KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT. Hanya dengan rahmat dan hidayah-Mu,

kami dapat menyelesaikan makalah ini. Makalah ini berjudul tentang "Listrik

Konduktor dan Isolator". Kami menulis makalah ini sebagai salah satu tugas dari

mata kuliah Ilmu Pengetahuan Alam pada semester III.

Penyusunan makalah ini tidak lepas dari bantuan dan dorongan rekan-rekan

semua dan orang tua. Semoga Allah senantiasa melimpahkan rahmat-Nya

kepada semua pihak yang begitu baik dan tulus atas segala hal yang diberikan

kepada kami.

Kami sangat menyadari dalam pembuatan makalah ini masih jauh dari

kesempurnaan, dan tidak lepas dari kekurangan dan kelemahan dari segi isi,

data, maupun analisisnya. Oleh karena itu, saran dan kritik yang bersifat

membangun sangat kami harapkan sebagai bahan pertimbangan dan perbaikan

dalam penulisan makalah ini. Kami berharap makalah ini dapat bermanfaat bagi

seluruh pembaca agar dapat menambah wawasan tentang listrik konduktor dan

isolator.

Medan, 07 Desember 2018

Penyusun

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ....................................................................................... i

DAFTAR ISI ..................................................................................................... ii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ..............................................................................

1.2 Rumusan Masalah ........................................................................

1.3 Tujuan Penulisan Makalah............................................................

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Konduktor dan Isolator ...............................................

2.2 Persyaratan Bahan Konduktor dan Isolator .................................

2.3 Karakteristik Bahan Konduktor dan Isolator .................................

BAB III PEMBAHASAN

3.1 Jenis Bahan Konduktor dan Isolator .............................................

3.2 Sifat-Sifat Bahan Konduktor dan Isolator .....................................

3.3 Perbedaan Konduktor dan Isolator ...............................................

3.4 Aplikasi Bahan Konduktor dan Isolator .........................................

BAB IV PENUTUP

BAB V DAFTAR PUSTAKA

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Umumnya konduktor didefinisikan sebagai bahan yang mudah

mengalirkan arus listrik jika dihubungkan dengan sumber tegangan.

Sedangkan, isolator sebagai bahan-bahan yang akan menghambat arus

listrik bila dihubungkan dengan sumber tegangan. Dalam bahan-bahan yang

tergolong konduktor, elektron-elektron yang bergerak bebas menyebabkan

konduktor mudah mengalirkan muatan listrik. Dalam bahan-bahan isolator,

elektron-elektron tidak bebas bergerak. Karena elektron-elektron tidak

mudah berpindah, maka isolator sukar mengalirkan arus listrik.

Dalam kehidupan sehari-hari sangat banyak kita temukan contoh bahan

konduktor-isolator yang telah diaplikasikan untuk membantu aktivitas kita

sehari-hari. Misalnya, peralatan memasak. Alat-alat masak memanfaatkan

bahan konduktor dan juga isolator. Bahan konduktor diperlukan agar dapat

menghantarkan panas dari sumbernya sehingga dapat mematangkan

masakan. Sementara itu, bahan isolator dapat digunakan sebagai

perlindungan pada tangan agar tidak merasa panas.

Pada makalah ini akan dibahas mengenai konduktor dan isolator.

Pembahasan mengenai konduktor-isolator ini akan dibatasi pada definisi,

karakteristik, jenis bahan, persyaratan dan kegunaan konduktor-isolator.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, rumusan masalah yang akan

dibahas adalah sebagai berikut:

1. Apa sajakah jenis bahan konduktor dan isolator?

2. Apa saja sifat-sifat bahan konduktor dan isolator?

3. Apa perbedaan antara konduktor dan isolator?

4. Apa sajakah aplikasi dari bahan konduktor dan isolator?

1.3 Tujuan Penulisan Makalah

Setelah membahas isi dari makalah ini, diharapkan pembaca dapat

mengetahui tentang, yakni:

1. Mengetahui jenis bahan konduktor dan isolator.

2. Mengetahui sifat-sifat bahan konduktor dan isolator.

3. Memahami perbedaan konduktor dan isolator.

4. Mengetahui aplikasi dari bahan konduktor dan isolasi.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Konduktor dan Isolator

Konduktor adalah bahan yang dapat dengan mudah menghantarkan

arus listrik. Sehingga, konduktor sering dikatakan penghantar arus listrik

yang baik. Konduktor atau penghantar adalah zat atau bahan yang bersifat

dapat menghantarkan energi, baik energi listrik maupun energi kalor, baik

berupa zat padat, cair atau gas. Bahan-bahan yang bersifat konduktor ini

biasanya digunakan untuk membuat alat-alat yang sifatnya membutuhkan

kecepatan transfer energi.

