Kata-kata "listrik" sudah menjadi bagian dari kebutuhan hidup kita. Dalam kehidupan sehari-hari hampir semua peralatan memanfaatkan energi listrik, seperti : setrika listrik, lampu, tv, radion, AC, kulkan dan lain sebagainya.
Pada peralatan-peralatan yang menggunakan listrik, ada bagian-bagian dari material yang bersifat menghantarkan arus listrik dan ada juga yang bersifat tidak bisa dialiri arus listrik sama sekali. Material-material inilah yang nantinya dikelompok berdasarkan sifat konduktivitasnya. Jadi, konduktivitas itu sendiri merupakan suatu ukuran dari kemampuan suatu bahan untuk menghantarkan arus listrik.
Konduktor
1. Apa itu Konduktor ?
Konduktor adalah bahan-bahan atau material yang mudah menghantarkan arus listrik jika di hubungkan dengan sumber tegangan.Dalam konduktor, ikatan ion terbentuk di antara atom-atom. Ikatan ionik ini menyebabkan aliran pembawa muatan yang mudah di bawah pengaruh agitasi termal apa pun. Karenanya mereka adalah konduktor listrik yang baik. Tumpang tindih pita valensi dan pita konduksi memungkinkan aliran elektron yang mudah melaluinya. Tidak ada level Fermi antara pita valensi dan pita konduksi. Ketika tegangan kecil diterapkan, konduktor akan menghasilkan sejumlah besar arus.
Arus mengalir karena elektron. Pergerakan elektron dalam logam disebut sebagai arus listrik. Konduktor memiliki koefisien resistensi suhu positif.
2. Contoh Konduktor
Berikut ini contoh beberapa material yang masuk kategori konduktor beserta contoh terapannya :- Tembaga
Tembaga adalah bahan konduktif yang memiliki resistansi rendah. Elektron-elektron secara longgar terikat pada nukleus dan mengalir dengan bebas. Kehilangan energi dalam tembaga lebih sedikit jika dibandingkan dengan logam konduktif lainnya.
Tembaga memiliki titik lebur tinggi sehingga membuat tembaga cocok untuk aplikasi pemanasan.
Contoh Penerapan Tembaga
- Digunakan di rumah tangga untuk kabel listrik selain aluminium.
- Digunakan dalam Solenoid
- Bel Listrik
- Pipa air
- Elektromagnet
- Kunci
- Motor listrik
- Peralatan masak
- Pembangkit listrik
- Dalam Kabel listrik
- Pipa dan fitting
- Pipa gas alam
- Perak
Perak tahan terhadap korosi dan menghasilkan oksidasi. Oleh karena itu, perak baik untuk penggunaan listrik dimana juga digunakan juga dalam bidang medis untuk analisis antimikroba. Disamping itu perak juga merupakan logam yang sempurna untuk membuat perhiasan dan pipa industri.
Contoh Penerapan Perak
- Fotografi film
- Digunakan sebagai katalis
- Permata
- Digunakan sebagai kontak dengan sakelar
- Di panel surya
- Logam solder
- Digunakan sebagai disinfektan untuk mencegah luka.
- Untuk mengolah partikel limbah minyak bumi.
- Aluminium
Aluminium digunakan dalam membuat pipa konduktor, rumah perakitan motor, dan heat sink. Contoh Penerapan Aluminium
- Aplikasi aluminium
- Antena
- Penangan Teleskopik
- Tangga
- Foil penenutup makanan
- Kuningan
Kuningan digunakan untuk keperluan listrik karena biayanya yang rendah. Beberapa persentase seng dicampur dengan proporsi berbeda, membuat hampir 15 jenis kuningan. Secara umum, Kuningan adalah salah satu paduan tembaga.
Contoh Penerapan Kuningan
- Sakelar
- Konektor
- Stop kontak
- Perunggu
Perunggu adalah salah satu paduan tembaga yang mengandung timah, aluminium, silikon, dan nikel.
Perunggu tahan korosi dan fleksibel. Perunggu digunakan dalam bantalan bola, instrumen bedah dan artefak cor. - Besi
Besi adalah logam yang baik dengan sifat menyusut, kapasitas redaman.
