mempunyai jumlah elektrn pada kulit terluarnya adalah = buah. edangkan bahan semi knduktr adalah bahan yang knduk"&itas listriknya berada diantara bahan penghantar dan bahan islatr% jadi jumlah elektrn &alensinya ada buah% misalnya Eermanium atau Silikon.
=."
Ener$0 Band
Atm terdiri dari in" atm yang bermuatan psi"4 dan sejumlah elektrn yang bermuatan nega"4. #alam kndisi nrmal% atm bersi4at netral atau jumlah muatan psi"4nya sama dengan jumlah muatan nega"4nya. Elektrn-elektrn tersebut menempa" lintasan@ rbit tertentu yang biasanya disebut kulit atm. Penamaan dari kulit-kulit atm adalah +% $% M% N% dan seterusnya sesuai dengan jumlah kulit atm tersebut% seper" gambar atm Aluminium ohr mo-el). Elektrn pada se"ap kulit atm mempunyai "ngkat energi tertentu% semakin dekat dengan in" atm semakin "nggi "ngkat energinya. #engan kata lain% untuk melepaskan elektrn dari kulit + (terdekat dengan in" atm3 diperlukan energi yang paling besar% lihat gambar energy $an-. Energi e9tra energy) untuk melepas elektrn dari in" atm tersebut dapat diperleh dari energi pangs% energi !ahaya% energi magnet% ele!trsta"!% energi kine"k dan sebagainya.
: - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik
Gam:ar . 1 Struktur atom a**um"um Bo#r mo0e*
Bila ada elektrn yang meninggalkan atm karena e9tra energy+ maka akan dihasilkan elektrn bebas% dan atm yang di"nggalkan akan menjadi bermuatan psi"4 terionisasi). 5al ini "dak berlangsung lama karena segera muatan psi"4 akan menarik elektrn lain (yang bermuatan nega"43% dan hal ini akan berlangsung se!ara terus menerus. Atm yang berada dalam kndisi terinisasi ini% dikatakan bah9a atm berada dalam kndisi con-uc&on $an-.
8ambar diba9ah ini menunjukkan cenergy bandc dari bahan islatr% semi knduktr dan knduktr.
o"0u47o" :a"0
o"0u47o" :a"0 For:00e" Co"e
For:00e" Co"e
o"0u47o" :a"0 Va*e"4e :a"0
Va*e"4e :a"0
Va*e"4e :a"0 a. islatr
b. semi knduktr
!. knduktr
Gam:ar . 2 E"er'- :a"0 :a#a" !o*ator> !em ko"0uktor 0a" ko"0uktor
Bahan-bahan semi knduktr yaitu - Brn
- ulphur
- An"mny
- ili!n
- 1arbn
- elenium
= - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik - 8ermanium
- Arseni!
- Tellurium
- ,dine
=.%
Jen#' Baan Sem#konduktor
=.%.1
Sem# Konduktor Intr#n'#k
+ristal 8ermanium atau kristal ili!n adalah bahan semi knduktr intrinsik% yang mans pads temperatur + bersi4at sebagai islatr dan pada temperatur [ + bersi4at sebagai penghantar atau knduktr. Bahan semi knduktr intrinsik mempunyai ke>sien tem/eratur tahanan nega& (NT13% yang ar"nya bila temperatur naik maka nilai tahanannya berkurang sehingga knduk"&itas listriknya juga naik. ?umlah muatan charge carrier) pads semi knduktr intrinsik sedikit sekali% sehingga "dak prak"s sebagai semi knduktr karena lebih bersi4at sebgai islatr. emi knduktr intrinsik jarang sekali dipakai ke!uali sebagai tahanan yang peka terhadap sinar atau panas.
=.%."
Sem# Konduktor E
Semi kon-uktor e9trinsik e9trinsic semi con-uctor) atau im/ure semi con-uctor adalah bahan
semi knduktr intrinsik yang diberi pengtran (penambahan sejumlah ke!il unsur lain3% yang disebut -o/ing atau im/urity. Hnsur penambah pads semi knduktr intrinsik ini disebut -o/ents.
#ping atau impurity ini dimaksudkan untuk memperbesar jumlah muatan charge carrier)+ jadi dengan kata lain untuk menambah daya hantar dari bahan semi knduktr.