Dalam bahan-bahan yang tergolong konduktor, elektron-elektron pada

setiap atom tidak diikat dengan kuat sehingga elektron-elektron dapat

bergerak bebas di dalam atom. Elektron-elektron bebas inilah yang

menyebabkan bahan-bahan konduktor mudah mengantarkan (mengalirkan)

muatan listrik. Misalnya: perak, alumunium, tembaga, besi, emas, dll. Bahan

yang paling bagus untuk mengalirkan arus listrik adalah emas. Karena pada

bahan konduktor mempunyai banyak sekali elektron bebas, dan yang paling

banyak elektron bebasnya adalah emas.

Isolator (bukan penghantar) adalah bahan yang tidak dapat

menghantarkan arus listrik. Isolator listrik adalah sesuatu benda yang

merupakan bukan benda penghantar listrik yang berguna untuk menahan

penghantar listrik. Isolator dapat berupa karet, kayu, kertas, dan biasanya

adalah benda-benda selain golongan logam. Isolator contohnya dapat dilihat

pada setiap kabel yaitu berupa karet yang berguna untuk melapisi tembaga

(logam) agar arus tetap mengalir pada tembaga. Dengan kata lain, berguna

untuk melindungi kita dari sengatan listrik. Oleh sebab itu, isolator

merupakan penghantar listrik yang paling buruk diantara konduktor maupun

semikonduktor.

Dalam bahan-bahan isolator, elektron-elektron pada setiap atom diikat

dengan kuat sehingga pada keadaan normal elektron-elektron tidak bebas

bergerak. Karena elektron-elektron tidak mudah berpindah, maka isolator

sukar mengalirkan arus listrik. Akan tetapi, jika isolator diberi tegangan besar

maka elektron dapat berpindah. Jadi pada tegangan tinggi isolator dapat

berfungsi sebagai konduktor. Misalnya : gelas, kaca, karet, kayu, dll.

2.2 Persyaratan Bahan Konduktor dan Isolator

1. Konduktor

Bahan-bahan yang dipakai untuk konduktor harus memenuhi

persyaratan-persyaratan sebagai berikut:

1) Konduktifitasnya cukup baik.

2) Kekuatan mekanisnya (kekuatan tarik) cukup tinggi.

3) Koefisien muai panjangnya kecil.

4) Modulus elastisitasnya cukup besar.

2. Isolator

Berikut beberapa syarat suatu bahan dikatakan isolator:

1) Mempunyai sifat dapat mengisolir arus listrik

2) Memiliki tahanan listrik (resistansi) yang besar sekali

3) Susunan atomnya sedemikian rupa sehingga elektron valensinya

sulit berpindah ke pita konduksi, karena celah energinya besar

sekali.

4) Jika terjadi perpindahan elektron dari pita valensi ke pita konduksi

dengan kata lain terjadi tegangan tembus ( breakdown voltage).

2.3 Karakteristik Bahan Konduktor dan Isolator

1. Konduktor

1) Karakteristik mekanik, yang menunjukkan keadaan fisik dari

konduktor yang menyatakan kekuatan tarik dari pada konduktor

(dari SPLN 41-8:1981, untuk konduktor 70 mm2 berselubung AAAC-

S pada suhu sekitar 30° C, maka kemampuan maksimal dari

konduktor untuk menghantar arus adalah 275 A).

2) Karakteristik listrik, yang menunjukkan kemampuan dari konduktor

terhadap arus listrik yang melewatinya (dari SPLN 41-10: 1991,

untuk konduktor 70 mm2 berselubung AAAC-S pada suhu sekitar

30°C, maka kemampuan maksimum dari konduktor untuk

menghantar arus adalah 275 A).

2. Isolator

1) Mempunyai kekuatan mekanis yang tinggi agar dapat menahan

beban kawat penghantar.

