Post on 01-Mar-2018
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
1/102
MENGENAL TRANSISTOR
Disusun Oleh:
Nama BATARA SK PANJAITAN
EL3D 20!
J"R"SAN TEKNIK ELEKTROPOLITEKNIK NEGERI MEDAN
20#$20!
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
2/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
KATA PENGANTAR
Puji syukur kita ucapkan kehadirat Allah SWT Tuhan Yang Maha sa yang
!ana kita !asih di"erikan kesehatan dan nik!at karunianya hingga saat ini#
$an "erkatNya pula lah tugas !akalah ini dapat diselesaikan#
Hal yang !enarik dari t%pik pe!"ahasan yang akan ka!i paparkan yaitu
!engenai il!u "ahan iniyakni dala! dunia teknik kelistrikan kita tidak dapat
dipungkiri dan pasti akan "erhadapan dengan yang na!anya "ahan k%ndukt%r
atau penghantar# Se"a"& penghantar dala! kelistrikan sudah "agian dari
kesatuan yang sudah u!u! digunakan se"agai !edia untuk !enyalurkan
energi listrik terse"ut#
Be"erapa 'aktu lalu ka!i dari saya handrianus si!ar!ata L()$ *+),
sudah !e!presentasikan !ateri !engenai il!u "ahan ini# $an puji syukur ka!i
"erhasil !ena!pilkan presentasi yang cukup !aksi!al dengan !ateri yang
juga !endukung sehingga cakupan pe!"ahasan yang ka!i sa!paikan ka!i
rasa sudah !eliputi keseluruhan !ateri !engenai k%ndukt%r#
$ala! !akalah ini ka!i akan ke!"ali !enjelaskan le"ih lengkap lagi
!engenai !ateri il!u "ahan "eserta dengan la!piran ga!"arnya# Makalah ini
ka!i ke!"angkan dari "ahan presentasi ka!i se"elu!nya# $engan ta!"ahan
penjelasan dari su!"er yang sudah ka!i rangku!#
Akhirnya& ka!i !engucapkan teri!a kasih kepada te!an(te!an L()$
yang sudah !e!"erikan dukungan& !asukan& pertanyaan !aupun kritikan pada
saat ka!i !e!presentasikan "ahan tentang k%ndukt%r ini# Teri!a kasih kepadad%sen pe!"i!"ing yang sudah !e!"erikan arahan sehingga tugas !akalah ini
dapat ka!i selesaikan dengan "aik# -epada pe!"aca& jika sekiranya pada
!akalah ini !asih terdapat kekurangan diharapkan !asukannya# Se!%ga
"er!an.aat/ 010
Medan& 2 3e"ruari *+),
Penyusun
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
3/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
DA&TAR ISI
Ka'a
(en)an'a*++++++++++++++++++++++++,,,
++,,,,
Da-'a*
Isi++++++++++++++++++++++++++++,,,,,,,,
,,,
BAB I
Bahan Is.lasi
Pen)e*'ian Bahan
Is.lasi ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
Si-a' si-a' Bahan Is.lasi
+++++++++++++++++++++++++++,
Pem/a)ian Kelas Bahan Is.lasi
+++++++++++++++++++++++,
Maam maam Ben'u1 Bahan
is.lasi++++++++++++++++++++,,
BAB II
Kaa an P.*selin
Kaa
Pen)e*'ian Kaa
P*.ses Pem/ua'an Kaa Maam maam Kaa
Pem/ua'an Kaa
Si-a' si-a' Kaa
P.*selin
Pen)e*'ian P.*selin
P*.ses Pem/ua'an P.*selin
Si-a' si-a' P.*selin
Kele/ihan an Ke1u*an)an P.*selin
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
4/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
BAB III
K.nu1'.*
Denisi K.nu1'.*
Jenis 4enis K.nu1'.*
Bahan /ahan K.nu1'.* P*insi( K.nu1'.*
Kla*i1ai K.nu1'.*
BAB I5
Semi K.nu1'.* an Su(e* K.nu1'.*
Semi K.nu1'.*
Su(e* K.nu1'.*
BAB 5
Ma)ne'
Denisi Ma)ne'
Si-a' si-a' Ma)ne'
Ben'u1 /en'u1 Ma)ne'
Jenis 4enis Ma)ne'
6a*a Mem/ua' Ma)ne'
6a*a Men)hilan)1an Si-a' Kema)ne'an
BAB 5I
Se*a' O('i1
Penahuluan
Pen)e*'ian Se*a' O('i1
Jenis Se*a' O('i1
Ka*a1'e* T*ansmisi (aa Se*a' O('i1
6a*a Ke*4a &i/e* O('i1
BAB 5II
Plas'i1
Pen)e*'ian Plas'i1
6.n'.h Plas'i1
Plas'i1 /e*asa*1an Si-a' The*maln7a A*'i Lam/an) Se)i'i)a (aa Kemasan Plas'i1
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
5/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
BAB 5III
L.)am se/a)ai /ahan Te1ni1
Pen)e*'ian L.)am
Pem/ua'an L.)am
Da-'a*
Pus'a1a+++++++++++++++++++++++++++,,
A. Pengertian Bahan IsolasiBahan penyekat atau sering disebut dengan istilah isolasiadalah suatu bahan yang digunakan
dengan tujuan agar dapat memisahkan bagian bagian yang bertegangan atau bagian bagian yang
aktif. Sehingga untuk bahan penyekat ini perlu diperhatikan mengenai sifat sifat dari bahan tersebut
yang meliputi : sifat listrik, sifat mekanis, sifat termal, ketahanan terhadap bahan kimia dan lain
lain.
Bahan penyekat digunakan untuk memisahkan bagian bagian yang beregangan. Untuk itupemakaian bahan penyekat perlu mempertimbangkan sifat kelistrikannya. Disamping itu juga perlu
mempertimbangkan sifat sifat bahan penyekat tersebut.
Sifat kelistrikan mencakup resistivitas, permitivitas, dan kerugian dielektrik. Penyekat
membutuhkan bahan yang mempunyai resistivitas yang besar agar arus yang bcr sekecil mungkin
!dapat diabaikan". #ang perlu diperhatikan disini adalah bah$a bahan islasi yang higrskpis
hendaknya dipertimbangkan penggunaannya pada tempat tempat yang lembab karena
resistivitasnya akan turun. %esistivitas juga akan turun jika tegangan yang diberikan naik.
Besarnya kapasitansi bahan islasi yang berfungsi sebagai dielektrik ditentukan leh
permitivitasnya, disamping jarak dan luas permukaannya. Besarnya permitivitas udara adalah
&,'''(), sedangkan untuk *at padat dan *at cair selalu lebih besar dari itu. +pabila bahan islasi
diberi tegangan blak balik maka akan terdapat energi yang diserap leh bahan tersebut. Besarnya
kerugian energi yang diserap bahan islasi tersebut berbanding lurus dengan tegangan, frekuensi,
kapasitansi, dan sudut kerugian dielektrik. Sudut tersebut terletak antara arus kapasitif dan arus ttal
!c - r".
Suhu juga berpengaruh terhadap kekuatan mekanis, kekerasan, visksitas, ketahanan terhadap
pengaruh kimia dan sebagainya. Bahan islasi dapat rusak diakibatkan leh panas pada kurun $aktu
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
6/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
tertentu. aktu tersebut disebut umur panas bahan islasi. Sedangkan kemampuan bahan menahan
suhu tertentu tanpa terjadi kerusakan disebut ketahanann panas. /enurut 01 !International
Electrotehnical Commission" didasarkan atas batas suhu kerja bahan, bahan islasi yang digunakan
pada suhu diba$ah nl !misal pada pesa$at terbang, pegunungan" perlu juga diperhitungkan karena
pada suhu diba$ah nl bahan islasi akan menjadi keras dan regas.
Pada mesin mesin listrik, kenaikan suhu pada penghantar dipengaruhi leh resistansi panas
bahan islasi. Bahan islasi tersebut hendaknya mampu meneruskan panas yang didesipasikan leh
penghantar atau rangkaian magnetik keudara sekelilingnya.
2emampuan larut bahan islasi, resistansi kimia, higrskpis, permeabilitas uap, pengaruh
trpis, dan resistansi radi aktif perlu dipertimbangkan pada penggunaan tertentu. 2emampuan larut
diperlukan dalam menentukan macam bahan pelarut untuk suatu bahan dan dalam menguji
kemampuan bahan islasi terhadap cairan tertentu selama diimpregnasi atau dalam pemakaian.
2emampuan larut bahan padat dapat dihitung berdasarkan banyaknya bagian permukaan bahan yang
dapat larut setiap satuan $aktu jika diberi bahan pelarut. Umumnya kemampuan larut bahan akan
bertambah jika suhu dinaikkan. 2etahanan terhadap krsi akibat gas, air, asam, basa dan garam
bahan islasi juga bervariasi antara satu pemakaian bahan islasi didaerah yang knsentrasi kimianya
aktif, instalasi tegangan tinggi, dan suhu diatas nrmal.
Uap air dapat memperkecil daya islasi bahan. 2arena bahan islasi juga mempunyai sifat
hiigrskpis maka selam penyimpanan atau pemakaian diusahakan agar tidak terjadi penyerapan uap
air leh bahan islasi, dengan memberikan bahan penyerap uap air, yaitu senya$a P34( atau 1a1l3.
Bahan yang mlekulnya berisi kelmpk hidrksil !45" higrskpitasnya relatif besar dibanding
bahan parafin dan plietilin yang tidak dapat menyerap uap air. Bahan islasi hendaknya juga
mempunyai permeabilitas uap !kemampuan untuk dile$ati uap" yang besar, khususnya bagi bahan
yang digunakan untuk islasi kabel dan rumah kapasitr.
Didaerah trpis basah dimungkinkan tumbuhnya jamur dan serangga. Suhu yang tinggi yang
disertai kelembaban dalam $aktu lama dapat menyebabkan turunnya kemampuan islasi. 4leh
karena bahan islasi hendaknya dilapisi bahan anti jamur !paranitr phenl, dan phenta chlr
phenl".
Pemakaian bahan islasi sering dipengaruhi bermacam macam energi radiasi yang
berpengaruh dan mengubah sifat bahan islasi. %adiasi sinar matahari mempengaruhi umur bahan,
khususnya jika bersinggungan dengan ksigen. Sinar ultra vilet dapat merusak beberapa bahan
rganik, 6 yaitu kekuatan mekanik dan elastisitas. Sinar 7 sinar sinar dari rekatr nuklir, partikel
partikel radi istp juga mempengaruhi kemampuan bahan islasi.
Sifat mekanis bahan kekuatan tarik, mdulus elastisitas, dan derajat kekerasan bahan islasi
juga menjadi pertimbangan dalam memilih suatu jenis bahan islasi.
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
7/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
B. Sifat Sifat Bahan Isolasi+da beberapa sifat bahan penyekat yang perlu kita ketahui sebagai dasar pemahaman kita
tentang bahan penyekat. Sifat sifat tersebut meliputi sifat listrik, sifat mekanis, sifat termis dan sifat
kimia.
a) Sifat Listrik
Sifat listrik yaitu suatu bahan yang mempunyai tahanan jenis listrik yang besar agar dapat
mencegah terjadinya rambatan atau kebcran arus listrik antara hantaran yang berbeda tegangan
atau dengan tanah. 2arena pada kenyataannya sering terjadi kebcran, maka harus dibatasi sampai
sekecil8kecilnya agar tidak melebihi batas yang ditentukan leh peraturan yang berlaku !PU9 :
peraturan umum instalasi listrik".
b) Sifat Mekanis/engingat sangat luasnya pemakaian bahan penyekat, maka perlu dipertimbangkan
kekuatannya supaya dapat dibatasi hal8hal penyebab kerusakan karena akibat salah pemakaian. /isal
memerlukan bahan yang tahan terhadap tarikan, maka dipilih bahan dari kain bukan dari kertas
karena lain lebih kuat daripada kertas.
c) Sifat Termis
Panas yang timbul pada bahan akibat arus listrik atau arus gaya magnet berpengaruh kepada
penyekat termasuk pengaruh panas dari luar sekitarnya. +pabila panas yang terjadi cukup tinggi,
maka diperlukan pemakaian penyekat yang tepat agar panas tersebut tidak merusak penyekatnya.
d) Sifat Kimia
+kibat panas yang cukup tinggi dapat mengubah susunan kimianya, begitu pula kelembaban
udara atau basah disekitarnya. +pabila kelembaban dan keadaan basah tidak dapat dihindari, maka
harus memilih bahan penyekat yang tahan air, termasuk juga kemungkinan adanya pengaruh *at8*at
yang merusak seperti : gas, asam, garam, alkali, dan sebagainya.
