Suatu bahan dapat berbentuk padat,
cair, atau gas. Wujud bahan tertentu juga bisa berubah karena pengaruh suhu.
Selain pengelompokkan berdasarkan wujud tersebut dalam teknik listrik
bahan-bahan juga dapat dikelompokkan sebagai berikut.
1. Bahan Penghantar (konduktor) adalah bahan yang menghantarkan
listrik dengan mudah. Bahan ini mempunyai daya hantar listrik (Electrical
Conductivity) yang besar dan tahanan listrik (Electrical Resistance) kecil.
Bahan penghantar listrik berfungsi untuk mengalirkan arus listrik. Perhatikan
fungsi kabel, kumparan/lilitan pada alat listrik yang anda jumpai. Juga pada
saluran transmisi/distribusi. Dalam teknik listrik, bahan penghantar yang
sering dijumpai adalah tembaga dan alumunium.
2. Bahan Penyekat (Insulator/isolator) adalah bahan yang befungsi untuk
menyekat (misalnya antara 2 penghantar); agar tidak terjadi aliran
listrik/kebocoran arus apabila kedua penghantar tersebut bertegangan. Jadi
bahan penyekat harus mempunyai tahanan jenis besar dan tegangan tembus yang
tinggi. Bahan penyekat yang sering ditemui dalam teknik listrik adalah :
plastik, karet, dan sebagainya.
3. Bahan Setengah Penghantar (Semi
Konduktor) adalah
bahan yang mempunyai daya hantar lebih kecil dibanding bahan konduktor, tetapi
lebih besar dibanding bahan isolator. Dalam teknik elektronika banyak dipakai
semi konduktor dari bahan germanium (Ge) dan silicon (Si). Dalam keadaan
aslinya, Ge dan Si adalah bahan pelikan dan merupakan isolator. Di Pabrik
bahan-bahan tersebut diberi kotoran. Jika bahan tersebut dikotori dengan
alumunium maka diperoleh bahan semikonduktor type P (bahan yang kekurangan
elektron/mempunyai sifat positif). Jika dikotori dengan fosfor maka yang
dipeoleh adalah semikonduktor jenis N (bahan yang kelebihan electron, sehingga
bersifat negative). Ge mempunyai daya hantar lebih tinggi dibandingkan Si,
sedangkan Si lebih tahan panas dibanding Ge.
4. Bahan Magnetik (Magnetic Materials) dikelompokkan menjadi 3 kelompok,
yaitu ferro magnetic, para-magnetic dan dia-magnetic. Bahan ferro-magnetic
adalah bahan yang mempunyai permeabilitas tinggi dan mudah sekali dialiri
garis-garis gaya magnet. Contoh bahan yang mempunyai permeabilitas tinggi adalah
besi, besi pasir, stalloy, dan sebagainya. Selain itu sering dijumpai magnet
yang merupakan magnet permanen, misalnya alnico, cobalt, baja arang, dan
sebagainya. Baja untuk magnet sering dijumpai pada pelat-pelat motor/generator,
pelat-pelat transformator, dan sebagainya. Dalam bidang elektronika, digunakan
bahan magnet misalnya pada speaker, alat-alat ukur elektronika, dan sebagainya.
5. Bahan Super Konduktor. Pada tahun 1911, Kamerligh Onnes
mengukur perubahan tahanan listrik yang disebabkan oleh perubahan suhu Hg dalam
helium cair. Dia menemukan bahwa tahanan listrik tiba-tiba hilang pada suhu
4,153°K. Sampai saat ini telah ditemukan sekitar 24 unsur hantaran super dan
lebih banyak lagi paduan dan senyawa yang menunjukkan sifat-sifat hantaran
super. Temperatur kritisnya berkisar antara 1 samapai 19° Kelvin. Bahan-bahan
lead (timah), tin (timah patri), alumunium, dan mercury, pada sushu mendekati
0°K mempunyai resistivitas nol.