2) Memiliki konstanta dielektrikum (relative permittivity) yang tinggi,

agar memberikan kekuatan dielektrik (dielectric strength) tinggi juga.

3) Mempunyai tahanan isolasi (insulation resistance) yang tinggi agar

dapat menghindari kebocoran arus ke tanah.

4) Mempunyai perbandingan (ratio) yang tinggi antara kekuatan pecah

dengan tegangan loncatan api (flash over voltage).

5) Menggunakan bahan yang tidak berpori-pori dan tidak terpengaruh

oleh perubahan temperatur.

6) Bebas dari kotoran dari luar dan tidak retak maupun tergores, agar

dapat dilewati oleh air atau gas di atmosfir.

7) Bahan yang mampu mengisolir atau menahan tegangan yang

mengenainya.

8) Tidak terlalu berat.

BAB III

PEMBAHASAN

3.1 Jenis Bahan Konduktor dan Isolator

1. Konduktor

Jenis bahan-bahan yang biasa digunakan sebagai konduktor,

antara lain:

1) Logam biasa, seperti: tembaga, aluminium, besi, emas, perak dan

sebagainya.

2) Logam campuran (alloy), yaitu sebuah logam dari tembaga atau

aluminium yang diberi campuran dalam jumlah tertentu dari logam

jenis lain, yang gunanya untuk menaikkan kekuatan mekanisnya.

3) Logam paduan (composite), yaitu dua jenis logam atau lebih yang

dipadukan dengan cara kompresi, peleburan (smelting) atau

pengelasan (welding).

Dari jenis-jenis bahan konduktor, yang paling bagus untuk

mengalirkan arus listrik adalah emas karena bahan konduktor tersebut

mempunyai banyak sekali elektron bebas. Bahan-bahan konduktor akan

bersifat isolator apabila berada pada suhu yang rendah. Sebab, suhu

yang rendah akan menyebabkan penuhnya alektron pada saluran

elektron yang tersedia.

2. Isolator

Jenis bahan-bahan yang biasa digunakan sebagai bahan isolator,

antara lain:

1) Bahan Tambang

Bahan tambang adalah bahan yang berasal dan terdapat dari

penggalian dalam tanah dalam bentuk bijih (seperti besi, seng dan

bongkahan batu yang harus diproses dahulu untuk mendapatkan

bahan yang dikehendaki. Beberapa macam bahan tambang

tersebut antara lain:

a) Asbes, yaitu bahan berserat, baik digunakan untuk isolator

listrik.

b) Batu pualam, yaitu batu kapur (CaCo3) atau dolomit merupakan

bongkahan batu besar yang dipotong-potong menjadi

lempengan tebal dengan ukuran tertentu.

c) Mika, yaitu mempunyai sifat-sifat teknis yang baik, sehingga

banyak digunakan sebagai bahan isolator.

d) Mikanit, yaitu mika yang telah mengalami perubahan bentuk

maupun susunan bahannya sesuai kebutuhan. Tujuan melapis

mika dan terkadang dengan tambahan kain, kertas atau pita

adalah untuk memperoleh tebal yang dikehendaki agar dapat

mempertinggi daya sekat listrik, dan untuk menambah kekuatan

mekanis agar tidak retak jika digulung atau dilipat.

e) Mikafolium, sejenis mikanit dan sebagai bahan menggunakan

mika yang ditaburkan di atas lapisan kertas tipis dengan

perekat pernis dan bahan sintetis lain. Mikafolium mudah

dibengkokkan dengan cara pemanasan, dan bahan ini

digunakan sebagai isolator untuk pembungkus kawat atau

batang lilitan pada mesin-mesin listrik tegangan tinggi.

f) Mikalek, yaitu dengan menggunakan gelas dan plastik sebagai

bahan dasar, bubuk mika sebagai pengisi dan ditambah

perekat pernis kemudian dicetak. Pengepresan cetakan

membutuhkan suhu yang tinggi untuk dapat melunakan gelas,

sehingga bahan ini mempunyai kekuatan mekanis yang tinggi.

g) Batu tulis, yaitu merupakan bahan isolator dengan bentuk

berlapis -lapis dan mudah dibelah-belah dengan pahat atau

martil. Batu tulis ini tidak dapat digosok halus seperti pualam,

mempunyai mekanis kuat sebagai isolator.

h) Phlogopite, yaitu batu ambar mika yang mengandung kalium,

silikat magnesium aluminium yang berasal dari kanada dan

madagaskar.