=.%.%
Sem# Konduktor T#)e/N
Bila sebagai -o/ent nya adalah dari unsur yang mempunyai 6 elektrn &alensi /enta=alent im/urity)+ maka akan diperleh semi knduktr "pe-N. Penta&alent impurity ini akan
membentuk ikatan k&alen% dimana elektrn &alensi yang kelima akan bergerak bebas pads
7 - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik kristal atm. Atm penta&alent ini disebut atom -onor karena atm tersebut menyumbangkan ) elektrn bebas. #ilihat dari struktur kristalnya% atm yang terbentuk ini bermuatan nega"4 (kelebihan ) elektrn3% sehingga disebut dengan semi knduktr "pe-N. +arena jumlah elektrn jauh lebih besar dari pada jumlah lubang hole)+ maka elektron -ise$ut se$agai maFori&es carriers se-angkan lu$ang hole) -isehut se$agai minority carrier.
Yang termasuk atm penta&alent adalah An"mny% Arseni! dan Phsphrus.
=.%.(
Sem# Konduktor T#)e/P
emi knduktr "pe-P diperleh dengan !ara penambahan -o/ing) atm yang mempunyai &alensi lebih ke!il dari atm 8ermanium atau ili!n. Atm dpents ini mempunyai * buah elektrn &alensi (disebut tri&alent impurity3% yaitu Alluminium% 8alium dan ,ndium. Bila tri&alent impurity ini ditambahkan pada semi knduktr intrinsik% maka akan menyatu dalam struktur kristal. +ristal yang terbentuk ini akan kekurangan elektrn% dan kristal atm akan menjadi bermuatan psi"4. Atm tri&alent impurity ini disebut dengan atom acce/tor. karena atm tersebut kekurangan ) elektrn. Pada semi knduktr "pe-P% lubang (hle3 adalah sebagai majrity !arrier% sedangkan elektrn sebagai minrity !arrier. Ta:e* . 1 Per:a"0"'a" !em ko"0uktor Ge 0e"'a" S
+arakteris"k
8ermanium (8e3
ili!n (i3
5arga
Murah
2ela"4 mahal
Ti"k lebur
7*0 1
)) 1
Nmer atm
'
)
Elektrn &alensi
Energi untuk melepas
%:6 e&
)%' e&
*' <
0 <
,katan k&alen Tegangan kerja maks
6 - BA5AN BA5AN $,T2,+
Teknik $istrik
Temperatur kerja
=' ) 1
' 1
Energy gap
%:6
%)6
+euntungan penggunaan bahan semi knduktr antara lain
=.(
Hkuran ke!il dan ringan. E>sien karena kebutuhan days ke!il. +uat dan tahan lama. Tegangan kerja yang rendah. Peka.
Faktor 0an$ Mem)en$aru# Un+uk Ker+a Baan Sem#konduktor
Temperatur emi knduktr yang peka terhadap temperatur biasanya digunakan sebagai thermistor. ,lluminasi emi knduktr yang peka terhadap e4ek illuminasi digunakan sebagai /hoto con-uc&=e cell atau /hoto =oltaic cell.
Tegangan. #igunakan untuk alat pengatur tegangan atau &aristr. Medan listrik Transistr dibuat dari bahan semi knduktr yang peka terhadap medan listrik. Medan magnet #igunakan untuk pembangkit em4 yang disebut 0all eGect generator. 8aya mekanik #igunakan untuk strain gauge.
6) - BA5AN BA5AN $,T2,+
BAB I@ BAHAN/BAHAN KHUSUS
#alam bab ini dibahas mengenai bahan-bahan yang digunakan untuk keperluan peralatan atau kmpnen-kmpnen tertentu. eper" bahan-bahan untuk sekring% slder% bimetal atau thermstat dan super knduktr.
>.1
Sekr#n$ (Fuse)
ekring use) menggunakan ka9at lgam "pis yang akan meleleh apabila sejumlah arus lebih (panas lebih3 mele9a" ka9at tersebut. ;ungsi utama dari sekring adalah untuk melindungi rangkaian terhadap beban lebih o=erloa-) atau hubung singkat short circuit). +a9at "pis atau use wire ini dihubungkan seri dengan rangkaian yang dilindungi. sehingga apabila terjadi arus lebih atau hubung singkat% maka tmperatur ka9at akan naik. #an apabila temperatur tersebut melebihi ""k leleh@ ""k lebur dari ka9at% maka ka9at akan putus dan rangkaian beban jugs akan terputus. ;ungsi utama dari sekring adalah
Menyalurkan arus nrmal tanpa mengakibatkan panas berlebihan. Memutuskan rangkaian apabila terjadi arus lebih@ hubung singkat. +arakteris"k bahan use wire yang diperlukan adalah +nduk"&itas listrik "nggi. Tidak mudah terksidasi. Pangs jenis@ ""k lebur rendah. 2ugi daya rendah.
