CBR Bahan-Bahan Listrik [PDF]

Citation preview

KATA PENGANTAR Puji dan syukur tak lupa kita panjatkan kepada Allah SWT karena dengan rahmatnya saya dapat menyelesaikan tugas makalah mata kuliah Bahan-bahan Listrik yang berjudul “Critical Book Report”.Penulis berterima kasih kepada Bapak dosen yang bersangkutan yang sudah memberikan bimbingannya. Penulis juga menyadari bahwa tugas ini masih banyak kekurangan oleh karena itu penulis minta maaf jika ada kesalahan dalam penulisan dan penulis juga mengharapkan kritik dan saran yang membangun guna kesempurnaan tugas ini. Akhir kata penulis ucapkan terima kasih semoga dapat bermanfaat dan bisa menambah pengetahuan bagi pembaca. Medan, September 2017



DAFTAR ISI KATA PENGANTAR DAFTAR ISI



i ii



BAB I PENDAHULUAN



1



Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Manfaat



1 1 1 1



BAB II PEMBAHASAN



2



Identitas Buku Ringkasan Isi Penilaian Buku



2 3 13



BAB III PENUTUP



14



Kritik dan Saran Kesimpulan



14 14



DAFTAR PUSTAKA



BAB I PENDAHULUAN



A. LATAR BELAKANG Pada dasarnya semua buku yang telah ditulis oleh para penulis memiliki keunikan masingmasing, namun ada juga diantara mereka yang masih memiliki kekurangan, hingga buku tersebut belum begitu sempurna untuk dipelajari, sehingga dibutuhkan bku lain untuk melengkapi kekurangan buku yang satu tadi. Tapi seharusnya, kita harus sangat berterimakasih kepada para penulis buku, karena mereka telah memberikan ilmu mereka untuk kita sehingga kita dapat belajar dari buku-buku mereka. Oleh karena itu, saya membuat Critical Book Report ini, untuk melihat perbedaan dan persamaan dari kedua buku yang berbeda penulisnya tentang suatu materi pembelajaran dan juga untuk memenuhi salah satu tugas Bahan-bahan Listrik.



B. RUMUSAN MASALAH 1. Apakah isi buku pertama sama dengan isi buku kedua ? 2. Apa kekurangan dan kelebihan dari kedua buku tersebut ?



C. TUJUAN 1. Mengulas isi sebuah buku 2. Mencari dan mengetahui informasi yang ada dalam buku 3. Melatih diri untuk berpikir kritis dalam mencari informasi yang diberikan oleh setiap bab dari buku pertama dan buku kedua 4. Membandingkan isi buku pertama dan buku kedua



D. MANFAAT 1. Banyak dapat informasi tentang buku ini 2. Menambah luas pengetahuan



BAB II PEMBAHASAN



A. IDENTITAS BUKU Buku Utama



Nama Buku Pengarang Penerbit Tahun Terbit Kota Terbit Jumlah Halaman



: ILMU BAHAN LISTRIK : Dr.Adi Sutopo,M.Pd,M.T. :: 2016 : Medan : 108 Halaman



Buku Pembanding



Nama Buku Pengarang Penerbit Tahun Terbit Kota Terbit Jumlah Halaman



: PENGETAHUAN BAHAN LISTRIK DAN MESIN : Drs. Sumanto, MA : Andi Offset Yogyakarta : 1994 : Yogyakarta : 166 Halaman