2) Bahan Berserat

Bahan dasar yang dipergunakan untuk bahan berserat berasal

dari tiga macam, yaitu tumbuh-tumbuhan, binatang, dan bahan

tiruan (sintetis). Sebenarnya bahan ini kurang baik sebagai bahan

isolator listrik karena sifatnya sangat menyerap cairan, sedangkan

cairan itu dapat merusak isolator yang menyebabkan daya sekatnya

menurun. Tetapi karena faktor-faktor lain seperti : bahan berlimpah

sehingga murah harganya; daya mekanisnya cukup kuat dan

fleksibel; dan dengan disusun berlapis lapis dan dicampur dengan

zat-zat tertentu untuk meningkatkan daya sekat, daya mekanis dan

daya tahan panas, sehingga bahan berserat ini banyak dipakai

sebagai isolator listrik. Beberapa bahan yang termasuk bahan

berserat, antara lain :

a) Benang

b) Tekstil

c) Kertas

d) Prespan

e) Kayu

f) Fiber Pulkanisir

g) Kain Pernis

h) Pita Isolator

3) Gelas dan Keramik

Gelar merupakan isolator yang baik untuk arus listrik, tetapi

kekuatan mekanisnya kecil dan sangat rapuh. Pemakaian dalam

teknik listrik antara lain untuk pembuatan bola lampu pijar,

termometer-kontak (untuk mengontrol suhu tertentu suatu tenpat

seperti tempat penetasan telur), dan lain-lain. Untuk hiasan

penerangan listrik banyak dipakai ornamen kaca yang dibuat dari

kaca susu, kaca kabur (matglas) dan kaca opal, yang dalam

perdagangan terdapat bermacam-macam bahan gelas seperti gelas

kristal, gelas kali, gelas natron, dan gelas flint.

Keramik didapat dari bahan galian dengan melalui proses

pemanasan, kemudian dijadikan keramik. Dalam teknik listrik

digunakan untuk isolator loceng dan mantal. Keramik yang

digunakan untuk keperluan teknik listrik harus mempunyai daya

sekat yang besar dan dapat menahan gaya mekanis yang besar

seperti porselin dan steatit. Bahan isolator dari porselin seperti:

isolator lonceng, isolator mantel, isolator cincin, isolator tegangan

tinggi, sekering pipa porselin, dan lain-lain. Sedangkan bahan

isolator terbuat dari steatit, antara lain: sakelar, kontak tusuk, manik-

manik isolator kawat penghubung yang dapat melentur (fleksibel)

dan letaknya berdekatan dengan alat pemanas listrik, untuk

pembuatan bumbung penerus (tube), pena-kontak -baut, badan

alat-alat pemanas seperti kompor listrik, seterika, dan lain-lain.

4) Plastik

Plastik merupakan paduan dari dua bahan yaitu bahan perekat

(seperti damar atau resin) dan bitumin dengan bahan pengisi

serbuk batu, serbuk kayu dan katun. Menurut paduannya, ada

bermacam-macam bahan plastik, diantaranya bakelit. Ada dua jenis

plastik yang perlu diketahui, yaitu:

a) Thermoplastik, bahan ini pada suhu 600C sudah menjadi lunak,

dan pemanasan sampai mencair tidak merubah struktur kimiawi.

b) Thermosetting plastik, bahan ini setelah mengalami proses

pencairan dan dicetak menjadi barang akan mengalami

perubahan struktur kimiawi, hingga tidak dapat lunak lagi

walaupun dipanaskan.

5) Karet, Bakelit, Ebonit, dan sebagainya

a) Karet

Karet merupakan bahan penting untuk isolator dalam teknik

listrik yang terbuat dari getah bermacam-macam pohon karet,

salah satu diantaranya: Hevea Braziliensis yang menghasilkan

karet terbanyak dengan kualitas tinggi.

R =ρl

A

b) Bakelit

Bakelit adalah bahan paduan secara kimia bermacam-

macam zat yang pertama dibuat oleh perusahaan Bakelit Co.,

yang kemudian dibuat oleh perusahaan lain dengan nama

sendiri-sendiri, seperti perusahaan Philips dari Belanda dengan

nama philite, perusahaan Hasemeir dengan nama hajalite yang

dikenal dengan nama bakelit.

c) Ebonit

Bahan dasar ebonit adalah karet dan untuk mengeraskan

dicampur dengan belerang dan bahan tambahan lainnya sekitar

30 sampai 50% dengan melalui proses vulkanisasi yang lama.