C. Pembagian Kelas Bahan IsolasiBahan penyekat listrik dapat dibagi atas beberapa kelas berdasarkan suhu kerja maksimum.
2lasifikasi bahan islasi menurut 01 adalah seperti ditunjukkan pada tabel diba$ah ini.
6abel Pembagian kelas bahan Penyekat
KELAS
SUHU KERJA
MAKSIMUM
(C)
KELAS
SUHU KERJA
MAKSIMUM
(C)
# )' &((
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
8/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
+ &'( 5 &;'
0 &3' 1
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
9/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
Dalam penyekat dalam bahan listrik terbagi menjadi tiga yaitu penyekat bentuk padat,
penyekat bentuk cair dan penyekat bentuk gas. +kan tetapi pada makalah ini kita akan membahas
tentang bahan penyekat bentuk padat.
#) $en%ekat !ent&k $adat
Beberapa bahan penyekat bentuk padat yang sesuai dengan asalnya diantaranya:#' !aan Tamban
#ang dimaksud dengan islasi bahan tambang adalah mineral atau bahan yang asal mulanya
didapat dari tambang dan digunakan sebagai islasi pada ikatan kimia atau keadaan alaminya tanpa
prses kimia atau prses termal sebelumnya. Bahan islasi mineral tersebut misalnya batu pualam,
batu tulis, klrida, mika, dan mikanit.
a' !at& $&alam
Batu pualam ialah batu kapur !1a14=" yang keras atau dlmit yang dapat diples. Pualam
merupakan bngkahan batu yang besar yang kemudian diptng ptng menjadi lempengan tebal
dengan ukuran tertentu. Bagian mukanya digerinda dengan gerinda karbrundum dan setelah cukup
rata kemudian digsk dengan batu asah. #ang terakhir adalah menggskkan dengan menggunakan
cakram berlapis kain pemles dan serbuk hijau !chrmiun ksida" sebagai bahan tambahan sehingga
permukaannya menjadi mengkilat dengan $arna yang sangat indah. arna batu pualam ada yang
putih, kuning, kelabu, merah jambu, hitam dan sebagainya, sesuai dengan piegmennya. Semakin
padat dan licin maka semakin kurang daya penyerapan airnya.
#ang padat !tua" lebih mudah penggskkannya. Batu pualam dapat dibr dengan br baja
khusus. Batu pualam mempunyai sifat mudah pecah, berat !masa jenis paling rendah 3,> g?cm =",
regas, mudah retak kalau dipanasi dan didinginkan mendadak, dan sensitif terhadap asam. Untuk
mendapatkan batu pualam yang sifat kelistrikannya baik maka bahan perlu diimpregnasi dengan
parafin, plistirin, bitumen, minyak dan sebagainya.
Dalam teknik listrik batu pualam sudah jarang sekali dipakai, terdesak leh bahan lain yang
secara teknis lebih baik dan mudah penglahannya. Dahulu banyak digunakan untuk bahan
penghubung. Sekarang, karena rupanya yang indah dan menarik, atu pualam banyak digunakan
dalam bidang arsitektur.
b' !at& T&lis
arnanya abu abu kehitaman. Strukturnya berlapis lapis sehingga dapat dibentuk sebagai
papan. Penggunaannya seperti batu pualam !sebagai panel papan hubung bagi", batu tulis lebih
mudah pecah dibanding marmer, tidak dapat diples, sifat kelistrikannya dan higrskpisnya
diba$ah marmer, masa jenis 3,; g?cm= tahan terhadap asam dan panas.
c' Kl*rida
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
10/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
Bahan ini $arnanya abu abu, sifat kelistrikan dan kekuatan mekanisnya diba$ah batu tulis,
mudah diptng, digergaji, dan dibr. 2lrida padat sangat higrskpis, jika akan dipakai sebagai
islatr harus diimpregnasi dengan resin, misalnya bakeli yang dicairkan.
d' Asbes
Serat asbes yang ditemukan pada batu batuan !tambang" pada umumnya pendek. Pada suhu
='' @1 hingga A'' @1 asbes tidak mengalami perubahan kekuatan mekanik, tetapi pada suhu lebih
tinggi kandungan airnya akan hilang dan kekuatan mekanisnya akan turun. 2etahanannya terhadap
panas tersebut adalah karena pri prinya mudah dimasuki udara sehingga knduktivitas panasnya
akan menurun. +sbes meleleh pada suhu &&(' @1. +sbes yang banyak mengandunf feri ksida akan
menjadi semiknduktr. Untuk menaikkan kemampuan islasinya, asbes perlu diimpregnasi.
+sbes merupakan bahan yang berserat, tidak kuat dan mudah putus sehingga sebagai
penyekat listrik sebenarnya kurang baik. 6etapi asbes mempunyai keistime$aan tersendiri, yaitutidak dapat terbakar !tahan terhadap panas tinggi". adi, disamping sebagai penyekat listrik. Biasanya
asbes dipakai sebagai penyekat listrik untuk tegangan rendah.
Dalam pemakaian, asbes dipintal menjadi semacam benang kasar. 5al ini dilakukan untuk
mendapatkan kekuatan mekanis yang lebih baik. /engingat keistime$aan asbes, yaitu mempunyai
sifat tahan panas, maka asbes banyak digunakan dalam peralatan listrik untuk keperluan rumah
tangga, misalnya setrika listrik, kmpr listrik dan alat alat pemanas listrik.
Untuk penyekat panas, elemen elemen pemanas dibalut dengan benang asbes, misalnya
untuk mesin mesin las dan pemanggang !ven". +sbes juga dipergunakan pada mesin mesin
listrik yang bekerja dengan beban berat dan tidak teratur, karena disitu akan timbul panas yang tinggi,
misalnya pada mtr mtr tram listrik, derek dan kmpresr.
9ilitan lilitan mtr tersebut dibalut bukan dengan penyekat lain, tetapi dengan asbes.
Untuk memperingati daya sekat listriknya, asbes dicelup dalam vernis, sirlak atau bahan penyekat
lainnya hal tersebut juga memperkuat daya mekanis dan menjadikannya lebih tahan air. Selain dibuat
benag, asbes dibuat lempeng lempeng tipis yang disebut kertas asbes. Serat serat asbes dipres
dengan dilapisi kertas ditambah dengan bahan perekat, dipakai sebagai pembungkus elemen elemen
pemanas listrik. Semen asbes dibuat dari bahan semen prtland sebagai pengikat dan asbes sebagai
pengisi, dipres dalam keadaan dingin dan dibuat dalam bentuk papan, lempeng, tabung?pipa dan
untuk panel distribusi. +sbes banyak sekali dijual sebagai barang jadi. Pada bentuk lempeng untuk
penyekat mungkin dapat terjadi bunga api, misalnya pada kntak kntak penghubung. Bentuk
tabung?pipa dipakai untuk selngsng yang menghendaki penyekatan.
e' Mika
/ika merupakan islasi mineral !bahan tambang". 6ahanan listrik dan kekuatan mekanisnya
tinggi, tahan panas dan tahan dari pengaruh uap air, sangat ringan, elastis, $arnanya bening
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
11/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
!transparan" dan licin mengkilat, bentuknya berlapis lapis. Pada suhu tinggi !diatas batas suhu
kerja" mika akan mengeluarkan air yang merupakan bagian dari susunannya. 2ebeningannya
berkurang atau menjadi kusam. Dalam keadaan demikian mika telah kehilangan kekuatan
mekanisnya, mudah retak retak sehingga daya sekatnya berkurang. Pada suhu &3(' @1 hingga &=''
@1 susunn kristal mika berubah sama sekali dan mulai meleleh.
/ika digunakan sebagai islasi pada mesin mesin besar dengan tegangan kerja yang tinggi,
misalnya generatt turb, generatr hidr pada pembangkit, mtr mtr araksi. Disitu mika
dipakai untuk menyekat kmulatr antara lamel lamel dan sebagai dielektrik kndensatr. /ika
juga dapat digunakan untuk kaca penjenguk pada tungku tungku !untuk melihat dalam dari tungku".
Selain daripada itu maka banyak dipakai dalam industri alat alat rumah tangga, untuk menyekat
elemen elemen pemanas dan alat pemasak !kmpr listrik", setrika listrik, pemanggang rti dan lain
sebagainya./ika adalah mineral dengan kristal mnklin, yaitu kristal yang sumbu sumbu ruangnya !C,
y, *" sama panjang, dua sudut antara sumbu sumbu sama yaitu )'@. 6erdapat beberapa macam mika,
diantaranya mika yang umum dijumpai adalah muscvit dengan rumus kimia
234.=+l34=.>Si43.3534 dan flgfit dengan rumus kimia !234.>/g4. =+l34=. >Si43.3534". Unsur
dari mika jenis lain mungkin besi, natrium atau kalsium. Sifat islasi dan mekanis muskvit lebih
baik dibanding flgfit. Permitivitas mika adalah A sehingga &'. Sifat sifat pengislasian mika
searah panjangnya adalah semakin rendah dibanding dengan kearah melintangnya. %esistivitas
vlumenya paling rendah adalah &') hm8cm, sedangkan tan naik hingga ',&. /uskpit
mempunyai ketahanan abrasi yang lebih tinggi dibandingkan dengan plgfit. Sifat ini penting untuk
menentukan pilihan bahan islasi bagian bagian yang bergerak, misalnya kmutatr.
Suhu sampai terjadi penguapan !dehidrasi" pada muskvit adalah (''@ hingga >''@ 1,
sedangkan untuk flugfit adalah ;''@ hingga )''@ 1. Untuk itu maka flugfit banyak digunakan pada
peralatan rumah tangga, misalnya penyekat pemanggang, setrika dan sebagainya. enis jenis
plgfit yang banyak mengandung air !hydrated8flgpite" adalah agak lunak dan kemampuan
islasinya lebih rendah. lgpit jenis ini mulai menunjukkan gejala kerusakan pada suhu &('@hingga 3('@ 1.
/aka biasanya diperleh secara alami bersama sama dengan mineral lainnya seperti kuarsa.
Sering juga ditemukan sebagai jalur sepanjang 3cm hingga beberapa meeter pada pegmatit. Pegmatit
merupakan sumber bahan yang murah untuk pembuatan muskvit kmersial. Setelah diadakan
penambangan, mika mentah ditingkatkan kualitasnya, diptng dan dibersihkan dari bahan ikutan
lainnya. Selanjutnya dibentuk menjadi lembaran lembaran yang sesuai dengan standar masing
masing negara penghasil, misalnya empat persegi panjang dengan perbandingan panjang dan
lebarnya & : & hingga & : = dengan luas tertentu yang umumnya diba$ah & m 3. 2etebalan standar
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
12/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
adalah ','& hingga ','= mm. 2andungan besi ksida atau mineral lainnya didalam mika disebut spt.
2andungan menyebabkan berkurangnya kemampuan islasi mika.
Bahan flureflgpit sintesis adalah bahan cadangan yang digunakan untuk menggantikan
bahan mika alami. Bahan ini didapat dengan melelehkan jenis mika khusus didalam tanur tinggi pada
suhu tinggi sehingga mika menjadi lumer dan kemudian dikristalisasi.
f' Mikanit
/ika diperleh dari tambang dengan jumlah besar dengan ukuran atau dimensi yang tidak
teratur sementara alat alat listrik ukurannya tertentu dan bervariasi. Untuk keperluan itu dibuat
mikanit, yaitu mika yang dibuat sesuai dengan yang dikehendaki. Seringkali pada salah satu sisi
mikanit dilapisi dengan kertas atau kain dengan tujuan untuk mendapatkan kekuatan mekanis yang
lebih tinggi atau untuk menjaga agar tidak terjadi keretakan ketika mika dibengkkkan.