Bahan-bahan use wire antara lain $ead% Tinned 1pper% Rin!% Tin% il&er% il&er ally% 1pper ally dan sebagainya. il&er atau perak hanya digunakan untuk "pe-"pe sekring khusus% karena bahan perak mahal harganya. Beberapa is"lah yang berhubungan dengan sekring antara lain +
Rate- arrying urrent yaitu besar ar!s maksimum yang mele9a" ka9at sekring tanpa
mengakibatkan pemanasan lebih atau meleburnya ka9at tersebut.
+
#using urrent+ yaitu arus minimum dalam inter&al 9aktu tertentu yang dikenakan pada
+
ka9at% dimana ka9at masih dalam keadaan stea-y tem/eratur. ;using ;a!tr% yaitu perbandingan antara 4using !urrent dengan rated !arrying !urrent.
ekring mempunyai karakterisik in=erse &me 4 current+ yang dirumuskan sebagai berikut , L k.dn dimana , L 4using !urrent. d L diameter ka9at sekring. k L knstanta bahan. n )%6 Ta:e* 5. 1 Ko"!ta"ta :a#a" !ekr"'
Bahan ekring
Nilai +
1pper
'6*
Allumunium
)=:
Besi
:::
Tin
6%6
$ead
*%
+euntungan penggunaan sekring sebagai pengaman
Alat prteksi yang murah. Tidak memerlukan pemeliharaan. +e!epatan perasinya "nggi. Memutuskan beban tanpa menimbulkan gas@ apt.
>.1.1
Jen#' Sekr#n$
). ekring tegangan rendah% yaitu semi-en!lsed re9irable 4use !lan !artridge type 4use. '. ekring tegangan "nggi. yaitu 0R use+ sampai dengan tegangan kerja )*' kG.
>."
So!der
lder adalah paduan ' lgam atau lebih yang mempunyai leleh yang lebih rendah% digunakan untuk menyambung ' lgam atau lebih. Ti"k lebur bahan slder harus lebih rendah dart pada ""k lebur bahan lgam yang akan disambung.
>.".1
Jen#' So!der
). C lder C slder adalah bahan slder yang mempunyai ""k lebur lebih ke!il dari 1. C slder tersusun dari "mah hitam !ea-) dan "mah pu"h Tin)+ dengan perbandingan tertentu sesuai dengan si4at yang diinginkan. Penggunaannya adalah untuk penylderan kmpnen elektrnik% pelapisan lembaran besi atau baja dan sebagainya. '. 5ard lder 5ard slder adalah bahan slder yang mempunyai ""k lebur lebih besar dari Q 1% merupakan paduan tembaga dengan seng alloy o o//er an- Rin!3.Penggunaan utama dari hard slder adalah pads peralatan days% seper" penyambungan permanen antara tembaga dengan perak. ?enis hard slder + +
>.%
ra
B#meta!
Bimetal tersusun dari ' buah pelat lgam yang mempunyai ke>sien muai berbeda% yang ditempelkan satu sama lain. Bila elemen bimetal ini dipanaskan% maka bimetal akan melengkung kearah pelat lgam yang mempunyai koeAsien muai yang le$ih kecil. ebaliknya kaiau didinginkan% maka bimetal akan melengkung kearah pelat lgam yang mempunyai koeAsien muai yang le$ih $esar. Paduan besi + nikel mempunyai ke>sien muai yang rendah dipakai sebagai salah satu elemen% sedang eleman yang lainnya (yang mempunyai ke>sien muai besar3 digunakan bahan seper" $esi+ nikel atau konstantan.
Penggunaan bimetal antara lain
,imetal -tri' Thermostat% digunakan untuk pengntrlan tma"s temperatur system% seper" pads tungku% &en atau pemanas heater). ,imetal Relay% digunakan untuk prteksil pengaman beban lebih mtr listrik atau rangkaian beban listrik.