Dalam perdagangan ebonit berbentuk lempeng, batang atau

pipa dengan bermacam-macam ukuran.

6) Bahan-Bahan Lain yang Dipadatkan

Bahan isolator yang dipadatkan mula-mula cair kemudian

dijadikan padat. Bahan ini banyak dipakai sebagai pelapis, pengisi,

pemadatan (inpregnasi) dan perekat bahan isolator padat.

Beberapa bahan yang dipadatkan antara lain: lilin dengan parafin;

damar (gondorukem, arpus); bitumin; bahan-bahan pelarut seperti:

kerosin (minyak tanah), gasolin, spiritus putih, bensin, methanol

(methyl alkohol), ethanol (ethyl alkohol), aceton, minyak terpentin,

dll.; minyak pengering (minyak biji lena dan minyak Tung); pernis

(pernis minyak, pernis hitam, lak selulosa, pernis bakelit, pernis

sirlak, pernis gliptal); dan kompon (kompon bitumin, kompon kuarsa,

dan kompon kabel).

3.2 Sifat-Sifat Bahan Konduktor dan Isolator

1. Konduktor

1) Daya Hantar Listrik

Arus yang mengalir dalam suatu penghantar selalu mengalami

hambatan dari penghantar itu sendiri. Besar hambatan tersebut

tergantung dari bahannya. Besar hambatan tiap meternya dengan

luas penampang 1 mm2 pada temperatur 20⁰C dinamakan

hambatan jenis. Besarnya hambatan jenis suatu bahan dapat

dihitung dengan menggunakan persamaan:

Keterangan:

R : Hambatan dalam penghantar (Ω)

ρ : Hambatan jenis bahan (Ωm)

l : Panjang penghantar (m)

A : luas penampang kawat penghantar (m2)

2) Koefisien Temperatur Hambatan

Suatu bahan akan mengalami perubahan volume bila terjadi

perubahan temperatur. Bahan akan memuai jika temperatur suhu

naik dan akan menyusut jika temperatur suhu turun. Besarnya

perubahan hambatan akibat perubahan suhu dapat diketahui

dengan persamaan:

Keterangan:

R : Besar hambatan setelah terjadinya perubahan suhu (Ω)

R0 : Besar hambatan awal, sebelum terjadinya perubahan suhu (Ω)

t : Temperatur suhu akhir (⁰C)

t0 : Temperatur suhu awal (⁰C)

α : Koefisien temperatur tahanan

Nilai tahanan jenis, berat jenis dan titik cair dari bermacam-

macam bahan dapat dilihat pada tabel di bawah ini:

R = R0 { 1 + α (t – t0)}

Bahan penghantar yang paling banyak dipakai adalah tembaga,

karena tembaga merupakan bahan penghantar yang paling baik

setelah perak dan harganya pun murah karena banyak terdapat

dimana-mana. Akhir-akhir ini, banyak digunakan alumunium dan

baja sebagai penghantar walaupun tahanan jenisnya cukup besar.

3) Daya Hantar Panas

Daya hantar panas menunjukkan jumlah panas yang melalui

lapisan bahan tiap satuan waktu. Diperhitungkan dalam satuan

Kkal/jam⁰C. Terutama diperhitungkan dalam pemakaian mesin listrik

beserta perlengkapanya.

4) Daya Tegangan Tarik

Sifat mekanis bahan sangat penting, terutama untuk hantaran

diatas tanah. Oleh sebab itu, bahan yang dipakai untuk keperluan

tersebut harus diketahui kekuatanya. Terutama menyangkut

penggunaan dalam pendistribusian tegangan tinggi. Penghantar

listrik dapat berbentuk padat, cair, atau gas . yang berbentuk padat

umumnya logam, elektrolit dan logam cair (air raksa) merupakan

penghantar cair, dan udara yang diionisasikan dan gas-gas mulia

(neon), kripton ,dsb) sebagai penghantar bentuk gas .