6ujuan melapis lapis mika dan kadang kadang dengan tambahan lapisan kain, kertas atau
pita ialah memperleh tebal yang diinginkan sehingga mempertinggi daya sekat listrik dan
menambah kekuatan mekanis, terutama agar tidak retak jika digulung atau dilipat !dengan lapisan
mika".
Beberapa cnth mikanit dibahas diba$ah ini :
Mikanit K*m&tat*r/ikanit kmutatr mengandung bahan pengikat maksimum AE, masa jenisnya 3,A
hingga 3,> gr?cm= , digunakan untuk bahan islasi antara lamel lamel pada kmutatr mesin
arus searah. 2arena pada $aktu pengerjaannya digunakan tekanan tinggi dan mengandung
sedikit resin, maka bahan ini tahan arus $alaupun mendapatkan tekanan yang tinggi dan suhu
kerja &;'@ 1. tulah sebabnya mikanit ini tepat untuk penyekat lamel lamel kmutatr.
2ntraksi mekanit pada suhu 3'@ 1 tidak lebih dari )E dengan tekanan hingga >'' kg?cm3.
Mikanit Lem+enan
9empeng mekanit muskvit atau flagpit atau dari paduan keduanya dengan bahanpengikat sirlak atau gliptal. Perbandingan mika dengan campurannya pada pita mika adalah
sekitar A : & . dalam hal ini lempengan diperlukan untuk islasi yang tidak memerlukan
bengkkan !misal untuk pembuatan cincin". Baik mekanit kmutatr maupun mekanit
lempengan terglng mekanit keras.
Mikanit Cetakan
/ikanit ini dibuat berbagai bentuk sesuai dengan keperluan. 1ara pembentukkannya
adalah dengan memanasinya dan kemudian mencetaknya sebelum didinginkan.
Penggunaannya antara lain sebagai pengislasi antara prs dengan kmutatr dan antara
prs dengan inti rtr. /ikanit cetakan dipabrikasi dengan ketebalan ',& hinga ',( mm
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
13/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
dengan bahan pengikat sirlak atau gliptal dengan kmpsisi bahan pengikat ; hingga 3(E dan
sisanya adalah mika.
Kertas Mika
2ertas mika termasuk jenis mikanit cetakan, dibuat dari muskvit atau flgpit
dengan bahan pengikat sirlak atau resin sintesis, dipabrikasi dengan bentuk gulungan sebesar
',A m dengan tebal ',&( hingga ',= mm, salah satu sisinya dilapisi dengan kertas setebal ','(
hingga ','> mm. Penggunaannya adalah untuk membuat islasi yang keras pada belitan
jangkar mesin tegangan tinggi.
Mikanit "leksibel
/ikanit fleksibel diprduksi dalam bentuk lemmpengan dengan ketebalan ',&( hingga
','> mm, terbuat dari muskpit atau flgpit yang dilapisi dengan minyak vernis bitumen
atau dilspisi minyak vernis gliptal. /ikanit fleksibel jenis lain adalah yang kedua sisinya
dilapisi kertas dengan ketebalan ',3 hingga ',( mm. /ikanit fleksibel yang tanpa pelapiskertas mengandung kmpsisi mika sebanyak FA hingga )'E sedangkan yang dilapisi kertas
mengandung mika sekitar ='E. Pada suhu kamar, mikanit fleksibel dapat dibengkkkan tanpa
pemanasan. Penggunaannya antara lain sebagai pengislasi yang fleksibel, pengislasi alur
pada mesin listrik.
$ita Mika
Biasanya tebalnya antara ',& sampai ',&; mm dan dalam bentuk gulungan dengan
lebar sedikitnya A' cm. Gulungan tersebut kemudian diptng ptng menjadi pita dengan
lebar &3 sampai =( cm.Pita mika dibuat dari muskvit atau flgpit, dilapisi vernis. Hernis yang digunakan
ber$arna muda !bening" dan tua !hitam". #ang $arna muda lebih tahan panas dan khusus
dipakai untuk lilitan rtrpada generatr turb sehingga sering dinamakan pita mika rtr.
2adang kadang ada pula pita mika yang dilapisi dengan sutera atau kain kaca.
+da pula salah satu jenis mika yang disebut samika. Samika dibuat dengan
memanaskan serat mika hingga suhu ;'' @1, kemudian merendamnya didalam larutan sda
dan dimurnikan dengan asam chlrida atau asam sulfat encer. Selanjutnya mika yang sudah
mengembang, bersama sama dengan airnya, diangkat dan dijadikan bubur yang diberi
beberapa macam pengikat !bahan rganik" untuk kemudian dijadikan kertas mika tebal dan
kemudian dipabrikasi dengan mesin pembuat kertas mika. Bahan pengikat maupun pelapisnya
hendaknya sesuai dengan kelas mika !kelas 1 dan 5", kecuali kalau akan digunakan pada
suhu diba$ah suhu kerja mika. Bahan pengikat yang sering digunakan adalah senya$a
amnium fsfat atau kaca. 5asilnya disebut kertas slyudinit atau kertas samika. Dalam
banyak hal bahan ini dapat menggantikan fungsi dari mikanit, kertas mika dan pita mika.
Bahan islasi mika sintetis perlu dipikirkan karena tingginya biaya pembuatan danbanyaknya limbah yang dihasilkan dalam pembuatan mikanit.
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
14/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
1 Kaca#'# $enertian Kaca
2aca adalah salah satu prduk industri kimia yang paling akrab dengan kehidupan kita sehari8
hari. Iamun tidak banyak yang kita ketahui mengenai kaca tersebut. Dipandang dari segi fisika kaca
merupakan *at cair yang sangat dingin. Disebut demikian karena struktur partikel8partikel
penyusunnya yang saling berjauhan seperti dalam *at cair namun dia sendiri ber$ujud padat. ni
terjadi akibat prses pendinginan !cling" yang sangat cepat, sehingga partikel8partikel silika tidak
sempat menyusun diri secara teratur. Dari segi kimia, kaca adalah gabungan dari berbagai ksida
anrganik yang tidak mudah menguap , yang dihasilkan dari dekmpsisi dan peleburan senya$aalkali dan alkali tanah, pasir serta berbagai penyusun lainnya. 2aca memiliki sifat8sifat yang khas
dibanding dengan glngan keramik lainnya. 2ekhasan sifat8sifat kaca ini terutama dipengaruhi leh
keunikan silika !Si43" dan prses pembentukannya.
#', $r*ses $emb&atan Kaca
ujud silika a$alnya adalah pasir, yaitu pasir silika. 2aca merupakan substansi kimia yang
serupa dengan kuarsa. Silika mempunyai titik lebur sekitar 3''' derajat celcius. Dua kmpnen
penting dalam pembuatan kaca yang baik adalah mencampurkan sda !sdium karbnat !Ia314="",
atau ptasy dengan kalium karbnat, yang dapat menurunkan titik lebur kaca menjadi sekitar &'''
derajat celcius. Bahan sda menjadikan kaca larut, sedangkan kapur !kalsium ksida, 1a4" adalah
bahan yang menyebabkan kaca sukar larut. Silikn !H" ksida ialah mlekul kvalen raksasa. 4lehkarena itu, silikn !H" ksida dapat digunakan untuk mengatasi setiap ikatan kvalen antara atm
dalam struktur raksasa. /aka, silikn !H" ksida mempunyai titik lebur yang sangat tinggi, yaitu
&F&' derajat celcius. Pada silikn !H" ksida, setiap atm silikn diikat secara kvalen kepada A
atm ksigen dalam bentuk tetrahedrn dengan sudut antara ikatan &').(@. Unit itu diulangi secara
tidak terhingga dengan tiap atm ksigen terikat pada 3 atm silikn untuk membentuk mlekul
kvalen raksasa seperti struktur berlian. 2aca merupakan bahan yang terbentuk apabila bahan cair
tidak berkristal disejukkan dengan cepat, dengan itu tidak memberikan cukup massa untuk jaringan
kristal bisa terbentuk. 6erdapat dua macam kaca silika, yaitu kaca silika bening dan kaca silika tidak
bening, tetapi tembus cahaya !translucent". 2aca silika bening mempunyai sifat yang lebih baik
daripada kaca silika tidak bening. Pada kaca silika yang tidak bening terdapat gelembung8gelembung
udara di dalamnya. 5al ini dapat dimaklumi, karena prses pembuatan kaca silika bening lebih sulitdaripada kaca silika tidak bening. ika kristal kuarsa dalam jumlah besar diperlukan, bisa digunakan
pasir kuarsa biasa !pasir kali". /assa jenis kaca kuarsa adalah 3,3 g?cm=.
#'- Macam.Macam Kaca
2ebanyakan kaca silika yang digunakan di dalam keteknikan mempunyai berbagai substansi
yang ditambahkan ke Si43, sehingga membuatnya lebih mudah direkayasa, tetapi titik fusinya
menjadi lebih rendah. 2aca8silika di dalam keteknikan diklasifikasikan menjadi tiga kelmpk, yaitu
#' Kaca alkali tan+a *ksida berat
2aca ini mempunyai titik lebur yang agak rendah. Pemakaiannya antara lain untuk btl dan
kaca jendela.
,' Kaca alkali %an menand&n *ksida berat
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
15/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
2aca ini mempunyai sifat kelistrikan yang tinggi dibandingkan dengan kaca alkali kelmpk
&. 2aca flint ditambah dengan Pb4 atau kaca cr$n ditambah dengan Ba4 digunakan sebagai
kaca ptik. 2aca khusus untuk bahan dielektrik kapasitr adalah kaca flint yang disebut mins.
Di antara kaca8kaca cr$n terdapat jenis yang disebut pireks. Pireks mempunyai kefisien
thermal ==. &'8F per 1 dan mampu menahan perubahan suhu yang mendadak.
-' Kaca n*n alkali
Penggunaan kaca ini adalah sebagai kaca ptik dan bahan islasi listrik. Beberapa jenis kaca
dari kelmpk ini mempunyai titik pelunakan yang sangat tinggi.
#'/ $emanfaatan Kaca
Pemakaian kaca pada keteknikan antara lain :
&. Pembuatan bla lampu, tabung elektrnik, penyangga filamen
6itik pelunakan kaca ini tidak terlalu tinggi, muai panjangnya hendaknya dibuat mendekati
muai panjang lgam maupun paduannya yang disangga. 9gam yang dimaksud adalah $lfram,
mlibdenum.
3. Untuk bahan dielektrik pada kapasitr /ins adalah salah satu jenis kaca permeabilitas relatiftinggi yaitu F,(, sudut kerugian dielektrik !tan J" kecil pada frekuensi &/5*, suhu 3'1, tan J K
'.''') pada frekuensi &/5*, suhu 3''1, tan J K ',''&3. 2aca mins mempunyai L K ;,3 . &'F
per 1. massa jenis =,> g?cm=.
=. Untuk membuat berbagai islatr
/isalnya islatr penyangga, islatr antena, islatr len, dan islatr bushing. Untuk
penggunaan ini, selain sifat kelistrikan yang baik juga dituntut mempunyai kekuatan mekanis
yang tinggi, tahan terhadap perubahan suhu yang mendadak, dan tahan terhadap pengaruh kimia.
enis kaca yang digunakan untuk keperluan ini antara lain kaca silika, pireks kalium8natrium.
A. Pelapisan lgamSalah satu jenis kaca adalah enamel !bukan enamel vernis". 0namel dalam hal ini dapat
digunakan untuk pelapisan lgam atau benda lain sejenisnya, misalnya dudukan lampu, reflektr,
barang8barang dekratif yang tujuannya untuk mendapatkan permukaan yang lebih bagus.
