SIFAT-SIFAT DIELEKTRIK
diajukan guna memenuhi tugas mata kuliah Pengantar Fisika Zat Padat
Oleh :
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS JEMBER 2012
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Dalam teknik tegangan tinggi, fungsi yang paling utama dari suatu bahan isolasi adalah untuk mengisolasi konduktor yang membawa tegangan terhadap yang lainnya sama baiknya terhadap tanah. Dan sebagai tambahannya, harus sering melakukan fungsi mekanis dan harus mampu menahan penekanan termal dan kimia. Serta juga memiliki daya tahan yang lama atau usia daya tahannya di bawah jenis jenis penekanan yang bervariasi yang dihadapi dalam praktek sebagai pertimbangan pertimbangan penentuan aplikasi ekonomis. Bahan dielektrik padat digunakan pada hampir seluruh rangkaian listrik dan peralatan listrik untuk mengisolir bagian-bagian pembawa arus dari bagian lainnya. Bahan dielektrik padat yang baik harus mempunyai rugi-rugi dielektrikum yang rendah, kekuatan mekanis yang tinggi, bebas dari kemungkinan pembentukan gas dan debu, dan tahan terhadap perubahan temperatur dan pengaruh kimia. Isolasi padat mempunyai kekuatan tegangan tembus yang tinggi dibandingkan dengan isolasi cair dan gas. Studi yang paling penting dalam teknik isolasi adalah studi tegangan tembus dari dielektrikum padat. Jika terjadi tembus, maka isolasi padat akan rusak secara permanen sedangkan pada isolasi gas akan kembali ke sifatnya semula dan pada isolasi cair sebagian akan kembali ke sifatnya semula dan sebagian lainnya tidak. Oleh karena itu, makalah ini disusun untuk mengulas tentang sifat-sifat dielektrik.
1.2 Rumusan Masalah
1. Apa pengertian dielektrik? 2. Apa saja jenis-jenis dielektrik? 3. Bagaimana rangakaian ekivalen dielektrik? 4. Apa saja karakteristik dielektrik? 5. Apa saja penggunaan dielektrik?
1.3 Tujuan
1. Mengetahui pengertin dielektrik. 2. Mengetahui jenis-jenis dielektrik. 3. Mengetahui rangkaian ekivalen dielektrik. 4. Mengetahui karakteristik dielektrik. 5. Mengetahui penggunaan dielektrik.
BAB II PEMBAHASAN 2.1 Pengertian Dielektrik
Dielektrik adalah suatu bahan yang memiliki daya hantar arus yang sangat kecil atau bahkan hampir tidak ada. Bahan dielektrik dapat berwujud padat, cair dan gas.Tidak seperti konduktor, pada bahan dielektrik tidak terdapat elektron-elektron konduksi yang bebas bergerak di seluruh bahan oleh pengaruh medan listrik. Medan listrik tidak akan menghasilkan pergerakan muatan dalam bahan dielektrik. Sifat inilah yang menyebabkan bahan dielektrik itu merupakan isolator yang baik. Dalam bahan dielektrik, semua elektron-elektron terikat dengan kuat pada intinya sehingga terbentuk suatu struktur regangan (lattices) benda padat, atau dalam hal cairan atau gas, bagian-bagian positif dan negatifnya terikat bersama-sama sehingga tiap aliran massa tidak merupakan perpindahan dari muatan. Karena itu, jika suatu dielektrik diberi muatan listrik, muatan ini akan tinggal terlokalisir di daerah di mana muatan tadi ditempatkan. Masing-masing jenis dielektrik memiliki fungsi dan fungsi yang paling penting dari suatu isolasi adalah: 1. Untuk mengisolasi antara penghantar dengan pengahantar yang lain. Misalnya antara konduktor fasa dengan konduktor fasa, atau konduktor fasa dengan tanah. 2. Menahan gaya mekanis akibat adanya arus pada konduktor yang diisolasi. 3. Mampu menahan tekanan yang diakibatkan panas dan reaksi kimia. Agar dielektrik mampu menjalanakan tugasnya dengan baik maka dielektrik harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut: 1. Mempunyai kekuatan dielektrik yang tinggi, agar dimensi sistem isolasi menjadi kecil dan pengunaan bahan dielektrik semakin sedikit, sehingga harganya semakin murah. 2. Rugi-rugi dielektrik yang rendah, agar suhu bahan isolasi tidak melebihi batas yang ditentukan.
