Bahan yang dapat menghantarkan arus listrik yang baik disebut

Konduktor adalah zat perantara yang dapat menghantarkan listrik dan panas. Materi pelajaran terkait konduktor tentunya sudah pernah kita peroleh dalam mata pelajaran Fisikia dalam pembahasan kalor.

Konduktor sebagai penghantar panas, listrik, atau suara memiliki lawan, yakni isolator atau benda-benda yang sulit atau tidak dapat menghantarkan panas.

Adapun contoh konduktor, yaitu besi, baja, alumunium. Sedangkan, contoh isolator, yaitu kain, plastik, ebonit, dan sebagainya.

Pengertian Konduktor

Seperti penjelasan di atas, konduktor adalah zat atau bahan yang bisa menghantarkan panas, listrik, maupun suara. Zat tersebut dapat berupa zat padat, cair, maupun gas.

Zat atau benda konduktor tersebut memiliki sifat konduktif, sehingga dapat menghantarkan panas dan listrik.

Di samping itu, konduktor memiliki banyak elektron-elektron bebas. Hal tersebut sebagaimana struktur molekul konduktor yang dapat dengan mudah melepaskan elektron-elektron terluar.

Advertising

Advertising

Suatu benda dapat disebut konduktor apabila memiliki konduktivitas yang tinggi dengan resistensi yang rendah. Untuk lebih memahaminya, berikut sifat-sifat konduktor:

• Memiliki daya hantar listrik.
• Memiliki resistivitas atau hambatan jenis yang kecil.
• Memiliki daya hantar panas yang tinggi.
• Tegangan tarik kuat.

Ada beberapa syarat yang mesti dimiliki oleh zat atau benda untuk menjadi konduktor yang baik, yaitu:

• Konduktivitas yang baik. Ini membuat benda semakin baik dalam menghantarkan listrik.
• Kekuatan mekanik tinggi. Ini adalah kemampuan bahan untuk menerima beban/ gaya/ energi tanpa adanya kerusakan pada bahan tersebut.
• Koefisien muai kecil.
• Modulus elastis besar. Menunjukan ketahnan suatu konduktor untuk mengalami deformasi elastis dan kerusakan saat dialiri panas atau listrik bertegangan tinggi.

Setelah membahas terkait konduktor dan sifat-sifatnya, ada baiknya untuk mundur sedikit ke belakang dan mengulik perihal kalor yang menjadi bab induk dalam materi konduktor.

Kalor

Mengutip buku "Fisika untuk SMA/MA Kelas X Semester 2" oleh Rinawan Abadi dkk, kalor adalah energi panas zat yang dapat berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah. Satu kalori adalah kalor yang dibutuhkan oleh 1 gram air untuk menaikan suhunya 1oC.

1 kalori = 4,184 joule = 4,2 joule, sehingga 1 joule = 0,24 kalori. Nilai-nilai tersebut dinamakan tara kalor mekanik.

Kalor Jenis dan Kapasitas Kalor

Kalor jenis zat adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikan atau melepaskan suhu satu kilogram massa suatu zat sebesar 1 oC atau 1 kelvin.

C = Q/m ∆T

Keterangan:

Q = Kalor yang dibutuhkan, joule (J).

m = massa zat, kilogram (kg).

∆T = perubahan suhu gas, derajat celsius (oC).

c = Kalor jenis zat, joule per kilogram derajat celsius (J/kg oC).

Jika nilai c kecil, suhu zat akan mudah naik saat dipanaskan. Sebaliknya, jika nilai c besar, suhu zat akan sulit naik saat dipanaskan.

Kapasitas kalor suatu benda adalah banyaknya kalor yang diperlukan zat untuk menaikan suhu sebesar 1 oC atau 1 K. Selain itu, kapasitas kalor juga didefinisikan sebagai kemampuan suatu benda untuk menerima atau melepas kalor sehingga dapat menaikkan atau menurunkan suhu benda sebesar 1 oC atau 1 K.