B. Ringkasan Isi Buku Utama Sumber Penyusun



: Ilmu Bahan Listrik : Dr. Adi Sutopo, M.Pd, M.T



PENDAHULUAN SIFAT BAHAN A. Sifat Bahan Pengetahuan tentang bahan listrik bagi orang yang berkecimpung dalam teknik elektro (listrik) sangat penting, karena pemilihan bahan dalam penggunaan, penyaluran dan pengamanan energi listrik akan efisiensi, efektifitas dan keamanan sistem tenaga listrik. Pemilihan bahan-bahan listrik merupakan bagian yang sangat penting dalam sistem tenaga listrik baik untuk listrik tegangan rendah (0 – 380 V), tegangan menengah (3000 V – 33000 V), tegangan tinggi (33000 V – 150 KV) hingga tegangan ekstra tinggi (>150 KV). Rendahnya kualitas penyaluran daya listrik diakibatkan oleh kebocoran arus listrik.Kebocoran arus listrik dapat terjadi karena terjadi tegangan tembus pada isolator penghantar yang menyebabkan ada arus listrik yang mengalir pada bagian permukaan luar komponen listrik mrnuju ke dalam tanah. Hal yang penting dalam penyaluran energi listrik adalah perlindungan keamanan manusia dan lingkungan dari bahaya kebakaran atau sengatan aliran listrik yang dapat mengancam keselamatan jiwa manusia dan kerugian harta benda. Sifat bahan yang ada di alam ini dalam bidang teknik tenaga listrik terbagi menjadi empat : 1. Konduktor 2. Isolator 3. Semi konduktor 4. Super konduktor Sifat lainnya pada bahan listrik yang perlu diperhatikan antara lain: 1. Sifat mekanis 2. Sifat fisis 3. Sifat kimia B. Hubungan antara Arus, Tegangan dan Tahanan Arus dapat mengalir apabila: 1. Terdapat partikel bermuatan listrik sebagai pembawa muatan 2. Terdapat tegangan listrik diantara ujung-ujung rangkaian 3. Adanya rangkaian tertutup



BAHAN PENGHANTAR LISTRIK A. Pendahuluan Bahan penghantar adalah bahan yang memiliki banyak elektron bebas pada kulit terluar orbit.Bahan penghantar yang banyak digunakan dalam sistem tenaga listrik terdiri dari bahan berbentuk padat atau cair. Kualitas bahan penghantar dalam sistem tenaga listrik tergantung dari karakteristik bahan yang meliputi tahanan jenis, koefisien suhu, koefisien muai panjang, sifat terhadap reaksi kimia, daya mekanis dan lain sebagainya. B. Hubungan Antara R,ρ,L dan A



Keterangan : R = Besar hambatan L = Panjang penghantar A = Luas penampang ρ = resistivitas suatu bahan



ISOLATOR A. Pendahuluan Isolator listrik adalah bahan yang tidak bisa melakukan perpindahan muatan listrik.Sifat bahan isolator adalah valensi elektronnya terikat kuat pada atom-atomnya.Isolator dalam sistem penyaluran tenaga listrik berfungsi sebagai penopang kabel bermuatan listrik sehingga tidak ada arus listrik yang mengalir ke bagian lain sehingga antar konduktor satu dengan konduktor lainnya tidak terjadi hubungan pendek. B. Sifat Bahan Penyekat Pemakaian bahan penyekat perlu mempertimbangkan sifat kelistrikannya, selain itu juga perlu mempertimbangkan sifat termal, sifat mekanis, dan sifat kimia. Resistivitas bahan isolator yang baik adalah memiliki resistivitas tinggi tak terhingga, namun dalam kemyataannya hal tersebut tidak dapat dicapai. Besarnya resistivitas berdasarkan hokum ohm adalah:



1. Resistivitas bahan



Ri = Keterangan: Ri = Resistivitas V = Tegangan kerja Ib = Arus bocor



V Ib ……….



2. Resistivitas volume



l



Rv = ρy ( s ) Keterangan : ρy : resistivitas bahan l : Panjang isolasi s : Luas permukaan



C. Pembagian Kelas Bahan Penyekat 1. Kelas Y, suhu kerja maksimum 90 0 C 2. Kelas A, suhu kerja maksimum 1500 C 3. Kelas E, suhu kerja maksimum 1200 C



D. Bentuk Bahan Isolator 1. Bahan penyekat bentuk padat 2. Bahan penyekat bentuk cair 3. Bahan penyekat bentuk gas



SEMIKONDUKTOR A. Pita Energi Semikonduktor Secara umum semikonduktor adalah bahan yang sifat-sifat kelistrikannya terletak antara sifat-sifat konduktor dan isolator. Bahan semikonduktor adalah bahan yang bersifat setengah konduktor karena celah energi yang dibentuk oleh struktur bahan ini lebih kecil daripada celah energi bahan isolator tetapi lebih besar dari celah energi bahan konduktor, sehingga memungkinkan elektron berpindah dari satu atom penyusun ke atom penyusun lain dengan perlakuan tertentu terhadap bahan.