>.(
Baan Kontak
Bahan kntak contact material) digunakan untuk menghubungkan atau memutuskan rangkaian beban listrik dengan smber. #alam hal ini berar" bah9a terhubungnya kedua penghantar pads s!at kntak %N dan terlepas pada saat kntak %FF. Pemilihan bahan kntak ini perlu diperha"kan% mengingat kemungkinan akan "ngginya 4rekuensi %N ( %FF dari kntak tersebut. Bahan kntak harus kuat se!ara mekanis dan mempunyai ketahanan yang "nggi terhadap krsi. ;aktr-4aktr yang mempengaruhi kntak listrik + + + + + +
Tahanan kntak. Tekanan kntak. Arus dan tegangan. +e!epatan kntak dan 4rekuensi pengperasian. ?enis beban listrik Medium antara anak kntak.
Bahan-bahan yang banyak digunakan sebagai bahan kntak adalah 1. Tem:a'a o99er Tembaga banyak digunakan untuk relay kntrl% saklar starter mtr% tap !hanger dan sebagainya.
2. Perak S*@er Hmumnya digunakan untuk regulatr% generatr !ut-ut% limit s9it!h% thermsta"! !ntrl. ,. ar:o" Hmumnya digunakan untuk sikat !arbn pada mtr listrik. 3. Tu"'!te"
Hmumnya digunakan untuk &ibratr atau ele!tri! raDr.
>.5
Su)er Konduktor
+eadaan dimana suatu bahan lggml penghantar mempunyai nilai tahanan nl% disebut dengan bahan super knduktr. Pada umumnya nilai tahanan suatu bahan lgam adalah sebanding dengan temperaturnya% sehingga pada temperatur tertentu nilai tahanannya dapat menjadi n. Temperatur dimana terjadi perubahan dari kndisi nrmal menjadi super knduktr disebut tem/eratur transisi T c ).
ebagai !nth% lgam Mer!ury air raksa) akan bersillat menjadi super knduktr pada temperatur %)0 + sedangkan $ead &m$al) akan menjadi super knduktr pada temperatur :%'' +% lihat tabel diba9ah ini. Ta:e* 5. 2 Tem9eratur kr7! T> :e:era9a :a#a" !u9er ko"0uktor
Nama Bahan
Tempertur Transisi( T !- +3
Al
)%)
Rn
%:7
Pb
:%''
,n
*%*:
5g
%)0
Na Bi
'%'
1u s
)%0
Hranium
%=
#engan menggunakan bahan super knduktr% maka penyaluran days listrik dapat men!apai eOsiensi 77%7 F. Pada s!at ini bahan super knduktr belum diprduksi dalam skala besarJ karena masih sedang dalam peneli"an !lan pengembangan. Peralatan yang sudah menggunakan bahan super knduktr antara lain E*ektroma'"et #engan menggunakan bahan super knduktr% maka dimungkinkan membuat elektrmagnet yang kuat dengan ukuran yang iebih ke!il% misalkan untuk kmpnen Magnet 5idr #inamik. E*eme" Pe"'#u:u"'
Bahan super knduktr digunakan untuk elemen penghubung% sehingga bila terjadi perubahan temperatur akan merubah si4at bahan super knduktr menjadi knduktr atau sebaliknya% ini digunakan untuk pemutus pada kmputer. Po/er a:*e +abel '' kG dapat menggunakan bahan super knduktr dengan diameter yang ke!il% mampu menyalurkan mampu daya yang besar dengan rugi days atau drp tegangan yang ke!il sekali.
DAFTAR PUSTAKA
).
A Te
2.
ahan4$ahan !istrik+ uhaimin+ #rs% PT. Pradnya Paramita% ?akarta% pertama )77* .
*.
Engineering Marerials% ?astrDebski.
.
llmu Bahan% PE#1 Bandung% edisi )7=*.
6.
llmu dan Teknlgi Bahan% ?an 5a!k.
LAMPIRAN
Lam9ra" 1 Satua" SI
Besaran
Nama
$ambang
Panjang
Meter
m
Massa
+ilgram
kg
aktu
#e"k
s
arus listrik
Ampere
A
temperature
+el&in
+
jumlah mlekul
Mle
ml
kuat !ahaya
!andela
!d
Lam9ra" 2 Satua" Turu"a" a"' D"-ataka" Da*am Satua" Da!ar
Besaran
Nama
$ambang
$uas
Meter persegi
m*
Glume
Meter kubik
m*
+e!epatan
Meter per de"k
m@s
Per!epatan
Meter per de"k kuadrat
m @ s'
?umlah gelmbang
atu per meter
m-)
Berat jenis
+ilgram per meter kubik
kg @ m*
+nsentrasi
Ml per meter kubik
ml @ m*
Glume jenis
Meter kubik per kilgram
m* @ kg
+uat penerangan
1andela per meter persegi
!d @ m'
Lam9ra" , Satua"(!atua" Turu"a" SI 0e"'a" Nama K#u!u!