6. Bahan Nuklir. Bahan nuklir sering dipakai
sebagai bahan baker reaktor nuklir. Reaktor nuklir adalah pesawat yang
mengandung bahan-bahan nuklir yang dapat membelah, yang disusun sedemikian
sehingga suatu reaksi berantai dapat berjalan dalam keadaan dan kondisi
terkendali. Dengan sendirinya syarat agar suatu bahan dapat dipergunakan sebagai
bahan bakar nuklir adalah bahan yang dapat mengadakan fisi (pembelahan atom).
Dalam reaktor nuklir digunakan bahan bakar uranium 235, plutonium-239,
uranium-233.
Dalam pemilihan jenis bahan listrik, selain sifat listrik,
perlu dipertimbangkan beberapa sifat lain dari bahan, yaitu :
a) Sifat Mekanis, yaitu perubahan bentuk dari suatu
benda padat akibat adanya gaya-gaya dari luar yang bekerja pada benda tersebut.
Jadi adanya perubahan itu tergantung kepada besar kecilnya gaya, bentuk benda,
dan dari bahan apa benda tersebut dibuat.
Jika tidak ada gaya dari luar yang bekerja, maka ada tiga kemungkinan
yang akan terjadi pada suatu benda :
- Bentuk benda akan kembali ke bentuk semula, hal ini karena benda mempunyai sifat kenyal (elastis)
- Bentuk benda sebagian saja akan kembali ke bentuk semula, hal ini hanya sebagian saja yang dapat kembali ke bentuk semula karena besar gaya yang bekerja melampaui batas kekenyalan sehingga sifat kekenyalan menjadi berkurang.
- Bentuk benda berubah sama sekali, hal ini dapat terjadi karena besar gaya yang bekerja jauh melampaui batas kekenyalan sehingga sifat kekenyalan sama sekali hilang.
b) Sifat Fisis, Benda padat mempunyai bentuk yang
tetap (bentuk sendiri), dimana pada suhu yang tetap benda padat mempunyai isi
yang tetap pula. Isi akan bertambah atau memuai jika mengalami kenaikkan suhu
dan sebaliknya benda akan menyusut jika suhunya menurun. Karena berat benda
tetap , maka kepadatan benda akan bertambah, sehingga dapat disimpulkan sebagai
berikut :
- Jika isi (volume) bertambah (memuai), maka kepadatannya akan berkurang
- Jika isinya berkurang (menyusut), maka kepadatan akan bertambah
- Jadi benda lebih padat dalam keadaan dingin daripada dalam keadaan panas
c) Sifat Kimia, berkarat adalah termasuk sifat
kimia dari suatu bahan yang terbuat dari logam. Hal ini terjadi karena reaksi
kimia dari bahan itu sendiri dengan sekitarnya atau bahan itu sendiri dengan bahan
cairan. Biasanya reaksi kimia dengan bahan cairan itulah yang disebut berkarat
atau korosi. Sedangkan reaksi kimia dengan sekitarnya disebut pemburaman.
Pengujian sifat mekanis bahan perlu
dilakukan untuk mendapatkan informasi spesifikasi bahan. Melalui pengujian
tarik akan diperoleh besaran-besaran kekuatan tarik, kekuatan mulur,
perpanjangan, reduksi penampang, modulus elastis, resilien, keuletan logam, dan
lain-lain. Selain sifat-sifat tersebut dengan tidak secara terlalu teknis,
perlu diperhatikan kekerasan (hardness) dan kemampuan menahan goresan
(abrasion). Contoh sifat fisis yang sering diperlukan adalah berat jenis, titik
lebur, titik didih, titik beku, kalor lebur, dan sebagainya. Juga sifat
perubahan volume, wujud, dan panjang terhadap perubahan suhu. Perkaratan adalah
contoh sifat bahan akibat reaksi kimia; reaksi antara logam dengan oksigen yang
ada di udara. Sifat kimia juga termasuk sifat bahan yang beracun, kemungkinan
mengadakan reaksi dengan garam, asam, dan basa.
0 komentar:
Posting Komentar