B. Karakteristik Bahan Semikonduktor 1. Semikonduktor elemental terdiri atas unsur-unsur pada sistem periodik golongan IV A seperti Silikon, Germanium dan Karbon. 2. Semikonduktor gabungan terdiri atas senyawa yang dibentuk dari logam unsur periodik golongan II B dan III A (valensi 2 dan 3) dengan non logampada golongan V A dan VI A (valensi 5 dan 6) sehingga membentuk ikatan yang stabil (valensi 8). C. Jenis Semikonduktor 1. Semikonduktor Intrinsik 2. Semikonduktor Ekstrinsik



SUPERKONDUKTOR A. Pendahuluan Superkonduktor pertama kali ditemukan oleh seorang fisikawan Belanda, Heike Kamerlingh Onnes dari Universitas Leiden pada tahun 1991.Superkonduktor adalah suatu material yang tidak memiliki hambatan dibawah suatu nilai suhu tertentu.



B. Sifat Kelistrikan Superkonduktor Bahan logam konduktor tersusun dari kisi-kisi dan basis serta electron bebas, maka pada saat arus listrik melalui bahan yang menyebabkan medan listrik maka electron akan mendapat percepatan. Medan listrikakan menghamburkan elektron ke segala arah dan menumbuk atom-atom pada kisi. Kecepatam hamburan elektron inilah yang menyebabkan adanya hambatan listrik pada logam konduktor.



C. Sifat Kemagnetan Superkonduktor Sifat lain dari superkonduktor yaituu bersifat diamagnetisme sempurna. Jika senuah superkonduktor ditempatkan pada medan magnet, maka tidak aka nada medan magnet dalam superkonduktor.



D. Suhu dan Medan Magnet Kritis Suhu kritis adalah suhu yang membatasi antara sifat konduktor dan superkonduktor. Jika suhu suatu bahan dinaikkan, maka getaran elektron akan bertambah sehingga banyak phonons yang dipancarakan.



E. Tipe Superkonduktor 1. Superkonduktor tipe I 2. Superkonduktor tipe II



C. Ringkasan Buku pembanding Sumber Penyusun



: PENGETAHUAN BAHAN MESIN DAN LISTRIK : Drs. Sumanto, MA



BAB 1 PENDAHULUAN A. Tinjauan Utama Bahan-bahan tersebuat ada yang berbentuk padat, cair, atau gas. Selain pengelompokkan berdasarkan wujud tersebut dalam teknik listrik, bahan-bahan juga dapat dikelompokkan sebagai berikut: 1. Bahan besi 2. Bahan penghantar 3. Bahan penyekat 4. Bahan setengah penghantar 5. Bahan magnetis 6. Bahan superkonduktor 7. Bahan nuklir 8. Bahan khusus (bahan untuk pembuatan kontak-kontak untuk sekring, dan sebagainya) B. Sifat Mekanis Bahan Kekuatan tarik merupakan sifat mekanis yang sangat penting dari logam, terutama untuk perhitungan-perhitungan konstruksi. 1.Besaran Tegangan-Regangan Teknik Kekuatan tarik bahan dinyatakan sebagai beban maksimum yang dapat diterima oleh bahan dibagi luas penampang semula bahan uji.



σ



u=



Fmax Ao ¿ ¿



Keterangan: = Kekuatan tarik bahan = beban maksimum = Luas penampang semula batang uji



σu F max Ao



1.1 Kekuatan Mulur Kekuatan ini didefinisikan sebagai tegangn yang timbul pada saat terjadi regangan tetap atau plastis yang telah ditentukan. 1.2 Perpanjangan Perpanjangan adalah perbandingan antara pertambahan panjang seluruhnya diukur pada batang uji yang telah patah terhadap panjang semula batang uji. 1.3 Reduksi Penampang Reduksi penampang adalah perbandingan antara pengurangan luas penampang batang uji sesudah pengujian terhadap luas penampang semula. 1.4 Modulus Elastis Modulus elastis adalah kostanta dari perbandingan lurus antara tegangan dan regangan.



