Konduktor adalah zat yang bisa menghantarkan panas atau arus listrik.
Pernahkan ketika memegangi sendok maupun benda logam yang di dekatkan panas atau listrik, maka panas atau listrik itu kemudian akan kita rasakan bukan? Tangan menjadi terkena panas dan tersengat listrik. Hal ini merupakan efek dari peristiwa penghantaran panas oleh bahan konduktor.
Pengertian Konduktor
Konduktor adalah zat atau bahan yang mempunyai kemampuan untuk menghantarkan panas atau arus listrik.
Konduktor mampu menghantarkan listrik dengan baik karena mempunyai hambatan jenis sangat kecil.
Besar tahanan ini dipengaruhi oleh jenis material atau bahan penyusunnya, hambatan, ukuran panjang serta luas penampang bahan.
Syarat-syarat Bahan Konduktor
Syarat-syarat bahan bersifat konduktor yaitu:
1. Konduktifitas yang baik
Konduktifitas yang baik pada suatu bahan konduktor yaitu yang memiliki nilai hambatan jenis relatif kecil. Semakin kecil hambatan jenisnya maka semakin baik nilai konduktifitas bahan. Besar hambatan jenis berbanding terbalik dengan konduktifitas bahan.
Konduktifitas bahan berkaitan dengan daya hantar panas dan daya hantar listrik.
Daya hantar panas menyatakan jumlah panas yang mampu melewati bahan dalam selang waktu tertentu. Bahan logam merupakan bahan yang memiliki daya hantar panas yang tinggi sehingga bahan logam cenderung mempunyai konduktifitas yang tinggi sebagai bahan konduktor.
Daya hantar pada listrik menggambarkan kemampuan bahan konduktor dalam menghantarkan arus listrik. Besar dari daya hantar listrik konduktor adalah sangat dipengaruhi oleh besar hambatan jenis yang dimiliki oleh bahan konduktor. Hambatan jenis dapat dinyatakan dalam bentuk persamaan berikut:
R = ρ (l/A)
Keterangan :
- R = hambatan (Ω)
- ρ = hambatan jenis (Ω.m)
- l = panjang penghantar (meter)
- A = luas penampang kawat (m2)
2. Kekuatan mekanis yang tinggi
Bahan konduktor mempunyai kekuatan mekanis yang tinggi sehingga dapat menghantarkan panas atau listrik dengan baik. Bahan dengan kekuatan mekanis yang tinggi memiliki partikel penyusun rapat.
Ketika bahan konduktor didekatka dengan sumber panas atau arus listrik, maka akan terjadi vibrasi atau getaran pada bahan konduktor. Melalui vibrasi atau getaran ini panas atau arus listrik akan mengalir dari ujung ke ujung bahan konduktor yang lainnya.
Sifat mekanis bahan sangat penting terutama ketika bahan konduktor berada diatas tanah. Bahan konduktor harus diketahui sifat mekanisnya karena berhubungan dengan pendistribusian tegangan tinggi pada saluran arus listrik.
3. Koefisien muai yang kecil
Bahan yang mempunyai koefisien muai kecil tidak akan mudah berubah bentuk, ukuran atau volume akibat pengaruh dari perubahan temperatur.
R = R0 { 1 + α (t – t0)},
keterangan :
- R : besar hambatan setelah terjadinya perubahan suhu (Ω)
- R0 : besar hambatan awal, sebelum terjadinya perubahan suhu (Ω)
- t : temperatur suhu akhir, dalam 0C
- t0: temperatur suhu awal, dalam 0C
- α : koefisien temperatur tahanan nilai hambatan jenis
4. Daya termoelektrik yang berbeda antar bahan
Dalam rangkaian listrik, arus listrik selalu mengalami perubahan daya termoelektrik akibat adanya perubahan temperatur. Titik tempertaur berkaitan dengan jenis bahan logam yang digunakan sebagai konduktor.
Hal ini sangat penting untuk mengetahui efek yang ditimbulkan ketika dua jenis logam berbeda dipasang dalam satu titik kontak. Dalam kondisi termperatur yang berbeda, maka bahan mempunyai hasil konduktifitas yang berbeda.