Besaran
Nama
$ambang
#alam
#alam satuan
satuan lain
i
4rekuensi
5ertD
5D
-
s -)
gays
Ne9tn
N
-
kg. m@ s'
tekanan
Pas!al
Pa
N@ m
kg@ (m. s3
energi% kerja
?ule
?
N.m
kg. M'@ s'
daya
aX
?@ s
kg. M'@ *
muatan listrik
1ulmb
1
A. s
A.
ptensial listrik
Glt
G
@ A
kg. m@ (A. 3
kapasitansi
;arad
;
1@ G
tahanan listrik
Ihm
G@ A
daya hantar
iemens
A@ G
Uuksi magnet
eber
b
G. s
kg. m' @ (A. s'3
kerapatan Uuksi magnet
Tesla
T
b@ m '
kg@ (A. s'3
2 A2. S4/ (m . k)
kg. m ' @ (A' . s33 s3 2 A2. s! / (m . k)
Lam9ra" 3 Be:era9a Ko"!ta"ta 0a" Faktor Numerk
$ambang%
Nama
Nilai
A
Angstrm
) -0
N
bilangan A&gadr
0% '* < )-'*
k
+nstanta BltDman
)%*= < )-0 erg@ I+ =%0):< )-6 eG@ +
E
muatan elektrn
)%0 < ) -)7 1ulmb %=* < ) -) esu ).0' < ) -'(3 emu
M
massa elektrn
7%): < )-'= gm
eG
ele!trn <
)%0' < )-)' erg )%0' < ) -)7 jule
2
S
knstanta gas
=%*): < ): erg@ mle +
+!al
)%7=: !al@ ml +
kil !alri
%)=6 < ) ) erg juta ele!trn <
)%0' < ) -0 erg
mi!rn
) - !m
5
knstanta Plan!k
0%0' < ) -':
psi
pund per in!i persegi
erg-se!
!
ke!epatan !ahaya
'%77= < ) ) !m@ se!
G
<
)@ * esu
Me&
) = emu
Lam9ra" $ Per:a"0"'a" Karakter!7k Lo'am> P*a!7k 0a" Keramk
+arakteris"k
$gam
+erarmik
Plas"k
berat -jenis
' sampai 0 (rata-rata =3
' sampai : (rata-rata 63
) sampai '
""k lebur
2endah sampai "nggi (n
Tinggi sampai dengan
2endah
'*'1 dan * 13
1
edang
Tinggi
ma!hinability
Baik
Buruk
kuat tarik (MN@ m'3
ampai '6
ampai
ampai '6
ampai 6
sampai
)6 sampai 6
derajat
kekerasan
2endah Baik ampai )'
'
kuat tekan (MN@m 3
ampai *
mdulus Yung(8N@ m '3 !reep
%: *%6
resistan!e
temperatur
"nggi
sampai
Buruk
angat baik
-
edang sampai "nggi
2endah sampai sedang
angat "nggi
edang sampai "nggi
edang%
angat
pemuaian thermis daya hantar panas daya tahan pada
tapi
sering
menurun
Hmumnya buruk
si4at listrik
Baik
daya tahan kimia
Penghantar
-
,slatr
,slatr
angat baik
2endah sampai "nggi tahan
rendah
temperature
kejutan thermis
daya
terhadap
Hmumnya buruk
pada
ksidasi dalam
Baik @ sangat baik
Buruk% ke!uali latanida
-
temperatur "nggi
Lam9ra" ; Ta#a"a" Je"!> Da-a Ha"tar 0a" Koe
Bahan
Tahanan '1
jenis pada ( mm' @
#aya hantar
(
+e4. Temperatur (.
m @mm'3
mm' @m @ 13
%**
*%7
%
%')
%:0
%*=
%))
7%)
%:
f )'
.'6 f %=*
-%= f -%'
Mangan
%7'
)%7
%6
Perak
%6
'%
%)
Nikel
%):6
6:
%
Pla"na
%'6
'%*0
%)
Air 2aksa
%):
6=%=
%*0
Baja
%)'
=%**
%*7
l4ram
%))6
=%:
%'6 f %*:
m3
Aluminium
Timah
5itam
murni
Besi
1arbn Besi
tuang
+nstantan Tembaga