1.5 Resilien Resilien adalah kemampuan logam untuk menyerap energy deformasi elastis dan melepaskan kembali setelah beban ditiadakan. 1.6 Keuletan Logam Keuletan logam adalah kemampuan logam untuk menyerap energy deformasi plastis.



C. Teori Kekuatan dan Penguatan Berdasarkan teori dislokasi, kekuatan logam adalah daya tahan logam terhadap gerakan dislokasi. 1.Penguatan dengan Pengerjaan Dingin a. Penguatan karena larutan padat b. Penguatan karena batas butir c. Penguatan karena distribusi dari fase kedua



2.Perlakuan Panas (Heat Treatment) a. Heat Treatment untuk Memperhalus Butir b. Heat Treatment untuk Age Hardening



D. Sifat Kelistrikan 1. Tahanan Jenis Arus listrik yang mengalir pada penghantar selalu mengalami hambatan itu dari penghantar itu sendiri. Besarnya tahanan dapat dihitung dengan rumus:



l



R = ρq Keterangan: R = Besar tahanan (ohm) l = Panjang kawat (meter) q = Luas penampang kawat (meter kwadrat) ρ = Tahanan jenis



2. Daya Hantar Jenis Daya hantar atau konduktansi adalah kebalikan dari tahanan.



l



G= R



3. Pengaruh Suhu terhadap Tahanan Pengaruh kenaikan suhu bahan terhadap tahanan adalah :  Memperbesar tahanan untuk logam-logam murni, Kenaikan tahanan tersebut cukup besar pada kenaikan tertentu.  Memperbesar tahanan untuk logam-logam paduan, tetapi disini kenaikannya relative kecil dan tidak teratur, bahkan kadang-kadang dapat diabaikan.







Memperkecil tahanan elektrolit dari isolator, (kertas, karet, gelas, mika, dan sebagainya) dan beberapa penghantar, missal karbon.



BAB 2 BAHAN PENYEKAT A. Sifat-sifat Bahan Penyekat Bahan penyekat digunakan untuk memisahkan bagian-bagian yang bertegangan.Untuk itu pemakaian bahan penyekat perlu mempertimbangakan kelistrikannya. Sifat kelistrikan mencakup resistivitas, permitivitas, dan kerugian dielektrik.Penyekat membutuhkan bahan yang mempunyai resistivitas yang besar agar arus yang bocor sekecil mungkin dapat diabaikan. B. Pembagian Kelas Bahan Penyekat Bahan penyekat listrik dapat dibagi atas beberapa kelas berdasarkan suhu kerja maksimum. Kelas Y A E B F H C



Suhu Kerja Maksimum (C o ¿ 90 105 120 130 155 180 Di atas 180



Yang dapat digolongkan dalam kelas Y ialah : Katun, sutera alam wol sintetis, rayon, serat poliamid, kertas, prespan, kayu, poliakrilat, polietilen, polivinil, karet. Yang dapat digolongkan dalam kelas A ialah : Bahan berserat dari kelas Y yang telah dicelup dalam vernis, aspal, minyak trafo, email yang dicampur dengan vernis dan poliamid. Yang dapat digolongkan dalam kelas E ialah : Penyekat kawat email yang memakai bahan pengikat polivinil formal, poli urethane dan damar epoksi dan bahan pengikat lain. Yang dapat digolongkan dalam kelas B ialah : Bahan non organik (mika, gelas, fiber, asbes) dicelup atau direkat menjadi satu dengan pernis atau kompon, bitumen, sirlak, bakelit, dan sebagaianya. Yang dapat digolongkan dalam kelas F ialah : Bahan bukan organic dicelup atau direkat menjadi satu dengan epoksi, poliurethan, atau vernis yang tahan panas tinggi. Yang dapat digolongkan dalam kelas H ialah : Semua bahan komposisi dengan bahan dasar mika, asbes, dan gelas fiber yang dicelup dalam silikon tanpa campuran bahan berserat. Yang dapat digolongkan dalam kelas C ialah : Bahan anorganik yang tidak dicelup dan tidak terikat dengan substansi organic.