5) Timbulnya Daya Elektro-Motoris Termo

Sifat ini sangat penting sekali terhadap dua titik kontak yang

terbuat dari dua bahan logam yang berlainan jenis, karena dalam

suatu rangkaian, arus akan menimbulkan daya elektro-motoris

termo tersendiri bila terjadi perubahan temperatur suhu. Daya

elektro-motoris termo dapat terjadi lebih tinggi, sehingga dalam

pengaturan arus dan tegangan dapat menyimpang meskipun

sangat kecil. Besarnya perbedaan tegangan yang dibangkitkan

tergantung pada sifat-sifat kedua bahan yang digunakan dan

sebanding dengan perbedaan temperaturnya. Daya elektro-motoris

yang dibangkitkan oleh perbedaan temperatur disebut dengan daya

elektro-motoris termo.

2. Isolator

1) Sifat Kelistrikan Isolator

Bahan penyekat mempunyai tahanan listrik yang besar.

Penyekat listrik ditujukan untuk mencegah terjadinya kebocoran

arus listrik antara kedua penghantar yang berbeda potensial atau

untuk mencegah loncatan listrik ke tanah. Kebocoran arus listrik

harus dibatasi sekecil mungkin mugkin (tidak melampaui batas yang

telah ditentukan oleh peraturan yang berlaku).

2) Sifat Mekanis Isolator

Mengingat luasnya pemakaian bahan penyekat, maka

dipertimbangan kekuatan struktur bahannya. Dengan demikian,

dapat dibatasi hal-hal penyebab kerusakan dikarenakan kesalahan

pemakaiannya. Misalnya diperlukan bahan yang tahan tarikan,

maka harus menggunakan bahan dari kain daripada kertas. Bahan

kain lebih kuat terhadap tarikan dibanding bahan kertas.

3) Sifat Termis Isolator

Panas yang ditimbulkan dari dalam oleh arus listrik atau oleh

arus gaya magnet, berpengaruh terhadap kekuatan bahan penyekat.

Demikian panas yang berasal dari luar (alam sekitar). Dalam hal ini,

kalau panas yang ditimbulkan cukup tinggi, maka penyekat yang

digunakan harus tepat. Adanya panas juga harus dipertimbangkan,

agar tidak merusak bahan penyekat yang digunakan.

4) Sifat Kimia Isolator

Panas yang tinggi diterima oleh bahan penyekat dapat

mengakibatkan perubahan susunan bahan kimia. Demikian juga

dengan pengaruh adanya kelembaban udara, kondisi basah yang

ada disekitar bahan penyekat. Jika kelembaban tidak dapat

dihindari haruslah memilih bahan penyekat yang tahan terhadap air.

Demikian juga, jika adanya zat-zat lain yang dapat merusak

struktur kimia bahan. Mengingat adanya bermacam-macam asal,

sifat dan ciri bahan penyekat, maka memudahkan kita dalam

memilih untuk aplikasi dalam kelistrikan.

3.3 Perbedaan Konduktor dan Isolator

Konduktor dan isolator merupakan jenis material yang dikelompokkan

berdasarkan sifat konduktivitasnya. Sifat konduktivitas yaitu ukuran dari

kemampuan suatu bahan untuk menghantarkan arus listrik.

Untuk menjelaskan konduktivitas bahan, sering digunakan konsep pita

energi. Ada dua pita energi, yaitu pita valensi dan pita konduksi. Pita valensi

adalah pita energi yang mungkin diisi oleh elektron dari zat padat hingga

penuh. Setiap pita terdiri atas 2N elektron, dengan N adalah jumlah atom.

Jika masih ada elektron yang tersisa, maka elektron ini akan mengisi pita

konduksi. Pita konduksi adalah pita energi yang merupakan tempat lain yang

akan diisi oleh elektron setelah pita valensi terisi penuh. Pada suhu 0 K, pita

konduksi terisi sebagian untuk bahan konduktor. Sedangkan untuk pita

isolator tidak ada yang terisi. Semakin banyak elektron yang mengisi pita

konduksi, maka konduktivitas bahan akan semakin tinggi.