C = Q/∆T

Keterangan:

Q = Kalor yang dibutuhkan, joule (J).

C = Kapasitas kalor, joule per derajat celsius (J/oC).

∆T = Perubahan suhu, derajat celsius (oC).

Perpindahan Kalor

Kalor adalah salah satu energi yang dapat berpindah dari satu tempat ke tempat lain. Kalor berpindah dari benda atau sistem bersuhu tinggi ke benda atau sistem bersuhu rendah. Perpindahan kalor dari satu benda ke benda lain dapat melalui tiga cara, konduksi, konveksi, dan radiasi (pancaran).

Konduksi

Konduksi merupakan perpidahan kalor yang tidak disertai dengan perpindahan partikel penghantarnya. Laju perpindahan kalor bergantung pada panjang (L), luas penampang (A), konduktivitas termal (k) atau jenis bahan, dan beda suhu (∆T).

Konveksi

Konveksi adalah perpindahan kalor yang disertai perpindahan partikel-partikel zat. Perpindahan kalor yang disertai dengan perpindahan partikel-partikel zat alir scara bebas disebut konveksi bebas. Hal ini karena adanya perbedaan massa jenis zat alir, contoh saat kita merebus air.

Sementara itu, perpindahan kalor yang disertai dengan perpindahan partikel karena perpindahan tekanan yang dibuat dengan pompa disebut konveksi paksaan. Contohnya, ventilasi kamar, cerobong asap, pengaturan katup udara, kompor, dan kipas angin.

Radiasi

Sumber energi terbesar di bumi berasal dari matahari. Energi matahari sampai ke bumi dalam bentuk pancaran panas. Inilah yang dinamakan dengan radiasi.

Radiasi merupakan peristiwa memancarnya panas dari suatu benda dalam bentuk gelombang elektromagnetik.

Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang yang merambat tanpa memerlukan zat perantara (medium) seperti gelombang cahaya dan gelombang radio.

Setiap kita memperherhatikan perlengkapan yang ada di sekitar kita, setiap klasifikasi benda tersusun atas bahan tertentu. Dengan bentuk dan fungsi yang berbeda, tentunya masing-masing benda memiliki ciri-ciri khusus tertentu. Misalnya di rumah, umumnnya banyak ditemukan perlengkapan yang membutuhkan listrik atau disebut alat elektronik. Alat elektronik sangat bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari. Namun semuanya tidak dapat digunakan tanpa adanya listrik. Listrik dinamis dan listrik statis merupakan aliran yang bersumber dari energi listrik. berdasarkan sumbernya energi listrik dihasilkan dari beberapa bahan alam, misalnya fosil, air, angin, atau sinar matahari dalam kapasitas tertentu.

Saat ini listrik mempunyai peran yang sangat penting dan akan merepotkan rasanya jika tidak ada listrik. Berbicara tentang listrik erat kaitannya dengan sifat kelistrikan. Listrik dapat dihantarkan melalui benda-benda tertentu, sehingga benda yang dialirkan listrik akan memiliki sifat kelistrikan yang sama. Pada artikel ini, akan dibahas mengenai penghantar listrik atau konduktor, sebelumnya kita lebih dulu pahami pengertian konduktor di bawah ini.

Bahan Dapat Menghantarkan Listrik

Benda yang dengan mudah mengantarkan alur listrik dikenal dengan arti konduktor, dimana ia memiliki hambatan dengan nilai yang kecil, sesuai dengan hambatan jenisnya. Elektron pada kulit atom terluar pada konduktor memiliki gaya tarik terhadap inti yang juga lemah.

Dengan begitu ketika ujung-ujung konduktor dihubungkan dengan tegangan listrik walaupun kecil, elektron akan bergerak bebas. Peristiwa ini mendukung arus listrik (aliran elektron) mengalir melalui konduktor.