5. Modulus elastisitas cukup besar
Sifat ini sangat penting digunakan saat terjadi pendistribusian tegangan tinggi. Dengan modulus elastisitas tinggi maka bahan konduktor tidak akan rentan mengalami kerusakan akibat tegangan tinggi. Penghantar listrik yang berbentuk cair seperti air raksa, berbentuk gas seperti neon, dan berbentuk padat seperti logam.
Karakteristik Bahan Konduktor Adalah
Karakteristik dari bahan konduktor dibagi menjadi dua jenis karakter yaitu :
- Karakteristik Listrik yang memiliki peranan untuk menunjukkan kemampuan konduktor ketika dialiri oleh arus listrik.
- Karakteristik Mekanik yang menunjukkan kemampuan konduktor dalam hal daya tarik.
Bahan-bahan Konduktor
Bahan yang biasa digunakan sebagai konduktor antara lain adalah
- Logam biasa seperti tembaga, alumunium, besi.
- Logam campuran (alloy) yaitu sebuah logam dari tembaga atau alumunium yang dicampur dengan logam lain dalam jumlah tertentu. Hal ini berguna untuk meningkatkan kekuatan mekanis dari logam.
- Logam paduan, yaitu sebuah campuran dari dua atau lebih beberapa jeni logam yang dipadu secara kompresi, peleburan (smelting) atau pengelasan (welding).
Setiap bahan konduktor mempunyai hambatan jenis yang beragam. Berikut beberapa bahan konduktor yang sering digunakan dengan nilai hambatan jenisnya ebagai berikut:
| Bahan Konduktor | Hambatan Jenis (Ohm m) |
| Perak | 1,59 x 10-8 |
| Tembaga | 1,68 x 10-8 |
| Emas | 2,44 x 10-8 |
| Alumunium | 2,65 x 10-8 |
| Tungsten | 5,60 x 10-8 |
| Besi | 9,71 x 10-8 |
| Platina | 10,6 x 10-8 |
| Air raksa | 98 x 10-8 |
| Nikrom (logam campuran Ni, Fe, Cr) | 100 x 10-8 |
Bahan yang paling umum digunakan sebagai penghantar (konduktor) adalah tembaga. Bahan tembaga mempunyai nilai hambatan jenis relatif sangat kecil dan harga yang murah serta melimpah di alam.
Contoh Bahan Konduktor
Berikut beberapa contoh bahan konduktor:
1. Alumunium
Alumunium murni mempunyai massa enis 2,7 g/cm3, dengan titik leleh 658 oC dan tidak bersifat sebagai korosif. Alumunium mempunyai daya hantar sebesar 35 m/Ohm.mm2 sekitar 61,4% dari daya hantar tembaga. Alumunium murni mudah dibentuk karena lunak dengan kekuatan tarik 9 kg/mm2. Oleh sebab itu, alumunium sering dicampur dengan tembaga untuk memperkuat daya tariknya. Penggunaan alumunium diantaranya pada penghantar ACSR (Alumunium Conductor Steel Reinforced), ACAR (Alumunium Conductor Alloy Reinforced).
2. Tembaga
Tembaga mempunyai daya hantar listrik yang tinggi yaitu 57 m/Ohm.mm2 pada suhu 20 oC dengan koefisien muai suhu 0,004 / oC. Tembaga mempunyai daya tarik 20 hingga 40 kg/mm2. Pemakaian tembaga sebagai bahan penghantar misalnya pada kawat berisolasi (NYA, NYAF), kabel (NYM, NYY, NYFGbY), busbar, lamel mesin dc cincin seret pada mesin AC dan sebagainya.
3. Air raksa
Air raksa merupakan satu-satunya logam dalam bentuk cair dengan hambatan jenis sebesar 0,95 Ohm.mm2/m, koefisien suhu 0,00027 /oC. Penggunaan air raksa diantaranya yaitu sebagai gas pengisi tabung elektronik, cairan pompa difusi, elektroda pada bahan instrumen untuk mengukur elektris bahan dielektrik padat, dan sebagai pengisi cairan termometer.