Contoh dari penerapan besi dapat ditemukan dalam : peralatan masak, tutup lubang got, suku cadang mobil, jembatan, gedung metro. Besi juga merupakan elemen inti dalam membangun generator, motor, perangkat penyimpanan audio dan video dll. Magnet permanen yang terbuat dari besi digunakan dalam aplikasi medis MRI. - Merkuri
Merkuri adalah logam yang digunakan dalam berbagai produk elektronik. Penerapan dari merkuri dapat kita temukan dalam termometer, sakelar lampu, perangkat termostatik (probe, sistem pemanas dan pendingin) dan kendaraan. Perangkat medis elektronik seperti pengukur tekanan darah menggunakan merkuri. Bahkan beberapa sensor seperti Barometer, Hygrometer dan Hydrometer menggunakan merkuri.
Isolator
1. Apa itu Isolator ?
Isolator adalah bahan-bahan atau material yang tidak dapat menghantarkan arus listrik jika material tersebut di hubungkan dengan suatu sumber tegangan.2. Contoh Isolator
Berikut ini contoh beberapa material yang masuk kategori isolator :- Porselen
Porselen adalah bahan yang menahan arus listrik pada suhu yang sangat baik. Porselen memiliki kekuatan dielektrik yang baik serta anti korosi. Logam porselen digunakan untuk peralatan yang menggunakan tegangan tinggi ataupun rendah.
Kita sering menemukan penggunakan porselen dalam industri pengolahan kimia, restorasi gigi, oven microwave dsb. - Plastik
Plastik tidak dapat menghantarkan listrik dan merupakan isolator terbaik yang paling banyak digunakan. Kita sering melihat penggunaan plastik pada barang-barang rumah tangga seperti : lampu, pengering rambut, penyedot debu, mesin cuci, lemari es dan lain-lain.
Plastik digunakan untuk isolasi listrik dan pelindung kabel. Plastik juga berfungsi sebagai insulasi panas seperti digunakan dalam pemanggang roti, ceret kopi, switch, mesin penjual otomatis dll. - Keramik
Keramik digunakan di berbagai bidang seperti tekstil, dirgantara, listrik, elektronik, mekanik dan lain sebagainya.
Kita dapat menemukan keramik dalam spindle kecepatan tinggi untuk memotong PCB (Printed Circuit board), motor brushless, listrik kendaraan, dan penukar panas .
Keramik sering juga digunakan dalam perawatan kesehatan (komponen dan sensor medis), alat pacu jantung, gigi, pendengaran dan implan medis . - Mika
Mika adalah bijih yang digunakan sebagai isolator elektronik, dalam cat, untuk menghilangkan debu dan batang las.
Mika merupakan isolator terbaik yang digunakan dalam pemadam api, isolasi pipa, industri atap, peralatan olahraga, dan juga untuk membuat sampel mikroskopis.
Semikonduktor
1. Apa itu Semikonduktor
Bahan yang memiliki level resistansi antara konduktor dan isolator disebut sebagai semikonduktor. Semikonduktor sangat umum ditemukan di hampir semua perangkat elektronik.Kualitas semikonduktor diukur sebagai nilai konduktivitas listrik, yaitu seberapa baik suatu material menghantarkan listrik. Ketika suhu naik dalam semikonduktor, konduktivitasnya meningkat karena penurunan resistensi pada material.
2. Contoh Semikonduktor
Contoh bahan semikonduktor yaitu : germanium, selenium, dan silikon. Silikon digunakan di sebagian besar semikonduktor untuk komponen komputer dan elektronik, karena dianggap sebagai bahan semikonduktor terbaik.Banyak perusahaan memproduksi semikonduktor, termasuk Intel, Qualcomm, Samsung Electronics, Texas Instruments, dan Toshiba. Contoh komponen dan perangkat yang menggunakan semikonduktor dan bahan semikonduktor meliputi:
- Integrated circuit
- Keyboard and mouse
- Monitor
- Processor
- Memory chip
- Transistor