0namel juga dapat digunakan sebagai islasi listrik, yaitu untuk melapisi resistr tabung !ka$at
yang dililitkan pada tabung tersebut adalah resistr, antara lain : nikrm, knstantan". Dalam hal
ini, enamel dileburkan dan kemudian tabung keramik yang sudah dililiti ka$at tersebut
dicelupkan sehingga sela8sela di antara lilitan diisi enamel. 6ujuannya di samping untuk
mengislasi lilitan, juga melindungi lilitan terhadap uap, debu, dan ksidasi udara pada suhu
kerja yang tinggi. 0namel dipabrikasi dengan meleburkan kmpnen8kmpnennya yang halus,
kemudian dituangkan sedikit demi sedikit dalam keadaan meleleh ke dalam air yang dingin
hingga membentuk seperti bla, selanjutnya dihaluskan menjadi bubuk. Pemakaian enamel untukpelapisan dapat dilakukan dengan cara kering maupun basah. Pada pelapisan kering, perangkat
yang akan dilapisi dipanasi hingga suhu tertentu kemudian dimasukkan ke dalam bubuk enamel.
Dengan demikian maka bubuk di sekelilingnya akan meleleh dan melapisi perangkat tersebut.
Prses ini diulang berkali8kali hingga diperleh ketebalan lapisan yang diinginkan. Pada
pelapisan basah, mula8mula enamel diaduk dengan air sehingga menjadi bubur enamel yang
digunakan untuk melapisi perangkat yang dimaksud. Selanjutnya perangkat yang sudah dilapis
tersebut dikeringkan, lalu dipanaskan dengan ven sehingga enamel meleleh dan dengan
demikian melapisi perangkat. Untuk keperluan pelapisan ini, kefisien muai panjang enamel
harus diusahakan sama dengan muai panjang perangkat yang dilapisi. 2mpnen elamen untuk
pelapisan resistr tabung !kaca brn8timah hitam dengan mangan perksida" adalah sangat
sederhana yaitu : 3FE Pb4, F'E 5=B4= dan =E /n43. 6itik lebur enamel M >''1. 0namel
akan hilang $arnanya dan sebagian akan melarut jika direndam dalam air dalam $aktu yang
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
16/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
lama. Untuk menambah ketahanan enamel terhadap air dan panas biasanya ditambahkan pasir
kuarsa. Sedangkan untuk menambahkan kemampuan lekatnya, enamel yang digunakan untuk
melapisi baja atau besi tulang, ditambah Ii dan 1.
#'0 Sifat.Sifat Kaca
&. /assa jenis kaca berkisar antara 3 hingga ;,& g?cm=.
3. 2ekuatan tekannya >''' hingga 3&''' kg?cm3.
=. 2ekutan tariknya & hingga ='' kg?cm3
2arena kekuatan tariknya relatif kecil, maka kaca adalah bahan yang regas. alaupun kaca
adalah substansi berngga, tetapi tidak mempunyai titik leleh yang tegas, karena pelelehannya
adalah perlahan8lahan ketika suhu pemanasan dinaikkan.
(. 6itik pelembekan kaca berkisar antara ('' hingga &F''@ 1
/akin sedikit kandungan Si43 makin rendah titik pelembekan kaca. Demikian pula halnya
dengan muai panjang !L", makin banyak kadar Si43 yang dikandungnya akan makin kecil L nya.
>. /uai panjang untuk kaca berkisar antara (,(. &'8F hingga &('. &'8F per derajat celcius. Iilai
dari angka muai panjang adalah sangat penting bagi suatu kaca dalam hubungannya dengan
kemampuan kaca menahan perubahan suhu. Piranti dari kaca yang dipanaskan atau didinginkansecara tiba8tiba akan meregang. 5al ini disebabkan distribusi suhu yang tidak merata pada lapisan
luarnya dan keadaan tersebut menyebabkan piranti retak. ika kekuatan tarik piranti kaca lebih
rendah dari kekuatan tekannya, maka pendinginan yang mendadak pada permukaannya akan
lebih memungkinkan terjadinya keretakan dibandingakan dengan pemanasan yang tiba8tiba. 2aca
silika jenis %ed85t akan lebih aman dalam hal pendinginan atau pemanasan tiba8tiba karena
kaca jenis ini mempunyai L yang sangat rendah. Piranti kaca yang dindingnya tipis, ketahanannya
terhadap perubahan panas mendadak lebih baik dibandingkan dengan piranti kaca yang
dindingnya tebal. 5al ini karena dipengaruhi faktr kerataan pemuaian permukaan kaca bagian
luar dan dalam dinding piranti adalah tidak sama. 2aca yang digunakan untuk suatu perangkat
dan pada perangkat tersebut terdapat juga lgam, misalnya : lampu pijar dan tabung sinar katde,
maka nilai L nya harus disesuaikan, yaitu harus rendah karena selalu bekerja pada suhu yangcukup tinggi. Dengan demikian, maka tidak terjadi keretakan di bagian kacanya pada $aktu
perangkat tersebut digunakan. 2emampuan larut kaca terhadap bahan lain akan bertambah sesuai
dengan kenaikkan suhunya. 2aca yang mempunyai kekuatan hidrlik rendah ketahanan
permukaannya pada media yang lembab adalah kecil. 2aca silika mempunyai ketahanan hidrlik
paling tinggi. 2ekuatan hidrlik akan sangat berkurang jika kaca diberi alkali. Pada
kenyataannya, kaca silika adalah tidak peka terhadap asam kecuali asam flurida. Pada pabrikasi
kaca, asam flurida digunakan untuk membuat kaca embun. Pada umumnya kaca tidak stabil
terhadap pengaruh alkali. Sifat8sifat elektris dari kaca dipengaruhi leh kmpsisi dari kaca itu
sendiri. 2aca yang digunakan untuk teknik listrik pada suhu nrmal diperlukan syarat8syarat
antara lain : resitifitas berkisar antara &'; hingga &'&F N8cm, permitivitas relatif Or berkisar
antara =,; hingga &>,3, kerugian sudut dielektriknya ',''= hingga ','&, tegangan break8d$n 3(hingga (' kH?mm. 2aca silika mempunyai sifat kelistrikan yang paling baik. Pada suhu kamar,
besarnya resitivitas adalah &'F N8cm, Or =,; dan sudut dielektriknya pada & /5 adalah ','''=.
ika kaca silika ditambahkan natrium atau kalium, maka resitivitasnya akan turun, sudut
dielektriknya naik sedikit. Sering kali ksida lgam alkali ditambahkan pada pembuatan kaca
dengan maksud agar sifat8sifat kaca menjadi lebih baik. 4ksida8ksida tersebut dimasukkan ke
dalam kaca sebagai pemurnian bahan8bahan mentah. 2eberadaan natrium dalam kaca adalah
lebih tidak menguntungkan dari kalium. 2arena in Ia adalah sangat kecil ukurannya dan sangat
mudah bergerak di dalam medan listrik. tulah sebabnya mengapa Ia dapat menambah
knduktifitas kaca. 2aca yang mengandung ksida8ksida dua lgam alkali yang berbeda
dimungkinkan mempunyai sifat islasi yang lebih tinggi dibandingkan jika kuantitas ksidanya
hanya mengandung & bagian dari kuantitas ksida dua lgam !efek netralisasi atau plialkalin".
2emampuan islasi kaca juga dapat lebih baik jika ditambah Pb4 atau Ba4.
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
17/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
2 Porselin,'# $enertian $*rselin
Prselin adalah bahan islasi kelmpk keramik yang sangat penting dan luas penggunaannya.stilah bahan8bahan keramik adalah digunakan untuk semua bahan anrganik yang di bakar dengan
pembakaran pada suhu tinggi dan bahan asli berubah substansinya. Prselin terbuat dari tanah liat
china !china clay" yang terdapat di alam dalam bentuk alumunium silikat. Bahan tersebut dicampur
kalin, felspar dan Quarts. 2emudian campuran ini dipanaskan dalam tungku yang suhunya dapat
diatur. Bahan prselin dibakar sampai keras, halus mengkilat dan bebas dari lubang8lubang. Untuk
mendapatkan sifat8sifat listrik dan sifat mekanis yang baik, harus dipilih suhu pemrsesan bahan
islasi yang sesuai, karena jika bahan islasi diprses pada suhu yang agak rendah, sifat mekanisnya
baik, tetapi bahan tetap berlubang8lubang. Sedangkan jika diprses pada suhu yang tinggi, lubang8
lubangnya berkurang tetapi bahan menjadi rapuh. slatr prselin yang baik secara mekanis
mempunyai kuat dielektrik kira8kira >' kH?cm, kuat tekan dan kuat tariknya masing8masing F'.'''
kg?cm3 dan ('' kg?cm3.
,', $r*ses $emb&atan $*rselin
Prses pembuatan perangkat dari prselin secara garis besar yaitu, setelah tanah liat dibersihkan
dari ktran8ktran misalnya kerikil, kemudian dicampur dengan air hingga hmgen !tetapi tidak
terlalu encer seperti bubur". Selanjutnya adalah tahap pembentukan, yaitu dengan putaran,
penekanan, cetakan, dan ekstrusi. Selanjutnya setelah perangkat terbentuk, dikeringkan lalu diadakan
pelapisan dengan gelas !gla*ing" dan terakhir adalah tahap pembakaran. Perlu di ingat bah$a prses
pembuatan perangkat dari keramik sejak masih basah hingga selesai di bakar akan terjadi pengecilan
dimensi. Sedangkan pada prses pelapisan dengan gelas dan pembakaran menentukan sekali kualitas
prduk. Pada pelapisan dengan gelas, kaca halus atau bahan dasar kaca atau campuran keduanya
dipanaskan hingga meleleh, kemudian digunakan melapisi perangkat yang dikehendaki dengan caramencelupkan benda atau permukaan yang diinginkankan untuk dilapisi. Dengan pelapisan gelas
seperti ini digunakan untuk memperkuat dan sekaligus menghiasi permukaan, akan menjadikan
prduk prselin makin sedikit kemampuannya menyerap air, mudah dibersihkan, menghilangkan
retak8retak yang ada di permukaan. Dengan pelapisan gelas, arus bcr yang melalui permukaan
islatr akan lebih kecil terutama pada keadaan basah dan sekaligus dapat menaikkan tegangan
terjadinya busur api !flashver". Seperti pada penggunan kaca bersama8sama dengan lgam kefisien
termal antar pelapis dan yang dilapisi harus sama. ika gelas pelapisnya mempunyai lebih kecil
daripada yang dilapiskan, akan terjadi kmpresi pada ketika suhu rendah. Sedangkan jika kaca
pelapis mempunyai yang lebih besar dari pada yang dilapisi pada $aktu terkena suhu diatas
nrmal, pelapisnya akan retak !bentuk retaknya kecil memanjang" yang disebut cra*ing. %etak iniakan menurunkan kekuatan mekanik benda. Untuk pelapisan benda8benda prselin yang besar dapat
dilakukan dengan menuangkan bahan pelapis pada permukaannya. Selanjutnya setelah benda itu
dilapis, dikeringkan dan dilakukan pembakaran. /aksud dari pembakaran adalah untuk mendapatkan
kekuatan mekanik, kemampuan islasi dan ketahanan terhadap air yang lebih tinggi. Selama
pembakaran, struktur kristal dari tanah liat !bahan dasar keramik" akan berubah, air yang dikandung
akan hilang. Selama pembakaran juga akan terjadi lubang8lubang kecil. Untuk menutup lubang8
lubang tersebut digunakan bahan yang disebut feldpar. eldpar selama pembakaran akan meleleh
sehingga mengisi lubang8lubang kecil yang terjadi tersebut sekaligus berfungsi sebagai bahan
penguat. Untuk pembuatan islatr prselin diperlukan suhu berkisar antara &=''' 1 hingga &(''' 1
dalam jangka $aktu 3' hingga F' jam. 2enaikan suhu dari nrmal hingga suhu diatas adalah
perlahan8lahan. Setelah mencapai suhu yang diinginkan, pendinginannya dilakukan secara perlahan8lahan sebelum di keluarkan dari ven. Untuk pembakaran atau pemanasan dalam ven dapat
digunakan slar, gas, batu bara atau listrik. 1ara pembakaran pada benda yang akan di buat
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
18/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
!sebelumnya dikeringkan" diletakkan dalam ruang bakar agar tidak berhubungan langsung dengan
nyala api atau lilitan elemen pemanas yang digunakan pemanas listrik. 5al ini untuk menghindari
pemanasan yang tidak merata dan pembentukan jelaga. Bagian8bagian dasar dari benda tidak perlu
dilapis dengan gelas agar tidak melekat dengan dasar ruang pembakaran jika sudah dingin. +da dua
macam ven untuk pembakaran prselin, yaitu jenis pemanggang !kiln" dan jenis ter$ngan. Pada
ven jenis pemanggang, prses pembakaran dan pendinginan dilakukan secara serentak untuk
beberapa benda kerja. Untuk industri kecil, ven ini tepat digunakan. 4ven jenis kedua yaitu jenis
ter$ngan pemanggangan. Dalam ven ini, benda yang dipanaskan dile$atkan melalui ven secara
perlahan8lahan. Panjang ven ini dapat mencapai &'' meter, terdiri dari tiga bagian prses yaitu :
daerah pemanasan, daerah pemanggang dan daerah pendinginan. Suhu tertinggi adalah di daerah
tengah, yaitu daerah pemanggang dan bagian pinggir lebih dingin. Dengan demikian selama
perjalanan benda8benda kerja akan terjadi pemanasan dan pendinginan secara bertahap dan perlahan8
lahan. 2arena pada ven jenis ter$ngan ada bagian yang selalu begerak !untuk menempatkan
benda kerja", maka pemanasan terhadap benda kerja adalah terus menerus, demikian pula
pengambilan bagi benda kerja yang selesai dipanasi tidak perlu memadamkan ven. Pengecilan yang
terjadi selama prses pembuatan benda prselin dari keadaan basah hingga pembakaran adalah
sebesar 3'E. 2arena itu untuk pembuatan benda prselin pada $aktu mentah harus lebih besar dariukuran akhir yang dikehendaki. Iamun, pada prakteknya sulit didapat ukuran yang presisi, karena
hal ini dipengaruhi kmpsisi bahan dan kndisi pembakarannya. Umumnya prduk8prduk prselin
tleransi yang masih dapat ditlerir berkisar antara 3 hingga (E. Benda8benda prselin disarankan
tidak disambung dengan menggunakan sekrup, tetapi untuk menyambungnya menggunakan lem,
semen atau diikat dengan lgam.