Bahan yang dapat menghantarkan listrik umumnya berasal dari golongan logam-logam tertentu, misalnya tembaga, alumunium, besi. Akan tetapi masih banyak jenis lain dari bahan serupa yang juga dapat menghantarkan listrik. Bahkan bahan-bahan tersebut dapat mudah ditemukan di sekitar kita. Berikut jenis-jenis bahan yang bersifat konduktor atau dapat menghantarkan arus listrik.

Tembaga merupakan bahan yang dapat meghantarkan listrik dengan resistenti rendah. Elektron terluarnya berikatan lemah dengan inti, sehingga dapat mengalir bebas ketika  dialirkan arus listrik. Namun pada tembaga energi yang akan hilang saat berikatan dengan arus listrik jumlahnya lebih sedikit dibandingkan jenis logam lainnya.

Tembaga adalah salah satu logam yang memiliki sifat sebagai berikut :

1. Memiliki tingkat kelelehan yang rendah, sehingga cukup tahan akan pemanasan.
2. Bersifat konduktif terhadap termal dan listrik yang sangat baik dan tahan akan korosi (pengkaratan).
3. Dapat didaur ulang menjadi berbagai macam bentuk. Bahannya yang keras mudah untuk dipadukan dengan bahan lain.
4. Bersifat nonmagnetik, desinfektam, dan mudah dikombinasi dengan logam lain.

Tembaga dengan sifat-sifat yang telah disebutkan banyak digunakan pada kehidupan sehari-hari. Penggunaannya tidak hanya pada instalasi listrik, namun juga alat-alat lain. Misalnya pada kabel listrik dan grounding, lonceng listrik, kunci motor, alat masak, transformator, dan lain-lain.

Tembaga merupakan konduktor yang sangat baik, sehingga ketika ditemukan pada kabel-kabel listrik bagiannya selalu tertutup. Jika tidak, tembaga yang terbuka akan menimbulkan risiko berbahaya bagi sekitar. Selain itu, walaupun tahan korosi apabila terus bersinggungan dengan udara maka tembaga kemungkinan dapat berkarat juga dan hal tersebut tidak dapat dihindari.

Alumunium yaitu logam yang biasanya digunakan pada atribut listrik mekanis. Walaupun demikian, alumunium juga konduktor yang berguna sebagai pelengkap peralatan lain. Alumunium berguna pada banyak bidang, diantaranya di bidang industri untuk antena, tangga, penutup farmasi. Selain itu juga pada aplikasi pengemasan, contohnya kemasan logam, tutup sekrup pada mineralisasi air, dan juga digunakan pada alat-alat masak.

Alumunium banyak digunakan pada alat-alat masak karena tidak bersifat racun. Selain itu alumunium cukup tahan terhadap korosi. Dengan begitu alumunium aman untuk digunakan sebagai peralatan dapur atau alat-alat masak.

Kuningan merupakan konduktor yang digunakan pada keperluan instalasi listrik karena biayanya yang rendah dan terjangkau. Beberapa bagian dari seng yang dicampur dengan komposisi berbeda akan membuat hampir 15 jenis kuningan. Kuningan merupakan perpaduan dari tembaga, biasanya digunakan untuk konektor, siwtch, kontak, dan yang paling khas adalah sebagai logam pembuat alat musik karena sifatnya yang elastis dan akustik.

Perak merupakan salah satu logam yang tahan korosi, sama seperti tembaga. Dengan sifat tersebut perak cukup baik untuk penggunaan listrik. Perak juga merupakan logam yang sangat cocok dibuat sebagai perhiasan. Selain itu, masih banyak kegunaan perak sebagai pelengkap, yaitu pada alat-alat di bawah ini :

1. Panel surya
2. Logam solder
3. Fotografi film
4. Mobil
5. Kontak switch

Besi adalah salah satu logam yang dapat menghantarkan listrik dengan baik karena memiliki kapasitas redaman. Besi memiliki simbol Fe atau ferrum, dengan susunan bahan yang sedemikian rupa besi dapat meleleh ketika dipanaskan dalam arti suhu tinggi.