C. Penyekat Bentuk Padat 1. Bahan Tambang Yang dimaksud dengan isolasi bahan tambang ialah mineral atau bahan yang asal mulanya didapat dari tambang dan digunakan sebagai isolasi pada ikatan kimia atau keadaan alaminya tanpa proses kimia.  Batu pualam  Batu tulis  Klorida  Asbes  Mika 2. Kaca dan Keramik A. Kaca Kaca merupakan larutan padat, homogen, dan transparan dari garam-garam silikat. Kaca adalah substansi yang dibuat dengan pendinginan bahan-bahan yang dilelehkan, tidak berbentuk Kristal tetapi teta[ pada kondisi berongga. a. Macam-macam Kaca  Kaca alkali tanpa oksidasi berat  Kaca alkali yang mengandung oksidasi berat  Kaca kwarsa B. Keramik Bahan keramik berasal dari bahan anorganik yang dibakar (pada suhu tinggi) sehingga bahan asal berubah substansinya.Untuk keperluan teknik listrik, bahan keramik biasanya dibuat menjadi steatit dan porselin. Bahan baku pembuatan steatit adalah spek. Batu ini sangat lunak dan mudah pengerjaannya. Bahan isolasi kelompok keramik lain yang sangat penting dan luas penggunaannya adalah porselin. 3. Plastik Plastik adalah bahan sintetis yang dapat dibentuk dengan pemanasan dan dapat diperkeras, terganumg pada strukturnya. Ada 2 jenis plastik :  Termoplastik  Termoseting 4. Karet Karet alam maupun karet sintetis adalah polimer yang mempunyai elastisitas pemuluran yang tinggi.Karet alam adalah substansi yang diperoleh dari getah karet. Getah karet mengandung lateks. 5. Bahan Isolasi Berserat Ada 3 macam golongan bahan dasar yang digunakan untuk bahan isolasi berserat, yaitu :  Tumbuh-tumbuhan  Binatang  Bahan tiruan 6. Bahan yang Dipadatkan Bahan penyekat yang dipadatkan banyak dipakai sebagai pelapis, pengisi, pemadat, dan perekat. Bahan ini biasanya merupakan campuran.  Lilin dan Parafin



 



Gondorukem Bitumin



7. Bahan-bahan Pelarut Bahan pelarut adalah bahan penyekat berbentuk cair pada suhu biasa. Biasanya merupakan zat organis yang mudah melarutkan bitumen, macam-macam damar dan lain-lain. 8. Minyak Panas Kering Minysk panas kering termasuk juga bahan cair, asalnya dari tumbuh-tumbuhan.  Minyak biji lena  Minyak tung



BAB 3 SEMIKONDUKTOR A. Pengertian Dasar Sesuai dengan namanya, semikonduktor (setengah penghantar) mempunyai daya hantar yang besarnya antara harga daya hantar konduktor dan daya hantar isolator. B. Semikonduktor Intrinsik dan Ekstrinsik Dalam teknik elektronika banyak dipakai semikonduktor dari Germanium dan Silikon. Germanium maupun Silikon murni adalah bahan pelikan dan merupakan isolator. Cara lain untuk mengubah Germanium dan Silikon tersebut menjadi bahan semikonduktor adalah dengan mongotori bahan-bahan tersebut, misalnya dengan bahan Arsenikum atau Boron. C. Karakteristik Arus Tegangan Diode Semikonduktor Jikalau anoda (bahan jenis P) dari diode dihubungkan dengan kutub positif sumber arus, sedangkan katodanya (bahan N) dihubungkan dengan kutub negative, maka arus listrik mengalir lewat diode, arus dari kutub (+) baterai lewat anode, lewat katoda, dan kembali ke kutub negative. Ada 2 macam karakteristik diode, yaitu :



1. Karakteristik Maju Karakteristik maju diperoleh dengan memberikan catu maju mulai dari tegangan sebesar 0 volt pada sebuah diode. 2. Karakteristik Terbalik Dengan memasangkan tegangan terbalik pada diode, pembawa muatan mayoritas tidak akan mengalir dan hanya pembawa muatan minoritas yang akan mengalir. D. Alat-alat Semikonduktor 1. Diode Zener Diode zener adalah diode yang bekerja pada daerah zener (dapat melakukan arus yang berubah-ubah pada suatu tegangan tertentu). 2. Diode Cahaya Diode cahaya adalah suatu jenis diode yang apabila diberi tegangan maju akan menimbulkan cahaya pada sambungan PN-nya. 3. Diode Fote



Diode fote adalah suatu jenis diode yang tahanan terbaliknya berubah-ubah tergantung kuatnya cahaya yang ada padanya (diode fote diberi tegangan terbalik).