,'- Sifat.Sifat $*rselin
Sifat8sifat pselin adalah sebagai berikut : &. /assa jenisnya berkisar antara 3,= hingga 3,(
g?cm=. 3. 2efisien muai panjang !R" = . &'8> hingga A,( . &'8> per '1. 5al ini perlu mendapatkan
perhatian jika dilem dengan semen atau diikat dengan lgam, karena R semen K && . &'8> per '1, R
baja K &A . &'8> per '1. =. 2ekuatan tekan prselin adalah A''' hingga >''' kg?cm3. A. 2ekuatantarik ='' hingga ('' kg?cm3 untuk yang menggunakan pelapis, 3'' hingga ='' kg?cm3 yang tanpa
pelapis. (. 2ekuatan tekuk ;' hingga &'' kg?cm3. Prselin lebih regas daripada kaca.
Sedangkan, sifat kelistrikan prselin antara lain :
&. 6egangan tembus berkisar antara &' hingga =' kH?mm.
3. %esistifitas &'&& hingga &'&A cm.
=. Permitifitas !T" berkisar antara > hingga F, tan ','&( hingga ','3.
A. Sudut kerugian dielektrik akan naik jika suhu dinaikkan.
Penggunaan islatr pada tegangan tinggi, yang juga harus menjadikan pertimbangan adalah
tegangan pelepasan !discharge8vltage". 6egangan pelepasan adalah tegangan yang dikenakan pada
islatr yang menyebabkan mengalirnya arus listrik melalui permukaan di antara elektrda8elektrda.Dalam banyak kasus, pelepasan ini menyebabkan busur api pada permukaan islatr. Busur api ini
dapat terjadi pada keadaan kering maupun basah !curah hujan A,( hingga (,( mm?menit". Pada
pengujian busur api dilabratrium kndisi ini dapat diciptakan, untuk mengetahui kelayakan suatu
islatr digunakan dilapangan. slatr gantung atau islatr tarik pada tegangan tinggi !bentuknya
seperti cakram" pada bagian ba$ahnya dibuat berlekuk8lekuk agar air hujan tidak merambat
melaluinya. Banyak islatr gantung atau islatr tarik tergantung besarnya tegangan yang diislasi.
1nth : untuk tegangan &&' kH diperlukan &' hingga &3 islatr, sedangkan untuk A'' kH terdiri
dari 3' hingga 3A islatr. 5ubungan atau klerasi antara besarnya tegangan kerja dengan banyaknya
islatr yang diperlukan.
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
19/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
,'/ Kelebian dan Kek&ranan $*rselin
Beberapa kelebihan islatr prselin?keramik antara lain:
&. Stabil, adanya ikatan inik yang kuat antaratm yang menyusun keramik, seperti silikn dan
ksigen dalam silica dan silicates, membuat strukturnya sangat stabil dan biasanya tidak mengalami
degradasi karena pengaruh lingkungan. ni berarti bah$a islatr keramik tidak akan rusak leh
pengaruh UH, kelembaban, aktivitas elektrik, dsb.
3. /empunyai kekuatan mekanik yang baik, merupakan ciri alami bah$a bahan keramik
mempunyai sifat mekanik yang kuat, sehingga pada pemakaian islatr prselin sebagai terminal
kabel, bushing, dan arrester surya tidak memerlukan material lain untuk meykngnya.
=. 5arganya relatif murah, penyusun prselin seperti clay, feldspar dan Quart* harganya relatif
murah dan persediaannya berlimpah.
A. 6ahan lama, prses pembuatan prselin yang terdiri dari beberapa prses seperti pencetakan
dan pembakaran dalam mengurangi kadar air menyebabkan prselin mempunyai sifat a$et.
Iamun, ada pula kekurangan dari islatr prselin?keramik yaitu:
&. /udah pecah, islatr prselin rentan pecah pada saat diba$a maupun saat instalasi.
Handalisme merupakan faktr utama yang menyebabkan islatr pecah.
3. Berat, salah satu sifat dari keramik adalah mempunyai massa yang berat. 4leh karenanya, pada
islatr prselin berukuran besar dan berat biasanya mahal karena biaya yang dikeluarkan lebih besar
untuk pengiriman dan instalasi.
=. Berlubang akibat pembuatan kurang sempurna, berdasarkan pengalaman islatr prselin yang
berlubang dapat meyebabkan terjadinya tegangan tembus internal !internal dielectric breakd$n".
3. Bentuk gemetri kmpleks, prselin mempunyai relatif mempunyai karakteristik jarak rayap
yang kecil, leh karenanya untuk memperpanjang jarak rayap tidak dilakukan dengan memperbesar
diameter atau memperpanjang islatr melainkan mendesain islatr dengan membuat shed8shed.5al ini membuat bentuknya menjadi kmpleks.
=. /udah terplusi, permukaan prselin bersifat hidrphilik, yang berarti bah$a permukaan
prselin mudah untuk menangkap air, sehingga pada kndisi lingkungan yang berplusi mudah untuk
terbentuk lapisan knduktif di permukaannya. 5al ini yang dapat menyebabkan kegagalan islasi
yaitu flashver.
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
20/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
1. Definisi Konuktor2nduktr atau penghantar adalah bahan yang dapat menyalurkan energi listrik dari satu titik
ke titik lain. Penghantar dalam teknikadalah *atyang dapat menghantarkan arus listrik, baik berupa
*at padat, cair atau gas. 2arena sifatnya yang knduktif maka disebut knduktr.
2nduktr yang baik adalah yang memiliki tahanan jenis yang kecil. Pada umumnya l%ga!"ersi.atknduktif. 0mas,perak, tembaga,alumunium, *ink,besiberturut8turut memiliki tahanan
jenis semakin besar. adi sebagai penghantar emas adalah sangat baik, tetapi karena sangat mahal
harganya, maka secara eknmis tembaga dan alumunium paling banyak digunakan.
Konduktor juga adalah bahan yang di dalamnya banyak terdapat elektrn bebas mudah untuk
bergerak.6arikan antara elektrn yang berada dalam edaran paling luar dan intinya adalah sangatkecil, hingga dalam suhu nrmal pun ada satu atau lebih elektrn yang terlepas dari atmnya.
2nduksi panas atau knduksi termal adalah penjalaran kalrtanpa disertai perpindahan
bagian8bagian *at perantaranya. Penjalaran ini biasanya terjadi pada benda padat. 2nduksi terjadi
dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Benda suhunya tinggi akan
melepaskan kalr, sedangkan *at yang suhunya rendah akan menerima kalr, hingga tercapai
kesetimbangan termal.
Penjalaran panas ini diperikan leh rumus matematika berikut:
Tadalah suhu, T0suhu a$al, t$aktu, Cdan kadalah knstanta.
2. !enis"#enis Konuktor
2nduktr atau penghantar dapat mengacu kepada beberapa hal berikut:
2nduktr listrik: material yang dapat menghantarkan arus listrik dengan mudah
2nduktr panas: material yang dapat menghantarkan panas dengan mudah.
Seperti telah kita ketahui, bah$a untuk pelaksanaan penyaluran energi listrik dapat dilakukan
dengan dua cara, yaitu berupa saluran udara dan kabel tanah.
Pada saluran Udara, terutama hantaran udara telanjang biasanya banyak menggunakan ka$at
penghantar yang terdiri atas: ka$at tembaga telanjang !B11, singkatan dari Bare 1per 1able",
+luminium telanjang !++1, singkatan dari +ll +luminium 1able", 1ampuran yang berbasis
aluminium !+l8/g8Si", +luminium berinti baja !+1S%, singkatan dari +luminium 1able Steel
%einfrced" dan 2a$at baja yang berisi lapisan tembaga !1per eld".
http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Teknik_elektronika&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Zat&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Zat&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Listrikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Emashttp://id.wikipedia.org/wiki/Perakhttp://id.wikipedia.org/wiki/Tembagahttp://id.wikipedia.org/wiki/Tembagahttp://id.wikipedia.org/wiki/Alumuniumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Zinkhttp://id.wikipedia.org/wiki/Besihttp://id.wikipedia.org/wiki/Besihttp://id.wikipedia.org/wiki/Kalorhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Teknik_elektronika&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Zat&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Listrikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Emashttp://id.wikipedia.org/wiki/Perakhttp://id.wikipedia.org/wiki/Tembagahttp://id.wikipedia.org/wiki/Alumuniumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Zinkhttp://id.wikipedia.org/wiki/Besihttp://id.wikipedia.org/wiki/Kalor7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
21/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
Sedangkan pada saluran kabel tanah, biasanya banyak menggunakan kabel dengan penghantar
jenis tembaga dan aluminium, perkembangan yang sangat dminan pada saluran kabel tanah adalah
dari sisi bahan islasinya, dimana pada saat a$al banyak menggunakan islasi berbahan kertas
dengan perlindungan mekanikal berupa timah hitam, kemudian menggunakan minyak ! jenis kabel
ini dinamakan GP92 atau Ge$apend Papier 9d 2abel yang merupakan standar belanda dan
I2B+ atau Irmal 2abel mit Bleimantel +ussenumheullung yang merupakan standar jerman, dan
jenis bahan islasi yang terkini adalah islasi buatan berupa PH1 !Plyvinyl 1hlride" dan 79P0
!1rss89inked Plyethylene". enis bahan islasi PH1 dan 79P0 pada saat ini telah berkembang
pesat dan merupakan bahan islasi yang andal.
Suatu ikhtisar akan disampaikan diba$ah ini mengenai berbagai jenis lgam atau
campurannya yang dipakai untuk ka$at saluran listrik, yaitu:
6embaga elektrlitik, yang harus memenuhi beberapa syarat nrmalisasi, baik mengenai
daya hantar listrik maupun mengenai sifat8sifat mekanikal.
Brns, yang memiliki kekuatan mekanikal yang lebih besar, namun memiliki daya hantar
listrik yang rendah. Sering dipakai untuk ka$at pentanahan.
+luminium, yang memiliki kelebihan karena materialnya ringan sekali. 2ekurangannyaadalah daya hantar listrik agak rendah dan ka$atnya sedikit kaku. 5arganya sangat
kmpetitif. 2arenanya merupakan saingan berat bagi tembaga, dan dapat dikatakan
bah$a secara praktis kini mulai lebih banyak digunakan untuk instalasi8instalasi listrik
arus kuat yang baru dari pada menggunakan tembaga.
