Ilmu Bahan Listrik

KEGIATAN BELAJAR 1
PENGANTAR ILMU BAHAN LISTRIK

A. Umum
Bahan listrik dalam sistem tenaga listrik merupakan salah satu elemen penting yang akan menentukan kualitas penyaluran energi listrik itu sendiri. Bahan listrik yang sangat popular selama ini meliputi konduktor, semi konduktor dan isolator. Satu lagi yang dikenal dengan super konduktor, namun masih dalam penelitian intensif para ahli. Ketiga bahan tadi secara integrative dalam system kelistrikan dimanfaatkan secara optimal. Seperti misalnya konduktor adalah salah material paling besar yang dipakai dalam penyaluran tenaga listrik baik alumunium maupun tembaga atau campuran dengan bahan lain. Demikian pula isolator dipakai banyak sekali untuk menyekat bagian bagian bertegangan dengan bagian yang kontak langsung dengan manusia
Dalam teknik listrik, khususnya pada pelajaran praktek, mempelajari dan memahami bermacam-macam bahan beserta sifat-sifatnya merupakan hal yang sangat penting, guna memilih suatu bahan penyekat misalnya, bahan tadi perlu disesuaikan dengan penggunaannya, umpamanya penyekat harus memiliki sifatsifat tahanan jenis yang besar, tahan terhadap lembab, panas, reaksi bahan kimia dan sebagainya.Selain sifat, bahan juga mempunyai bermacam -macam bentuk.
Pada umumnya kita mengenal tiga macam bentuk, yaitu padat, cair, dan gas. Ada pula bahan-bahan yang memiliki ketiga bentuk tersebutpada suhu-suhu tertentu. Sebagai contoh dapat kita ambil air. Dalam keadaan biasa air berbentuk cair. Jika air kita panaskan hingga suhunya naik sampai 1000C atau lebih, air mulai menguap berarti bentuk cairnya berubah menjadi bentuk gas. Pendinginan
kembali uap itu sampai suhu semula, akan merubah bentuknya lagi menjadi cair.
Bilamana pendinginan tersebut dteruskan sampai suhunya mencapai 00C ke bawah, bentuknya berubah menjadi padat. Dalam bentuk padat ini air dikenal dengan nama es. Ada kalanya bahan-bahan yang dalam keadaan biasa berbentuk padat, melalui proses pemanasan dijadikan cair, supaya dapat dituangkan kedalam acuan (cetakan), kemudian setelah didinginkan kembali menjadi padat lagi dngan bentuk sebagai barang jadi. Sebagai contoh kita sebutkan bahan bakelit, besi dan
tembaga.
1. Benda Padat
Benda padat mempunyai bentuk yang tetap (mempunyai bentuk sendiri). Pada suhu yang tetap benda padat mempunyai isi yang tetap pila.Isi akan bertambah, atau disebut benda akan memuai jika mengalami kenaikan suhu dan sebaliknya benda akan menyusust jika suhunya menurun. Karena berat
benda tetap, maka kepadatan benda akan berubah. Jika isi (volume) bertambah (memuai), kepadatanya berkurang. Jika isinya berkurang (menyusut), kepadatannyabertambah. Jadi benda lebih padat dalam keadaan dingin daripada dalam keadaan panas. Untuk lebih jelas lagi, rumusnya dapat
kita tulis sebagai berikut:

P = M/V

P = Kepadatan dengan satuan gram/cm3. (cm3 = cc = cenumeter cubik).
M = Massa dengan satuan gram.
V = Isi (volume) dengan satuan cm3 atau c.c.
Pemuaian benda yang satu dengan yang lain berbeda. Koefisien muai ruang dapat dilihat dengan tabel. Koefisien muai-ruang suatu benda ialah bilangan yang menunjukkan pertambahan ruang dalam cm3 suatu benda yang isinya 1 cm3, bila mana suhunya dinaikan 10C.

2. Sifat Mekanis
Jika pada benda padat bekerja gaya-gaya luar, maka benda tersebut akan mengalami perubahan bentuk. Besarnya perubahan bentuk tersebut tergantung pada besar kecilnya gaya, benda dan dari bahan apa benda itu dibuat. Jika gaya luar tadi tidak lagi bekerja, maka ada tiga kemungkinan yang akan terjadi yaitu :
a. bentuk benda akan kembali pada bentuk semula.
b. bentuk benda sebagian saja kembali pada bentuk semula.
c. bentuk benda berubah sama sekali.

Kejadian seperti pada a dapat terjadi, karena benda tersebut mempunyai sifat kenyal (elastis). Kejadian seperti pada b hanya sebagian saja yang dapat kembali pada bentuk semula. Ini dapat terjadi, apabila besar gaya yang bekerja meapaui suatu batas, yang disebut batas kekenyalan sehingga sifat kekenyalan menjadi berkurang. ada kejadian c besar gaya yang bekerja jauh melampaui batas
kekenyalan, sehingga sifat kekenyalan sama sekali hilang. Pada bangunan gaya yang akan bekerja pada bahan-bahan yang akan dipakai untuk pembuatan bangunan itu harus diperhitungkan jangan sampai melampaui batas kekenyalan itu. Tegangan patah. Tiap bahan yang mengalami pembebanan, jika beban ditambah terus-menerus, mula-mula mengalami perubahan bentuk, akhirnya akan patah. Tegangan patah ialah batas tegangan dalam kg/cm2, dimana bahan akan patah, bila bebannya melampai batas ini. Maka pada tiap-tiap bangunan, perlu adanya perhitungan yang teliti, supaya bahan-bahan untuk pembuatan bangunan itu tidak mengalami pembebanan yang melebihi batas yang telah ditentukan dalam peraturan keamanan. Pada tiap-tiap potongan normal bekerja gaya dalam sebesar P.