Bahan konduktornya dimanfaatkan pada generator, motor, perangkat penyimpanan audio dan video, transformer. Selain itu besi juga bersifat magnet yang kuat dan diaplikasikan pada kebutuhan medis yaitu MRI.

Perunggu merupakan jenis logam perpaduan antara tembaga dengan kandungan timbal, alumunium, nikel, dan silikon. Sifat konduktornya lebih kuat daripada kuningan, dan juga tahan terhadap korosi. Selain itu perunggu bersifat fleksibel sehingga banyak digunakan pada bantalan bola, instrumen bedah, serta artefak cor.

Emas merupakan logam yang paling terkenal digunakan sebagai perhiasan. Namun sebagai penghantar arus listrik, emas juga digunakan sebagai sakelar, kontak listrik, smart TV, dan memproduksi komponen elektronik. Emas cocok digunakan pada perangkat elektronik karena memiliki sifat anti korosi.

Selain sebagai perhiasan, kegunaan emas lainnya yaitu sebagai pelengkap pada ponsel, modul GPS, kalkulator digital, PDA. Selain itu emas dapat diaplikasikan untuk diagnostik medis, komponen mekanis industri aerospace, dan komponen satelit.

Emas memang bersifat dapat menghantarkan listrik dengan sangat baik. Akan tetapi karena bahannya yang mahal, maka sebagai konduktor emas cukup jarang digunakan. Sebagai alternatif dari emas, pada perlengkapan yang berkaitan dengan listrik dapat digunakan platinum.

Platinum adalah logam dengan sifat konduktor yang dapat digunakan sebagai alternatif emas. Oleh karena itu platinum juga dapat digunakan pada sakelar listrik dan kontak untuk mencegah pengkaratan. Selain digunakan pada alat elektronik, platinum juga dimanfaatkan pada pengolahan kimia sebagai katalisator. Selain itu, platinum dimanfaatkan pada industri kaca untuk menghasilkan warna, dan juga mengesktraksi minyak mentah.

Raksa atau merkuri merupakan logam yang sering ditemukan pada salah satu alat medis pengecek suhu yaitu termometer. Sebagai logam merkuri memiliki sifat dapat menghantarkan aliran listrik yang dimanfaatkan dalam berbagai peralatan elektronik. Contohnya pada sakelar lampu, perangkat termostatik (sistem pemanas dan pendingin), serta digunakan pada kendaraan.

Pada bidang medis, selain digunakan untuk termometer merkuri juga dimanfaatkan pada pengukur tekanan darah. Untuk keperluan operasi, merkuri digunakan pada hydrometer, barometer, dan hygrometer.

Grafit merupakan jenis logam yang mungkin cukup asing bagi kita, akan tetapi fungsinya sebagai penghantar arus listrik banyak dimanfaatkan pada kehidupan. Grafit tidak seperti konduktor lain, karena sifatnya semikonduktor atau hanya dapat mengalirkan listrik sebagian (penghantar lemah).

Grafit digunakan pada pembuatan chip yang terintegrasi dengan monocrystalline. Selain itu grafit juga digunakan pada pembuatan elektroda untuk ukiran plasma. Masih terdapat beberapa kegunaan dari grafit pada kehidupan yaitu sebagai berikut :

1. Implantasi ion
2. Serat optik
3. Desain aplikasi kriogenik
4. Ubin permukaan pesawat ulak-alik
5. Motor listrik dan komponen generator pada mobil otomotif
6. Pelengkap sistem pengereman

Dalam bidang pertahanan grafit digunakan sebagai elemen pembangun komponen tanpa bobot. Beberapa diantaranya yang paling sering digunakan adalah kapal tanpa awak, rudal udara, serta roda dan kendaraan pelacak.

Demikianlah artikel yang bisa kami selesaikan dan bagikan pada semua pembaca berkenaan dengan macam bahan yang dapat dengan mudah menghantarkan arus listrik. Semoga bisa memberi edukasi, referensi, serta menambah literasi bagi semuanya.