+luminium berinti baja, yang biasanya dikenal sebagai +1S% !+luminium 1able Steel
%einfrced", suatu kabel penghantar aluminium yang dilengkapi dengan unit ka$at baja
pada inti kabelnya. 2a$at baja itu diperlukan guna meningkatkan kekuatan tarik kabel.
+1S% ini banyak digunakan untuk ka$at saluran hantar udara.
+ldrey, jenis ka$at campuran antara aluminium dengan silicium !knsentrasinya sekitar
',A E ',F E", /agnesium !knsentrasinya antara ',= E 8 ',=( E" dan ferum
!knsentrasinya antara ',3 E 8 ',= E". 2a$at ini memiliki kekuatan mekanikal yangsangat besar, namun daya hantar listriknya agak rendah.
1per8$eld, suatu ka$at baja yang disekelilingnya diberi lapisan tembaga.
Baja, bahan yang paling banyak digunakan sebagai ka$at petir dan juga sebagai ka$at
pentanahan.
Berdasarkan ikhtisar diatas, dapat dikatakan bah$a bahan yang terpenting untuk saluran
penghantar listrik adalah tembaga dan aluminium, sehingga kedua bahan tersebut banyak digunakan
sebagai ka$at pengantar listrik, baik saluran hantar udara maupun kabel tanah.
Bahan 8 bahan yang bersifat knduktr ialah bahan 8 bahan yang mudah mengalirkan arus
listrik jika dihubungkan dengan sumber tegangan.
/isalnya : tembaga, besi, emas, dll.
Dan bahan 8 bahan yang paling bagus untuk mengalirkan arus listrik adalah 0/+S.
2arena pada bahan knduktr mempunyai banyak sekali elektrn bebas, yang paling
banyak elektrn bebasnya adalah emas.
Bahan 8 bahan yang bersifat islatr ialah bahan 8 bahan yang akan menghambat arus
listrik bila dihubungkan dengan sumber tegangan.
/isalnya : gelas, kaca, karet, kayu, dll.
2enapa tidak dapat menghantarkan arus listrik V
2arena dalam bahan yang bersifat islatr seluruh lintasan elektrnnya memiliki ikatan
yang kuat dengan intinya atau dengan kata lain pada bahan islatr tidak mempunyai
elektrn bebas sehingga $alau diberi tegangan listrik tidak akan membuat elektrn 8elektrnnya bergerak.
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
22/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
Bahan 8 bahan yang bersifat semiknduktr ialah bahan 8 bahan yang pada kndisi
tertentu akan bersifat sebagai islatr dan pada kndisi lain akan bersifat sebagai
knduktr.
/isalnya : germaniun, silicn, dll.
2arena dalam temperatur rendah seluruh lintasan elektrn terisi penuh leh elektrn, dan
ketika dalam temperatur tinggi karena pada temperatur yang tinggi akan ada ikatan 8
ikatan yang pecah sehingga menyebabkan adanya elektrn 8 elektrn bebas.
Penghantar atau kabel yang sering digunakan untuk instalasi listrik penerangan umumnya
terbuat dari tembaga. Penghantar tembaga setengah keras !B11 W 5 K Bare 1pper 1nductr 5alf
5ard" memiliki nilai tahanan jenis ','&;( hm mmX?m dengan tegangan tarik putus kurang dari A&
kg?mmX.
Sedangkan penghantar tambaga keras !B115 K Bare 1pper 1nductr 5ard", kekuatan
tegangan tariknya A& kg?mmX. Pemakaian tembaga sebagai penghantar adalah dengan pertimbangan
bah$a tembaga merupakan suatu bahan yang mempunyai daya hantar yang baik setelah perak.
$. Bahan"bahan Konuktor 6embaga
+luminium
Baja
lfram
/libdenum
Platina
+ir %aksa
Bahan8bahan %esistivitas 6inggi
6imah 5itam Bimetal
2ita akan membahas satu per satu bahan8bahan knduktr yang disebutkan diatas, sebagai berikut:
A' Tembaa
6embaga !1u, 3)" merupakan knduktr panas dan listrik yang baik. Dan paling sering
digunakan dalam instalasi listrik.
9ambangnya berasal dari bahasa 9atin 1uprum. 6embaga merupakan knduktr panas dan
listrik yang baik. Selain itu unsur ini memiliki krsi yang cepat sekali. 6embaga murni sifatnya
halus dan lunak, dengan permukaan ber$arna jingga kemerahan. 6embaga dicampurkan dengan
timah untuk membuat perunggu.
Di era %ma, tembaga umumnya ditambang di Siprus, yang juga asal dari nama lgam ini
!Yyprium, lgam Siprus", nantinya disingkat jadi Yuprum". katan dari lgam ini biasanya
dinamai dengan tembaga!".
n 6embaga!" dapat berlarut ke dalam air, dimana fungsi mereka dalam knsentrasi tinggi
adalah sebagai agen anti bakteri, fungisiddl, dan bahan tambahan kayu. Dalam knsentrasi
tinggi maka tembaga akan bersifat racun, tapi dalam jumlah sedikit tembaga merupakan nutrien
yang penting bagi kehidupan manusia dan tanaman tingkat rendah. Di dalam tubuh, tembagabiasanya ditemukan di bagian hati, tak, usus, jantung, dan ginjal.
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
23/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
6embaga
mempunyai daya
hantar listrik
yang tinggi yaitu
(F N mm3?m
pada suhu 3'1.
2efisien suhu
!L" tembaga
',''A per 1.
/assa jenis
tembaga murni
adalah ;,)>
g?cm=, titik beku
&';=1.
2ekuatan tarik
tembaga tidak
tinggi yaituberkisar antara
3' hingga A'
kg?mm3,
kekuatan tarik
batang tembaga
akan naik setelah
batang tembaga
diperkecil
penampangnya
untuk dijadikan
ka$at berislasiuntuk kabel.
6embaga dalam teknik listrik merupakain suatu bahan yang sangat penting karena sering
digunakan sebagai penghantar dalam rangkaian.
!' Al&mini&m
+luminium !+l, &=" bukan merupakan jenis lgam berat, namun merupakan elemen yang
berjumlah sekitar ;E dari permukaan bumi dan paling berlimpah ketiga.
+luminium murni mempunyai massa jenis 3,F g?cm = , L nya &,A . &' 8( , titik leleh >>',=31 ,
titik didih 3(&)1 , dan tidak krsif. Daya hantar aluminium sebesar =( N.mm3?m atau kira8kira
>&,AE daya hantar tembaga. +luminium adalah lgam paling berlimpah.
+luminium merupakan knduktr listrik yang baik. 6erang dan kuat. /erupakan knduktr
yang baik juga buat panas. Dapat ditempa menjadi lembaran, ditarik menjadi ka$at dan
diekstrusi menjadi batangan dengan bermacam8macam penampang.
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
24/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
+luminium dig8
unakan dalam
banyak hal.
2ebanyakan da8
rinya digunakan
dalam kabel
bertegangan tinggi.
uga secara luas
digunakan da8lam
bingkai jendela dan
badan pesa$at
terbang. Ditemukan
di rumah sebagai
panci, btl
minuman ring8an,
tutup btl susu
dsb.+luminium
murni mudah
dibentuk karena
lunak, kekuatan
tariknya hanya )
kg?mm3. Untuk itu
jika aluminium
digunakan sebagai penghantar yang dimensinya cukup besar, selalu diperkuat dengan baja atau
paduan aluminium. Penggunaan seperti ini disebut +1S% !Aluminium Conductor Steel
Reinforced), +1+% !Aluminium Conductor Alloy Reinforced" dan busbar.
C' !a1a
Baja adalah lgam paduan, lgam besi sebagai unsur dasar dengan karbn sebagai unsur
paduan utamanya. 2andungan unsur karbn dalam baja berkisar antara '.3E hingga 3.&E berat
sesuai grade8nya. ungsi karbn dalam baja adalah sebagai unsur pengeras dengan mencegah
dislkasi bergeser pada kisi kristal !crystal lattice" atm besi. Baja karbn ini dikenal sebagai
baja hitam karena ber$arna hitam, banyak digunakan untuk peralatan pertanian misalnya sabit
dan cangkul.
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
25/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
Daya hantarnya rendah, yaitu F,F Zmm3?m. Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain
karbn adalah !titanium", krm !chrmium", nikel, vanadium, cbalt dan tungsten !$lfram".
Dengan mem8variasikan kan8dungan karbn dan unsur paduan lainnya, berbagai jenis kualitas
baja bisa didapat8kan. Penambahan k8andungan kar8bn pada baja dapat mening8katkan kekeras8
an !hardness" dan
kekuatan tariknya
!tensi8le strength",
namun di sisi lain
membuatnya
menjadi getas
!brittle" serta
menurunkan
keuletannya
!ductility".
Digunakan pada
penghantar
transmisi yangfungsinya untuk
memperkuat
knduktr
aluminium.
2' 3*lfram
lfram !, FA" nama unsur ini diambil dari bahasa 9atin $lframium dan sering juga
disebut tungsten. /erupakan lgam transisi yang sangat keras dan ber$arna kelabu sampai putih
ini ditemukan pada mineral seperti $lframit dan schelit. lfram memiliki titik lebur yang
lebih tinggi dibandingkan *at nn8aly lainnya. Bentuk murni lfram digunakan terutama pada
perangkat elektrnik. Senya$a dan aly8nya digunakan secara luas untuk banyak hal, yang
paling dikenal adalah sebagai filamen bla lampu, tabung sinar8C, dan superaly. Daya hantarnya
sebesar ','(( Zmm3?m. Penggunaannya: filamen !lampu pijar, lampu halgen, lampu ganda"
elektrda, tabung elektrnik.
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
26/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
E' M*libden&m
/libdenum !/, A3" adalah salah satu lgam pertama yang ditemukan leh para ahli kimia
mdern. Ditemukan pada tahun &FF; leh kimia$an S$edia 1arl ilhelm Scheele. /libdenumadalah lgam transisi, sehingga menempatkannya di tengah8tengah tabel peridik, dengan nmr
atm A3. 6abel peridik itu sendiri adalah suatu bagan yang menunjukkan bagaimana unsur8
unsur kimia yang terkait antara satu dengan yang lain. /libdenum bersifat keras, seperti lgam
perak dengan titik leleh sangat tinggi. /libdenum biasanya digunakan untuk menjadi campuran
dengan lgam lain. Daya hantarnya sebesar ','A; Zmm3?m.
/libdenum campuran sendiri akan memiliki sifat berbeda dari unsur lgam yang pertama,
/libdenum biasanya sering dicampur dengan baja untuk meningkatkan kekuatan, ketangguhan,
ketahanan terhadap keausan dan krsi, dan kemampuan untuk mengeraskan baja.
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
27/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
"' $latina
Platina !Pt, F;" merupakan lgam transisi yang berat, berharga, ber$arna putih8keabuan.
Platinum tahan karat dan terdapat dalam beberapa bijih nikel dan cpper. Platinum digunakan
dalam perhiasan, peralatan labratrium, gigi, dan peralatan kntrl emisi mbil. Daya hantarnya
sebesar ',& Zmm3?m.
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
28/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
4' Air Raksa
+ir %aksa !5g, ;'" atau hydargyrum?merkuri !bahasa 9atin: 5ydrargyrum, air?cairan perak",
lgam transisi ini ber$arna keperakan dan merupakan satu dari lima unsur !bersama cesium,
fransium, galium, dan brm" yang berbentuk cair dalam suhu kamar, serta mudah menguap. 5g
akan memadat pada tekanan F.>A' +tm. 2elimpahan 5g di bumi menempati di urutan ke8>F di
antara elemen lainnya pada kerak bumi. Di alam, merkuri !5g" ditemukan dalam bentuk unsur
merkuri !5g'", merkuri mnvalen !5g&-", dan bivalen !5g3-". Daya hantarnya sebesar ',)(
Zmm3?m.