BAB 4 BAHAN-BAHAN MAGNETIK A. Parameter dan Satuan (units) dalam Kemagnetan Dalam kemagnetan sering dipakai parameter fluks magnet atau magnetig Flux (φ). Fluks adalah banyaknya garis gaya, sedangkan kuat medan magnet adalah banyaknya garis gaya per satuan luas. B. Pengaruh Permeabilitas Bahan Berdasarkan besarnya permeabilitas, bahan dapat digolongkan menjadi 5, yaitu diamagnetik, paramagnetik, ferromagnetik, anti ferromagnetik dan ferrimagnetik. C. Baja Listrik Untuk mengubah bahan magneti lunak menjadi baja listrik, agar rugi histerisis dan arus pusarnya turun, adalah dengan menambahkan silikon ke dalam komposisinya.



BAB 5 SUPERKONDUKTOR A. Pengertian Superkonduktor Bahan superkonduktor adalah bahan yang pada suhu tertentu (sangat rendah) tahanannya mendekati nol sehingga apabila dialiri arus listrik arus akan terus mengalir dengan tidak usah ditambah lagi tenaga. B. Aplikasi Superkonduktor Sejak ditemukannya superkonduktor sampai saat ini, pemakaian superkonduktor dalam beberapa bidang telah menjadi demikian popular. 1. Aplikasi superkonduktor di bidang computer 2. Aplikasi superkonduktor di bidang fisika 3. Aplikasi superkonduktor di bidang kedokteran 4. Aplikasi superkonduktor di bidang industri tenaga listrik 5. Aplikasi superkonduktor di bidang telekomunikasi PENILAIAN BUKU 1. Keunggulan/kelebihan Buku  Kedua buku ini langsung menjelaskan ke intinya.  Kedua buku ini juga mencantumkan grafik dan macam-macam rumus juga.



2. Kelemahan/kekurangan Buku  Untuk buku utama dan pembanding penjelasannya terlalu ringkas. Hal ini menyulitkan pembaca untuk memahaminya.  Pada buku utama, terlalu sedikit mencantumkan keterangan untuk rumus-rumus dan tidak dicantumkan juga satuannya.



BAB III PENUTUP



SARAN/KRITIK Saran saya untuk buku utama agar keterangan dari setiap rumus itu dicantumkan dan juga satuannya.Untuk buku pembanding agar materinya lebih banyak lagi dan jangan terlalu ringkas, karena masih banyak pembaca yang belum mengerti tentang buku itu.



KESIMPULAN Kedua buku ini sama-sama membahas tentang isolator, konduktor, semikonduktor, superkonduktor.  Isolator : Bahan yang tidak dapat (kurang baik) menghantarkan listrik.  Konduktor : Bahan yang dapat menghantarkan listrik dengan baik.  Semikonduktor : Bahan dengan daya hantar panas atau daya hantar listriknya berada diantara konduktor dan isolator.  Superkonduktor :Bahan yang pada suhu tertentu (sangat rendah) tahanannya mendekati nol sehingga apabila dialiri arus listrik arus akan terus mengalir dengan tidak usah ditambah tenaga lain.



DAFTAR PUSTAKA Sutopo, Adi. 2016. Ilmu Bahan Listrik. Medan: UNIMED. Sumanto.1994. Pengetahuan Bahan Listrik dan Mesin. Yogyakarta: Andi Offset Yogyakarta.



MAKALAH CRITICAL BOOK REPORT BAHAN-BAHAN LISTRIK



OLEH :  RIDHO WAHYUDI  DONI SYAHPUTRA  ABU BAKAR SIDIK



FAKULTAS TEKNIK TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS NEGERI MEDAN