Sifat-Sifat Kelistrikan Pada Konduktor

Sifat-Sifat Kelistrikan Pada Konduktor

Bahan-bahan penghantar adalah bahan yang memiliki banyak elektron bebas pada kulit terluar orbit. Elektron bebas ini akan sangat berpengaruh pada sifat bahan tersebut. Jika suatu bahan listrik memiliki banyak elektron bebas pada orbit-orbit elektron, bahan ini memiliki sifat sebagai penghantar listrik. Sifat bahan pada murni unsur atau senyawa berupa padat atau cair. namun pada material lain dapat juga berupa cair atau gas. Sifat listrik pada suatu material :

• Jika elektron bergerak bebas, mudah terjadi arus listrik; “konduktor”, penghantar  listrik (logam).
• Ada pula konduktor ion positif/negatif  (keramik).
• Jika elektron terikat pada atom, tidak mudah terjadi arus listrik; “isolator”, non-konduktor, insulator listrik (semua jenis bahan lainnya).
• Hanya jika diberi medan listrik cukup kuat, > “kekuatan dielektrik” bahan, isolator menjadi konduktor.

Konduktor adalah bahan yang dapat dengan mudah menghantarkan arus listrik sehingga konduktor sering disebut juga penghantar listrik yang baik. Pada konduktor yang baik, jumlah elektron-elektron bebas, yaitu elektron-elektron yang mempunyai energi cukup besar (terletak pada lintasan yang paling luar) adalah banyakdan bebas bergerak, misalkan pada bahan tembaga, setiap atom tembaga menyumbangkan 1 elektron bebas.

Konduktor yang baik adalah yang memiliki tahanan jenis yang kecil. Konduktor adalah bahan yang sangat baik kemampuannya dalam menghantarkan listrik, hampir seluruh logam logam adalah konduktor.

Di anggap tiba-tiba muncul sejumlah electron pada konduktor, dimana medan listrik yang ditimbulkan oleh electron tersebut tidak hilangkan oleh muatan positif, sehingga elektronnya mulai di percepat menjauhi satu sama lain. Peristiwa tersebut berlangsung secara terus menerus sampai electron mencapai permukaan. Tidak ada muatan yang tinggal di dalam konduktor. Sehingga kerapatan muatan dalam konduktor menjadi nol dan kerapatan muatan permukaan ada pada permukaan luar. Ini merupakan karakteristik konduktor yang baik.

Contoh konduktor diantaranya adalah emas, perak, tembaga, alumunium, seng, besi berturut-turut memiliki tahanan jenis semakin membesar. Jadi sebagai penghantar emas adalah sangat baik, tetapi karena sangat mahal harganya, maka secara ekonomis tembaga dan alumunium paling banyak digunakan.

Bahan penghantar konduktor memiliki sifat-sifat penting, yaitu:

a) 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 1mm2 pada temperatur200C dinamakan hambatan jenis. Besarnya hambatan jenis suatu bahan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :

R= ρl/A

dimana :
R : Hambatan dalam penghantar, satuanya ohm (Ω)
ρ : hambatan jenis bahan, dalam satuan ohm.mm2/m
l : panjang penghantar, satuannya meter (m)
A : luas penampang kawat penghantar, satuanya mm2

b) Koefisien Temperatur Hambatan

Telah kita ketahui bahwa dalam 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 ;
R = R0 { 1 + α (t – t0)}, dimana :
R : besar hambatan setelah terjadinya perubahan suhu
R0 : besar hambatan awal, sebelum terjadinya perubahan suhu.
T : temperatur suhu akhir, dalam 0C
t0 : temperatur suhu awal, dalam 0C
α : koefisien temperatur tahanan

c) Daya Hantar Panas

Daya hantar panas menunjukkan jumlah panas yang melalui lapisan bahan tiap satuan waktu. Diperhitungkan dalam satuan Kkal/jam 0C. Terutama diperhitungkan dalam pemakaian mesin listrik beserta perlengkapanya. Pada umumnya logam mempunyai daya hantar panas yang tinggi.

d) 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.

e) 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.