%aksa banyak digunakan sebagai bahan amalgam gigi,termmeter, barmeter, dan peralatan ilmiah lain,
$alaupun penggunaannya untuk bahan pengisi
termmeter telah digantikan !leh termmeter alkhl,
digital, atau termistr" dengan alasan kesehatan dan
keamanan karena sifat tksik yang dimilikinya. Unsur ini
diperleh terutama melalui prses reduksi dari cinnabar
mineral. Densitasnya yang tinggi menyebabkan benda8
benda seperti bla biliar menjadi terapung jika diletakkan
di dalam cairan raksa hanya dengan 3' persen vlumenya
terendam. uga digunakan pada gas pengisi tabung elektrnik, penghunbung pada saklar air
raksa, cairan pada pmpa difusi.
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
29/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
H' !aan.baan Resisti5itas TiniBahan ini digunakan untuk peralatan yang memerlukan resistansi yang besar agar bila dialiri
arus akan terjadi tegangan anjlk yang besar. 1nthnya: Pemanas listrik, %hestat, %esistr.
+dapun antara lain, sebagai berikut:
2nstantan
2rmel
/anganin
Iikram
echral
Iikelin
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
30/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
Berikut ini tabel kmpsisi bahan resistivitas tinggi:
I' Tima Hitam
6imah hitam !Pb, ;3" lambangnya diambil dari bahasa 9atin Plumbum. 6imah hitam atau
timbal adalah lgam berat yang terdapat secara alami di dalam kerak bumi. 2eberadaan timbal
bisa juga berasal dari hasil aktivitas manusia, yang mana jumlahnya ='' kali lebih banyak
dibandingkan Pb alami yang terdapat pada kerak bumi. Pb terknsentrasi dalam depsit bijih
lgam. Unsur Pb digunakan dalam bidang industri mdern sebagai bahan pembuatan pipa airyang tahan krsi, bahan pembuat cat, baterai, dan campuran bahan bakar bensin tetraetil.
6imbal !Pb" adalah lgam yang mendapat perhatian khusus karena sifatnya yang tksik
!beracun" terhadap manusia. 6imbal !Pb" dapat masuk ke dalam tubuh melalui knsumsi
makanan, minuman, udara, air, serta debu yang tercemar Pb. Daya hantarnya sebesar A,(
Zmm3?m. Pemakaian timah hitam pada teknik listrik: sel8akumulatr, dan selubung kabel tanah.
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
31/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
J' !imetal
Bimetal adalah lgam campuran, yang umum digunakan adalah invar
!>=,&E e - =>,&E Ii - ',AE /n - ',AE 1u" sebagai lgam yang
mempunyai L kecil yaitu &,(.&'8>?1. Sedangkan untuk lgam kedua
dengan L lebih besar dapat digunakan : besi, nikel, knstantan, tembaga
dengan prses dingin, perunggu atau mnel !>>E Ii - 3;E 1u - e, /n"
atau baja nn magnetik. Penggunaannya: /1B dan 49%.
2eterangan:
&. 1able terminals
3. Bi8metal therm element
=. 1ntacts
A. +rc chamber
(. Slenid
>. 4perating handle 8 used t manually trip and reset the circuit
breaker.
F. Din rail munting
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
32/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
%. Prinsi& Ker#a Konuktor
9ampu dapat menyala karena ada listrik yang mengalir dalam rangkaian listrik. Bahan8bahan yang
dapat menyalakan lampu adalah bahan knduktr. adi knduktr adalah bahan yang mudahmenghantarkan arus listrik.
Bahan knduktr memiliki hambatan kecil karena hambatan jenisnya kecil. Bahan knduktr
memiliki elektrn pada kulit atm terluar yang gaya tariknya terhadap inti atm lemah. Dengan
demikian, apabila ujung8ujung knduktr dihubungkan dengan tegangan kecil saja elektrn akan
bergerak bebas sehingga mendukung terjadinya aliran elektrn !arus listrik" melalui knduktr.
'. Klasifikasi Konuktor
a) !erdasarkan K*nstr&ksin%a
&. Penghantar pejal !slid"[ yaitu penghantar yang berbentuk ka$at pejal yang
berukuran sampai &' mmX. 6idak dibuat lebih besar lagi dengan maksud untuk
memudahkan penggulungan maupun pemasangannya.
3. Penghantar berlilit !stranded"[ penghantarnya terdiri dari beberapa urat ka$at
yang berlilit dengan ukuran & mmX ('' mmX.
=. Penghantar serabut !fleksibel"[ banyak digunakan untuk tempat tempat yang sulit
dan sempit, alat8alat prtabel, alat8alat ukur listrik dan pada kendaraan bermtr.Ukuran kabel ini antara ',( mmX 8 A'' mmX.
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
33/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
A. Penghantar persegi !busbar"[ penampang penghantar ini berbentuk persegi empat
yang biasanya digunakan pada P5B !Papan 5ubung Bagi" sebagai rel8rel
pembagi atau rel penghubung. Penghantar ini tidak berislasi.
b) !erdasarkan J&mla $enantarn%a
&. Penghantar simpleC[ ialah kabel yang dapat berfungsi untuk satu macam
penghantar saja !misal: untuk fasa atau netral saja".
1nth penghantar simpleC ini antara lain: I#+ &,( mmX[ I#+ 3,( mmX dan
sebagainya.
3. Penghantar dupleC[ ialah kabel yang dapat menghantarkan dua aliran !dua fasa
yang berbeda atau fasa dengan netral". Setiap penghantarnya diislasi kemudian
diikat menjadi satu menggunakan selubung. Penghantar jenis ini cnthnya I#/
3C3,( mmX, I## 3C3,(mmX.
=. Penghantar tripleC[ yaitu kabel dengan tiga pengantar yang dapat menghantarkan
aliran = fasa !%, S dan 6" atau fasa, netral dan arde.
1nth kabel jenis ini: I#/ =C3,( mmX, I## =C3,( mmX dan sebagainya.
A. Penghantar QuadrupleC[ kabel dengan empat penghantar untuk mengalirkan arus =fasa dan netral atau = fasa dan pentanahan.
Susunan hantarannya ada yang pejal, berlilit ataupun serabut. 1nth penghantar
QuadrupleC misalnya I#/ AC3,( mmX, I#/5# AC3,(mmX dan sebagainya.
c) Jenis.Jenis Kabel 6 $en&naann%a
2abel I#+
2abel I#/
2abel I#+
2abel I##
2abel I#GB# 2abel I#1#
2abel I#/5#4
2abel I#/5#
2abel B1
2abel +1S%
2abel +++1
2abel +1+%
Berikut pejelasan dari masing8masing kabel penghantar di atas:
&" Kabel 7A
2abel I#+
berinti tunggal,
berlapis bahan
islasi PH1,
untuk instalasi
luar?kabel udara.
2abel tipe ini
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
34/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
umum dipergunakan di perumahan karena harganya yang relatif murah. +gar aman
memakai kabel tipe ini, kabel harus dipasang dalam pipa?cnduit jenis PH1 atau saluran
tertutup. Sehingga tidak mudah menjadi sasaran gigitan tikus dan tidak tersentuh
langsung.
,) Kabel 7M
2abel I#/
memiliki lapisan
islasi PH1 !biasanya
$arna putih atau abu8
abu", ada yang berinti
3, = atau A. 2abel
I#/ memiliki
lapisan islasi dua
lapis, sehingga tingkat keamanannya lebih baik dari kabel I#+ !harganya lebih mahaldari I#+". 2abel ini dapat dipergunakan dilingkungan yang kering dan basah, namun
tidak bleh ditanam.
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
35/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
=" Kabel 7A"
2abel I#+ merupakan jenis kabel fleksibel dengan penghantar tembaga serabut
berislasi PH1. Digunakan untuk instalasi panel8panel yang memerlukan fleksibelitas
yang tinggi.
A" Kabel 7
2abel I## memiliki lapisan islasi PH1 !biasanya $arna hitam", ada yang berinti3, = atau A. 2abel I## dipergunakan untuk instalasi tertanam !kabel tanah", dan
memiliki lapisan islasi yang lebih kuat dari kabel I#/ !harganya lebih mahal dari
I#/". 2abel I## memiliki islasi yang terbuat dari bahan yang tidak disukai tikus.
(" Kabel 7"4b87R4b87!
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
36/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
2abel I#Gb# ini
digunakan untuk instalasi ba$ah
tanah, di dalam ruangan di dalam
saluran8saluran dan pada tempat8
tempat yang terbuka dimana
perlindungan terhadap gangguan
mekanis dibutuhkan, atau untuk
tekanan rentangan yang tinggi
selama dipasang dan
diperasikan.
9) Kabel 7C
2abel ini dirancang untuk
jaringan listrik dengan
penghantar knsentris dalam
tanah, dalam ruangan, saluran
kabel dan alam terbuka. 2abel
prtdur dengan dua lapis
pelindung pita 1U 2abel.
nstalasi ini bisa ditempatkan
diluar atau didalam bangunan,
baik pada kndisi lembab
maupun kering.
:) Kabel 7MH;
/erupakan kabel jenis serabut dengan berintikan dua serabut. 2abel ini biasanyadigunakan untuk sundsystem, ludspeaker, virtual vide. enis kabel ini mampu
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
37/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
menghantar hingga F'' H+ sehingga aman dan menjadikan pembayaran rekening listrik
menjadi murah. Untuk jenis kabel I#/5#4 biasanya digunakan pada mdel %ll.
Untuk jenis kabel I#/5#4 biasanya digunakan pada lampu taman.
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
38/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
=) Kabel !C
2abel ini dipilin?stranded, disatukan. Ukuran ? tegangan mak K > ('' mm3 ? (''
H Pemakaian K saluran diatas tanah dan penghantar pentanahan.
&'" Kabel ACSR
2abel +1S% merupakan ka$at
penghantar yang terdiri dari aluminium
berinti ka$at baja.2abel ini digunakan
untuk saluran8saluran transmisi
tegangan tinggi, dimana jarak antara
menara?tiang berjauhan, mencapai
ratusan meter, maka dibutuhkan kuat
tarik yang lebih tinggi, untuk itu
digunakan ka$at penghantar +1S%.
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
39/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
&&" Kabel AAAC
2abel ini terbuat dari aluminium8magnesium8silicn campuran lgam,
keterhantaran elektris tinggi yang berisi magnesium silicide, untuk memberi sifat yang
lebih baik. 2abel
ini biasanya dibuat
dari paduan
aluminium >3'&.
+++1
mempunyai suatu
anti karat dan
kekuatan yang
baik, sehingga
daya hantarnya
lebih baik.
&3" Kabel ACAR
2abel +1+% yaitu ka$at penghantar aluminium yang diperkuat dengan lgam
campuran, sehingga kabel ini lebih kuat daripada kabel +1S%.
7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
40/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
A. S(MI K)*D+K,)-
#'$enertian !aan Semik*nd&kt*r
Semiknduktr adalah sebuah bahan dengan knduktivitas listrik yang berada di antara
islatr dan knduktr. Sebuah semiknduktr bersifat sebagai islatr pada temperatur yang sangat
rendah, namun pada temperatur ruangan besifat sebagaiknduktr.
Semiknduktr sangat berguna dalam bidang elektrnik,karena knduktansinya yang dapat
diubah8ubah dengan menyuntikkan materi lain !biasa disebut pendnr elektrn". Bahan8 bahan
lgam seperti tembaga, besi, timah disebut sebagai knduktr yang baik sebab lgam memiliki
susunan atm yang sedemikian rupa, sehingga elektrnnya dapat bergerak bebas. Sebenarnya atm
tembaga dengan lambang kimia 1u memiliki inti 3) in !-" dikelilingi leh 3) elektrn !8".
Sebanyak 3; elektrn menempati rbit8rbit bagian dalam membentuk inti yang disebut nucleus.
http://id.wikipedia.org/wiki/Konduktivitas_listrikhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Konduktor_(material)&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Konduktorhttp://id.wikipedia.org/wiki/Konduktorhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Bidang_elektronik&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Bidang_elektronik&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Konduktivitas_listrikhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Konduktor_(material)&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Konduktorhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Bidang_elektronik&action=edit&redlink=17/26/2019 Cover Ilmu Bahan
41/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
Dibutuhkan energi yang sangat besar untuk dapat melepaskan ikatan elektrn8elektrn ini. Satu buah
elektrn lagi yaitu elektrn yang ke83), berada pada rbit paling luar.
