KONDUKTOR LISTRIK: JENIS DAN KARAKTERISTIK UTAMA - FISIK

The konduktor listrik atau bahan konduktif adalah mereka yang memiliki sedikit perlawanan terhadap aliran arus listrik, mengingat sifat spesifik. Struktur atom dari konduktor listrik memfasilitasi pergerakan elektron yang melaluinya, yang dengannya elemen jenis ini mendukung transmisi listrik.

Konduktor dapat dihadirkan dalam berbagai bentuk, salah satunya adalah material pada kondisi fisik tertentu, seperti batang logam (batangan) yang belum dijadikan bagian dari rangkaian listrik. Meskipun bukan bagian dari rakitan listrik, bahan ini selalu menjaga sifat konduktifnya.

Ada juga konduktor listrik unipolar atau multipolar, yang secara resmi digunakan sebagai elemen penghubung rangkaian listrik di lingkungan perumahan dan industri. Jenis konduktor ini dapat dibentuk di dalam dengan kabel tembaga atau jenis bahan logam lainnya, yang ditutup dengan permukaan isolasi.

Selain itu, tergantung pada konfigurasi sirkuit, konduktor untuk aplikasi perumahan (tipis) atau kabel untuk keran bawah tanah dalam sistem distribusi listrik (tebal) dapat dibedakan.

Untuk keperluan artikel ini, kami akan fokus pada karakteristik bahan konduktif dalam keadaan murni; Selain itu, kita akan mengetahui bahan konduktif mana yang paling banyak digunakan saat ini dan mengapa.

karakteristik

Konduktor listrik dicirikan dengan tidak menawarkan banyak hambatan terhadap aliran arus listrik yang melaluinya, yang hanya dimungkinkan berkat sifat listrik dan fisiknya, yang menjamin bahwa sirkulasi listrik melalui konduktor tidak menyebabkan deformasi atau kerusakan. dari materi yang dimaksud.

Karakteristik listrik

Karakteristik listrik utama dari penghantar listrik adalah sebagai berikut:

Konduktivitas yang baik

Konduktor listrik harus memiliki daya hantar listrik yang baik untuk memenuhi fungsinya dalam mengangkut energi listrik.

Komisi Elektroteknik Internasional menetapkan pada pertengahan 1913 bahwa konduktivitas listrik tembaga dalam keadaan murni dapat menjadi acuan untuk mengukur dan membandingkan konduktivitas bahan konduktif lainnya.

Dengan demikian, International Annealed Copper Standard (IACS untuk akronimnya dalam bahasa Inggris) ditetapkan.

Referensi yang diadopsi adalah konduktivitas kawat tembaga anil dengan panjang satu meter, dan satu gram massa pada 20 ° C, yang nilainya sama dengan 5,80 x 10 ⁷ Sm ^-1 . Nilai ini dikenal sebagai IACS konduktivitas listrik 100%, dan ini merupakan tolok ukur untuk mengukur konduktivitas bahan konduktif.

Bahan konduktif dianggap demikian jika memiliki lebih dari 40% IACS. Bahan yang memiliki konduktivitas lebih dari 100% IACS dianggap sebagai bahan konduktivitas tinggi.

Struktur atom memungkinkan lewatnya arus

Struktur atom memungkinkan lewatnya arus listrik, karena atom memiliki sedikit elektron di kulit valensinya dan, pada gilirannya, elektron-elektron ini terlepas dari inti atom.

Konfigurasi yang dijelaskan menyiratkan bahwa sejumlah besar energi tidak diperlukan elektron untuk berpindah dari satu atom ke atom lainnya, memfasilitasi pergerakan elektron melalui konduktor.

Jenis elektron ini disebut elektron bebas. Disposisi dan kebebasan bergerak mereka di seluruh struktur atom inilah yang membuat sirkulasi listrik melalui kondusif.

Inti bersatu

Struktur molekul konduktor terdiri dari jaringan inti yang erat, yang secara praktis tetap tidak bergerak karena kohesi.

Ini membuat pergerakan elektron yang berada jauh di dalam molekul menjadi kondusif, karena mereka bergerak bebas dan bereaksi terhadap kedekatan medan listrik.

Reaksi ini menginduksi pergerakan elektron ke arah tertentu, sehingga memungkinkan sirkulasi arus listrik melalui bahan konduktif.

Keseimbangan elektrostatis

Dengan menjadi sasaran muatan tertentu, bahan konduktif akhirnya mencapai keadaan kesetimbangan elektrostatis di mana pergerakan muatan di dalam bahan tidak terjadi.

Muatan positif menggumpal di salah satu ujung material dan muatan negatif terakumulasi di ujung yang berlawanan. Perpindahan muatan ke permukaan konduktor menghasilkan adanya medan listrik yang sama dan berlawanan di dalam konduktor. Jadi, total medan listrik internal dalam material adalah nol.

Karakter fisik

Lunak

Konduktor listrik harus dapat ditempa; artinya, mereka harus mampu berubah bentuk tanpa putus.

Bahan konduktif sering digunakan dalam aplikasi rumah tangga atau industri, di mana bahan tersebut harus dibengkokkan dan ditekuk; oleh karena itu, kelenturan merupakan karakteristik yang sangat penting.

Tahan

Bahan-bahan ini harus tahan terhadap keausan, untuk menahan kondisi tekanan mekanis yang biasanya mereka alami, ditambah dengan suhu tinggi akibat sirkulasi arus.