Perbedaan konduktor dan isolator terletak pada energi gap (Eg). Energi

gap (Eg) menunjukkan selang energi antara pita konduksi minimum dan pita

valensi maksimum. Gambar isolator di atas menunjukkan bahwa gap antara

pita konduksi minimum dan pita valensi maksimum pada isolator sangat

besar. Pada keadaan ini, pita konduksi isolator kosong, tidak terisi elektron,

sehingga konduktivitasnya sangat rendah. Gambar konduktor menunjukkan

struktur pita energi konduktor. Pita konduksi konduktor terisi sebagian oleh

elektron. Jika ada medan listrik luar, maka elektron akan memperoleh

tambahan energi untuk berpindah dari pita valensi ke pita konduksi, yang

berakibat timbulnya arus listrik. Elektron yang berpindah ini disebut elektron

bebas. Sedangkan daerah yang ditinggalkan oleh elektron ini disebut

dengan hole.

.

3.4 Aplikasi Bahan Konduktor dan Isolator

1. Kawat Listrik

Kawat digunakan untuk mengaliri arus listrik, jadi bahan yang

digunakan adalah memiliki konduktivitas tinggi. Umumnya digunakan

tembaga dan aluminium, karena bahan tersebut mempunyai

konduktivitas yang tinggi, mudah dibentuk, fleksibel, tahan panas, dan

harga terjangkau daripada menggunakan perak, emas, dan bahan yang

lainnya. Kawat dibuat dengan ukuran yang tidak terlalu besar karena

untuk menghidari gejala skin effect.

2. Kabel Listrik

Konduktor digunakan untuk mengaliri arus listrik. Jika konduktor

tersebut dibiarkan terbuka maka akan menimbulkan masalah seperti

terjadi aliran arus saat konduktor tersebut bersentuhan dengan benda

lain atau dapat membuat kesetrum saat dipegang dengan tangan. Maka

dari itu dibutuhkan bahan isolasi yang dapat menahannya. Umumnya

kabel menggunakan bahan isolasi dari plastik atau karet. Plastik atau

karet banyak digunakan karena bersifat isolator listrik, tahan lama, bisa

ditekuk dan dibengkokkan (fleksibel), harganya murah, dan proses

pembuatannya mudah.

3. Termos

Benda yang lebih dingin selalu menyerap gelombang panas dari

benda yang lain sampai keduanya mempunyai temperatur yang sama.

Namun, termos sudah didesain agar bisa menghambat ketiga cara

panas dapat berpindah, yaitu konduksi,konveksi, dan radiasi.

Termos dibuat dari kaca yang berdinding rangkap, diantara dinding

itu dibuat hampa udara. Di termos ini terdapat dua dinding kaca, dilapisi

perak. Bagian dalam dibuat mengkilap agar kalor dari air panas tidak

diserap oleh dinding karena bagian yang mengkilap menyerap panas

lebih sedikit ketimbang warna hitam. Sedangkan bagian luar dinding

kaca dibuat mengilap dan dilapisi dengan perak, tujuannya agar tidak

terjadi perpindahan kalor secara radiasi.

Ruang hampa udara digunakan untuk mencegah perpindahan kalor

secara konveksi. Perpindahan kalor secara konveksi terjadi pada zat

cair dan gas karena adanya perbedaan massa jenis dalam zat tersebut.

Lalu tutup termos harus dibuat dari bahan isolator panas, seperti gabus.

Isolator pada tutup termos berfungsi untuk mencegah perpindahan kalor

secara konduksi sehingga kita tidak kepanasan saat membuka termos.

4. Setrika

Setrika adalah alat yang digunakan untuk menggosok pakaian

dengan menggunakan energi panas. Sebuah setrika dibuat dari

beberapa bahan, baik bahan konduktor maupun isolator panas. Bahan

konduktor yang digunakan berupa logam, yang terdapat di bagian dasar

setrika. Oleh karena itu, panas dari sumber panas, misalnya listrik,

dapat dipindahkan ke pakaian yang digosok. Jika bagian dasar setrika

berupa konduktor panas, lain halnya dengan bagian paling atas setrika.

Bagian ini berupa pegangan setrika. Pegangan setrika terbuat dari kayu

atau plastik, yang merupakan bahan isolator, sehingga tangan kita tidak

merasa panas saat menggosok.

5. Kompor Listrik

Kompor listrik adalah suatu alat yang digunakan untuk memasak,

yang memiliki bagian yang terbuat dari bahan konduktor dan isolator.