4rbit terluar ini disebut pita valensi dan elektrn yang berada pada pita ini dinamakan
elektrn valensi. 2arena hanya ada satu elektrn dan jaraknya \jauh] dari nucleus, ikatannya tidaklah
terlalu kuat. 5anya dengan energi yang sedikit saja elektrn terluar ini mudah terlepas dari ikatannya.
Gamar!" # Ikatan atom tema$a
,' Str&kt&r At*m Semik*nd&kt*r
4perasi semua kmpnen benda padat seperti dida, 90D, 6ransistr Biplar dan 06 serta
4p8+mp atau rangkaian terpadu lainnya %solid state) didasarkan atas sifat8sifat semiknduktr.
Secara umum semiknduktr adalah bahan yang sifat8sifat kelistrikannya terletak antara sifat8sifat
knduktr dan islatr.
Sifat8sifat kelistrikan knduktr maupun islatr tidak mudah berubah leh pengaruh
temperatur, cahaya atau medan magnet, tetapi pada semiknduktr sifat8sifat tersebut
sangat sensitif. 0lemen terkecil dari suatu bahan yang masih memiliki sifat8sifat kimia dan fisika
yang sama adalah atm. Suatu atm terdiri atas tiga partikel dasar, yaitu: neutrn, prtn, dan
elektrn. Dalam struktur atm,prtn dan neutrn membentuk inti atm yang bermuatan psitip
dan sedangkan elektrn8elektrn yang bermuatan negatip mengelilingi inti. 0lektrn8elektrn initersusun berlapis8lapis. Struktur atm dengan mdel Bhr dari bahan semiknduktr yang paling
banyak digunakan adalah silikn dan germanium.
Gambar &. Struktur +tm !a" Silikn[ !b" Germanium
Seperti ditunjukkan pada Gambar & atm silikn mempunyai elektrn yang mengrbit !yang
mengelilingi inti" sebanyak &A dan atm germanium mempunyai =3 elektrn. Pada atm yang
seimbang !netral" jumlah elektrn dalam rbit sama dengan jumlah prtn dalam inti.
/uatan listrik sebuah elektrn adalah: &.>'38&) 1 dan muatan sebuah prtn adalah: -&.>'38&) 1. 0lektrn yang menempati lapisan terluar disebut sebagai elektrn valensi. +tm silikn
dan germanium masing mempunyai empat elektrn valensi. 4leh karena itu baik atm silikn
http://blog.umy.ac.id/clasiccboy/files/2012/04/101.pnghttp://blog.umy.ac.id/clasiccboy/files/2012/04/91.png7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
42/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
maupun atm germanium disebut juga dengan atm tetra8valent !bervalensi empat". 0mpat
elektrn valensi tersebut terikat dalam struktur kisi8kisi, sehingga setiap elektrn valensi akan
membentuk ikatan kvalen dengan elektrn valensi dari atm8atm yang bersebelahan.
-' $ita Eneri !aan (Si dan 4e)
Pita energi adalah kumpulan garis pada tingkat energi yang sama akan saling berimpit.
Berdasarkan pengisian elektrn, pita energi dapat dibedakan menjadai dua jenis, yaitu pita valensi
dan pita knduksi. Pita valensi adalah pita energi teratas yang terisi penuh leh elektrn, sedangkan
pita knduksi adalah pita energi yang berada di atas pita valensi yang terisi leh sebagian atau tidak
terisi sama sekali leh elektrn. Pada umumnya diantara pita valensi dan pita knduksi terdapat suatu
celah yang disebut dengan celah energi ! hle ". 0nergi celah pita atau yang sering juga disebut
dengan 0nergi gap !0g"
dapat dihitung dengan persamaan :
E > 5 dimana h adalah knstanta Planck.
Gambar &.A 6ingkat energi !a" pada
atm tunggal dan !b" pita energi pada
2ristal.
Penentuan pita energi secara
rinci dibicarakan difisika kuantum,
namun secarasederhana, akan
ditunjukan sebagai cnth penentuan
struktur pita energi pada bahanpadat 2ristal. Pada gambar &.( diba$ah ini dapat dilihat ilustrasi pita energi untuk
2ristal semiknduktr. pada keadaan kesetimbangan !eQuilibrium", pita energi terbagi menjadi dua
bagian dan dipisahkan leh daerah dimana elektrn tidak bisa bergerak atau berperasi, daerah ini
disebut daerah terlarang !frbidden gap atau band gap". Pita atas dinamakan pita knduksi, dan pita
bagian ba$ah dinamakan pita valensi.
Gambar &.( Struktur pita energi bahan semiknduktr.
Banyaknya elektrn pada setiap pita energi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :
?e > ,(,l @#)7
dimana l menyatakan bilangan kuantum rbital !', &, 3, =, ^" dan I menyatakan banyaknya atmyang saling berdekatan.
http://blog.umy.ac.id/clasiccboy/files/2012/04/122.pnghttp://blog.umy.ac.id/clasiccboy/files/2012/04/112.png7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
43/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
/' $ita Eneri !aan (Si dan 4e) saat dik*t*ri denan In
/enurut teri pita energi, lubang aseptr ini menempati tingkat energi akeptr
yang berada dalam pita terlarang, sedikit diatas pita valensi.
Gambar &.> Diagram tingkat energi untuk sebuah
semiknduktr jenis p.
Pada saat elektrn valensi Germanium !Ge" maupun silikn !Si" berikatan dengan
elektrn valensi ndium !In", maka akan menghasilkan daerah terlarang. Daerah terlarang
ini terdiri dari dua pita, yaitu pita valensi dan pita knduksi. 0lektrn elektrn dalam pita
valensi memiliki energi termal yang cukup pada suhu kamar !3( 1" untuk mengisi tingkat0
aseptr ini, lalu meninggalkan suatu lbang baru pada pita valensi. 9ubang baru pada pita
valensi akan diisi leh elektrn tetangga sebelahnya. +liran elektrn dalam pengtran
tersebut adalah lubang bermuatan psitif yang bergerak berla$an arah dengan gerakan
elektrn. 4leh sebab itu, maka lubang !hle" yang bergerak dalam valensi merupakan
pemba$a muatan mayritas, sedangkan pemba$a muatan minritas adalah elektrn yang
bergerak dalam pita knduksi.
Gambar &.F Struktur pita energi Germanium !Ge" maupun silikn !Si" se$aktu berikatan dengan
elektrn valensi ndium !In".
adi hasil dari pengtran Germanium !Ge" dan Silikn !Si" dengan menggunakan
ndium !In" adalah semiknduktr tipe8p. Dimana pita terlarang untuk Germanium !Ge"
memiliki lebar ',F eH sedangkan pada Silikn, lebar pita terlarangnya adalah sebesar &,&
eH. 5al ini disebabkan karena pengtran ini menghasilkan pemba$a muatan negatif pada
indium !In" dan Germanium !Ge" yang merupakan 2ristal yang netral. 5al ini memenuhi
persamaan :
&n &ini ni
persamaan di atas dinamakan hkum mass8actin.
0' Semik*nd&kt*r Ti+e.7
/isalnya pada bahan silikn diberi dping phosphorus atau arsenicyang pentavalen yaitu
bahan kristal dengan inti atm memiliki ( elektrn valensi. Dengan dping, Silikn yang tidak lagi
murni ini !impurity semiconductor" akan memiliki kelebihan elektrn. 2elebihan elektrnmembentuk semiknduktr tipe8n. Semiknduktr tipe8n disebut juga d*n*ryang siap melepaskan
elektrn.
http://blog.umy.ac.id/clasiccboy/files/2012/04/141.pnghttp://blog.umy.ac.id/clasiccboy/files/2012/04/132.png7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
44/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
Gamar & # dopin$ atom penta'alen
Susunan bahan semiknduktr intrinsik dapt dilihat pada gambar&, hanya terdiri dariunsur Si
atau Ge. Sedangkan untuk semiknduktr tipe8n dan tipe8p dapat dilihat pada !gambar = dan A" ,
gambar n ( dan > menunjukan pita energinya .
Gambar ( menunjukkan pita energy pada semiknduktr tipe8n, sedangkan ambar > menunjukkan
pita energy pada semiknduktr tipe8p.
pada semiknduktr tipe 8p atm yang dipasnag menimbulkan hle, atm tersebut disebutatm akseptr !mempunyai lbang". Sebagian akseptr adalah atm dari brn, alumunium, gallium,
indium. 9etak atm akseptr lebih dekat pada pita valensi !gambar >". Untuk semiknduktr tipe8n,
atm yangmenggantikan Si atau Ge bervalensi ( sehingga bahan menjadi kelebihan elektrn. +tm
yangmenggantikan disebut atm dnr . 9etak atm dnr pada celah energi lebih dekat dengan pita
knduksi. Pada bahan semiknduktr yang bertindak sebagai pemba$a muatan adalah hle dan
elektrn bebas. Pada bahan jenis p pemba$a muatannya adalah hle sedangkan pada bahan jenis n
pemba$a muatannya adalah elektrn bebas.
Bahan semiknduktr memiliki daya hantar lebih kecil dibanding bahan knduktr,tetapi
lebih besar dibandingkan bahan islatr . Prses knduksi pada bahan8bahandipengaruhi leh jarak
pita knduksi dan pita valensi. Pita energi dibagi menjadi tiga yaitu :
Pita valensi yaitu pita energi terakhir yang terisi penuh !*ne penuh".
Pita knduksi yaitu pita diatas pita pita valensi yang berisi setengah penuh atau ksng!*ne bebas".
http://blog.umy.ac.id/clasiccboy/files/2012/04/161.pnghttp://blog.umy.ac.id/clasiccboy/files/2012/04/151.png7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
45/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
Diantara pita knduksi dan valensi terdapat celah energi yang disebut pita terlarang !*neterlarang".
Bahan8bahan knduktr, semiknduktr dan islatr memiliki pita energi yang berbeda.
Dapat dilihat pada gambar berikut :
Pada knduktr jarak kedua pita sangat dekat sekali bahkan hampir menumpuk, pada
islatr jarak keduanya cukup jauh sehinggaelektrn dari *ne penuh tidak dapat pindah ke
*ne bebas, sedangkan pada semiknduktr jarak keduanya tidak begitu jauh dan inimemungkinkan
elektrn dapat berpindah jika dipengaruhi leh faktr luar misalnya : panas
medan magnet
tegangan yang tinggi.
Berikut tabel yang berisi beberapa energi inisasi dan resistansi pada semiknduktr jenis8n
dan jenis8p :
Penggabungan semiknduktr jenis p dan jenis n pada kmpnen elektrnika diantaranya
adalah resistr, dida, dan transistr .
a".Dida b".6ransistr
http://blog.umy.ac.id/clasiccboy/files/2012/04/191.pnghttp://blog.umy.ac.id/clasiccboy/files/2012/04/20.pnghttp://blog.umy.ac.id/clasiccboy/files/2012/04/181.pnghttp://blog.umy.ac.id/clasiccboy/files/2012/04/171.png7/26/2019 Cover Ilmu Bahan
46/102
2
EL%D20!
ILMU BAHAN
9' Semik*nd&kt*r Ti+e.$
2alau silikn diberi dping(oron, GalliumatauIndium, maka akan didapat semiknduktr
tipe8p. Untuk mendapatkan silikn tipe8p, bahan dpingnya adalah bahan trivalen yaitu unsur dengan
in yang memiliki = elektrn pada pita valensi. 2arena in silikn memiliki A elektrn, dengan
demikian ada ikatan kvalen yang blng !hole". 5le ini digambarkan sebagai akse+t*ryang siap
menerima elektrn. Dengan demikian, kekurangan elektrn menyebabkan semiknduktr ini menjadi
tipe8p.
Gamar # dopin$ atom tri'alent
Secara skematik semiknduktr tipe8p digambarkan seperti terlihat pada gambar berikut :
2eterangan :
a" Struktur 2ristal silicn dengan sebuah atm pengtr valensi tiga menggantikan psisisalah satu
atm silicn.
b" Struktur pita energi semiknduktr tipe8p
http://blog.umy.ac.id/clasiccboy/files/2012/04/16