Lapisan isolasi

Ketika digunakan dalam aplikasi perumahan atau industri atau sebagai bagian dari sistem suplai listrik yang saling berhubungan, konduktor harus selalu ditutupi oleh lapisan insulasi yang sesuai.

Lapisan luar ini, juga dikenal sebagai selubung isolasi, diperlukan untuk mencegah arus listrik yang mengalir melalui konduktor bersentuhan dengan orang atau benda di sekitarnya.

Jenis konduktor listrik

Ada berbagai kategori konduktor listrik dan pada masing-masing kategori terdapat bahan atau media dengan konduktivitas listrik tertinggi.

Dengan keunggulan, konduktor listrik terbaik adalah logam padat, di antaranya tembaga, emas, perak, aluminium, besi dan beberapa paduan menonjol.

Namun, ada jenis bahan atau larutan lain yang memiliki sifat konduksi listrik yang baik, seperti larutan grafit atau garam.

Bergantung pada cara konduksi listrik dilakukan, tiga jenis bahan atau media konduktif dapat dibedakan, yang dirinci di bawah ini:

Konduktor logam

Kelompok ini terdiri dari logam padat dan paduannya masing-masing.

Konduktor logam memiliki konduktivitas tinggi terhadap awan elektron bebas yang mendukung sirkulasi arus listrik yang melaluinya. Logam melepaskan elektron yang terletak di orbit terakhir atomnya tanpa menginvestasikan sejumlah besar energi, yang membuat lompatan elektron dari satu atom ke atom lain menguntungkan.

Di sisi lain, paduan dicirikan memiliki resistivitas yang tinggi; yaitu, mereka menghadirkan resistansi yang sebanding dengan panjang dan diameter konduktor.

Paduan yang paling umum digunakan dalam instalasi listrik adalah kuningan, paduan tembaga-seng; tinplate, paduan besi dan timah; paduan nikel tembaga; dan paduan nikel kromium.

Konduktor elektrolitik

Ini adalah larutan yang terdiri dari ion bebas, yang membantu konduksi listrik kelas ionik.

Sebagian besar, jenis konduktor ini ada dalam larutan ionik, karena zat elektrolitik harus mengalami disosiasi parsial (atau total) untuk membentuk ion yang akan menjadi pembawa muatan.

Konduktor elektrolitik mendasarkan operasinya pada reaksi kimia dan perpindahan materi, yang memfasilitasi pergerakan elektron melalui jalur sirkulasi yang dimungkinkan oleh ion bebas.

Konduktor gas

Dalam kategori ini adalah gas yang sebelumnya telah mengalami proses ionisasi, yang memungkinkan konduksi listrik melaluinya.

Udara sendiri bertindak sebagai konduktor listrik ketika, setelah kerusakan dielektrik, berfungsi sebagai media konduktif untuk pembentukan petir dan pelepasan listrik.

Contoh konduktor

Aluminium

Ini sangat digunakan dalam sistem transmisi listrik overhead karena, meskipun memiliki konduktivitas 35% lebih rendah bila dibandingkan dengan tembaga anil, beratnya tiga kali lebih ringan dari yang terakhir.

Soket tegangan tinggi biasanya ditutupi oleh permukaan luar polivinil klorida (PVC), yang mencegah konduktor dari panas berlebih dan mengisolasi aliran arus listrik dari luar.

Tembaga

Ini adalah logam yang paling banyak digunakan sebagai konduktor listrik dalam aplikasi industri dan perumahan, mengingat keseimbangan yang ada antara konduktivitas dan harganya.

Tembaga dapat digunakan dalam konduktor pengukur rendah dan sedang, dengan satu atau beberapa kabel, tergantung pada kapasitas amperometrik konduktor.

Emas

Ini adalah bahan yang digunakan dalam rakitan elektronik mikroprosesor dan sirkuit terintegrasi. Ini juga digunakan untuk membuat terminal baterai untuk kendaraan, di antara aplikasi lainnya.

Konduktivitas emas kurang lebih 20% lebih kecil dari konduktivitas emas anil. Namun, ini adalah bahan yang sangat tahan lama dan tahan korosi.

Perak

Dengan konduktivitas 6,30 x 10 ⁷ Sm ^-1 (9-10% lebih tinggi dari konduktivitas tembaga anil), ini adalah logam dengan konduktivitas listrik tertinggi yang diketahui hingga saat ini.

Ini adalah bahan yang sangat mudah dibentuk dan ulet, dengan kekerasan yang sebanding dengan emas atau tembaga. Namun, biayanya sangat tinggi, sehingga penggunaannya tidak begitu umum di industri.

Referensi

Konduktor listrik (sf). Ecured. Havana Kuba. Diperoleh dari: ecured.cu
Konduktor listrik (sf). Diperoleh dari: aprendeelectricidad.weebly.com
Longo, J. (2009) Konduktor listrik. Diperoleh dari: vivehogar.republica.com
Martín, T, dan Serrano A. (nd). Konduktor dalam kesetimbangan elektrostatis. Universitas Politeknik Madrid. Spanyol. Dipulihkan dari: montes.upm.es
Pérez, J., dan Gardey, A. (2016). Definisi konduktor listrik. Diperoleh dari: definicion.de
Sifat konduktor listrik (sf). Diperoleh dari: neetescuela.org
Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Konduktivitas listrik. Diperoleh dari: es.wikipedia.org
Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Konduktor listrik. Diperoleh dari: es.wikipedia.org

KONDUKTOR LISTRIK: JENIS DAN KARAKTERISTIK UTAMA - FISIK - 2025