Bahan konduktor pada alat ini terdapat pada lilitan kawat yang melingkar

di dalam kompor. Ketika bahan ini memperoleh panas dari sumbernya,

yaitu listrik, lilitan kawat akan menjadi panas bahkan hingga berpijar.

Panas inilah yang digunakan untuk memasak. Sementara itu, bagian di

luar lilitan kawat hingga tombol pemutar terbuat dari bahan isolator.

6. Solder

Solder banyak digunakan di bengkel elektronika atau tempat untuk

memperbaiki alat-alat elektronika. Solder digunakan untuk menyolder

atau mematri, yaitu membuat sambungan pada komponen-komponen

elektronika. Logam yang digunakan untuk mematri adalah bahan

konduktor, sehingga dapat menghantarkan panas dari sumber panas.

Pegangan pada solder merupakan bahan isolator untuk menahan panas

agar tidak sampai ke tangan kita.

7. Peralatan Memasak

Kegiatan memasak di dapur sangat berhubungan dengan panas.

Alat-alat masak memanfaatkan bahan konduktor dan isolator. Bahan

konduktor diperlukan agar dapat menghantarkan panas dari sumbernya

sehingga dapat mematangkan masakan. Sementara itu, bahan isolator

dapat digunakan sebagai perlindungan pada tangan agar tidak merasa

panas. Beberapa alat sudah dirancang sedemikian rupa untuk keperluan

tersebut.

Sendok sayur, pressure cooker atau panci tekan, dan wajan

biasanya terbuat dari bahan isolator khusus pada bagian ujungnya

sebagai pegangan. Hal ini memberi kenyamanan selama memasak,

karena tangan tidak panas ketika memegang alat-alat tersebut. Dapat

dibayangkan jika sebuah sendok sayur terbuat dari logam di seluruh

bagiannya. Akan repot sekali karena harus menggunakan serbet

sebagai penahan panas selama proses mengaduk masakan. Demikian

pula pada sendok nasi dan spatula. Keduanya terbuat dari bahan

isolator yaitu plastik atau kayu yang berguna untuk menahan panas.

Jadi, tangan tidak kepanasan saat mengambil nasi.

8. Jaket

Jaket terbuat dari bahan kain yang bersitat isolator. Pada saat suhu

udara dingin, jaket akan menahan panas yang ada dalam tubuh keluar.

Dengan demikian, kita akan tetap merasa hangat.

BAB IV

PENUTUP

4.1 Simpulan

Dalam kemampuannya menghantarkan arus listrik jenis bahan

digolongkan menjadi konduktor dan isolator. Benda-benda yang dapat

menghantarkan panas dengan baik disebut konduktor. Contohnya logam,

besi, stainlees, baja dan aluminium. Sedangkan benda yang tidak dapat

menghantarkan panas di sebut isolator. Contohnya kayu, plastik dan karet.

Konduktor yang baik adalah yang memiliki tahanan jenis yang kecil.

Semakin besar nilai tahanan jenisnya maka akan semakin buruk konduktor

tersebut, karena bila nilai tahanan jenis besar maka akan terjadi kehilangan

daya sehingga panas pada konduktor tersebut.

Ternyata sifat benda/bahan ini dimanfaatkan manusia untuk membuat

benda tertentu. Contoh pemanfaatannya adalah pada panci, supaya bisa

mengangkat tanpa kepanasan, maka gagangnya dibuat dari benda isolator

seperti kayu. Contoh lain, yaitu solder, supaya panas tidak merambat ke

tubuh, maka sengaja dibuat isolator digagangnya. Jadi, begitulah

pemanfaatannya dalam kehidupan sehari-hari.

4.2 Saran

Tidak semua jenis bahan dapat menghantarkan arus listrik dengan baik.

Ada bahan yang dapat menghantarkan arus listrik dengan baik ada pula

bahan yang sangat buruk menghantarkan listrik. Makalah ini diharapkan

akan menjadi literature baru dan bermanfaat bagi para pembaca.

BAB V

DAFTAR PUSTAKA

Salahuddin. 2014, Bahan Listrik Fakultas Teknik. Aceh: Fakultas Teknik

Universitas Malikussaleh Jurusan Teknik Elektro.

Wiyono, Edy dan Robin Ginting. 2008, Ilmu Pengetahuan Alam. Jakarta: Pusat

Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.

makalah ilmu pengetahuan alamsecure site...

Documents