3. Memiliki kekuatan kerak tinggi, agar tidak terjadi erosi karena tekanan elektrik permukaan. 4. Memiliki konstanta dielektrik yang tepat dan cocok, sehingga membuat arus pemuatan tidak melebihi yang diijinkan. 5. Kemampuan menahan panas tinggi (daya tahan panas). 6. Kerentanan terhadap perubahan bentuk pada keadaan panas. 7. Konduktivitas panas yang tinggi. 8. Koefisien muai panas yang rendah. 9. Tidak mudah terbakar. 10. Tahan terhadap busur api. 11. daya serap air yang rendah. Tetapi dalam prakteknya tidak ada dielektrik yang mampu memenuhi semua syarat-syarat diatas. Sehingga diperlukan kompromi tentang sifat-sifat apa saja yang lebih diutamakan. 2.2 Jenis-jenis Dielektrik
Dielektik ada tiga jenis, yaitu padat ( solid ), cair (liquid ) dan udara ( gas). Setiap bahan dielektrik memiliki kekuatan dielektrik tertentu, yaitu tekanan elektrik tertinggi yang dapat ditahannya dimana dielektrik tersebut tidak berubah sifat menjadi konduktif (tembus listrik). Berikut ini dalam tabel 2.1 akan diberikan beberapa contoh dari bahan-bahan dielektrik :
Bahan
Karet
KD (kV/cm)
Konstanta dielektrik
Natural rubber
100-390
0,02-0,1
2,9-6,6
Silicon rubber
90-390
0,006-0,02
2,6-3,4
80-380
0,02-0,09
3,8-6,2
Polysar kryflex dan styrene butadine rubber
Butyl rubber dan polysar
80-200
0,003-0,03
2,2-3,2
butyl rubber
Keramik
Alumina Forsterite
PVC
-4
1600
5x10
9
800-1200
3-4x10
300
0,015-0,02
3-3,3
-4
6
Fluoro
P.T.F.E
200
<0,0002
2
Carbon
P.C.T.F.E
210
0,0012-0,0036
2,3-2,8
Plastic
P.V.F2
104-512
0,0491-0,15
6,49-8,4
154
0,014
4,1
176-204
0,06-0,1
5-14
190
0,04
4,6
Nylon 6/6 Nylon
Nylon 6 Nylon 6/10
Mika dan
Muscovite
10.000
0,03
6-7,5
turunannya
phlogopite
7000
0,03
6-7,5
Transformator
150
0,001
2,2-2,3
Kabel
300
0,002
2,3-2,5
Kapasitor
200
0,25x10
Askarels
200-250
0,6x10
Silikon
300-400
10
Low density
170-280
2.10
-4
2,3
Med-Density
200-280
2.10
-4
2,3
High Density
180-240
2.10
-4
2,35
Irradiated
720-1000
5.10
-4
2,3
Dielektrik Minyak
Polyethylen
-2
-2
-3
2,1 4,8 2,7-3
M.S Naidu, V. Kamaraju “ High Voltage Enggineering”, Tata Mc Graw-Hill Publishing, Seven Reprint, bab III dan IV, New Delhi, 1990. Tabel 2.1. Beberapa contoh kekuatan dielektrik suatu bahan.
2.3 Rangkaian Ekivalen Dielektrik
Arus yang timbul pada suatu dielektrik ada tiga komponen yaitu arus pengisian, arus absorpsi dan arus konduksi. Sehingga rangkaian ekivalen suatu dielektrik harus dapat menampilkan adanya ketiga kompanen arus diatas. Rangkaian ekivalen mendekati gambar berikut.
Gambar 2.1. Rangkaian ekivalen suatu dielektrik Keterangan: Cg = Kapasitansi geometris Rk = Tahanan dielektrik Ra = Tahanan absorbsi Ca = Kapasitansi arus absorbsi
Gambar 2.2. Rangkaian ekivalen dielektrik maka komponen arus adalah sebagai berikut:
Arus total yang diberikan sumber tegangan adalah seperti gambar 2.3. berikut ini :
Gambar 2.3. Komponen arus dielektrik 2.4 Karakteristik Dielektrik
Ada enam sifat-sifat listrik dielektrik yang perlu diketahui yaitu: 1. Kekuatan dielektrik 2. Konduktansi 3. Rugi-rugi dielektrik 4. Tahanan isolasi 5. Peluahan parsial ( partial discharge) 6. Kekuatan kerak isolasi ( tracking strength) Berikut ini akan dijelaskan secara sederhana maksud dari keenam sifat di atas: 2.4.1 Kekuatan Dielektrik Semua bahan dielektrik memiliki tingkat ketahanan yang disebut dengan “kekuatan dielektrik”, diartikan sebagai tekanan listrik tertinggi yang dapat ditahan oleh dielektrik tersebut tanpa merubah sifatnya menjadi konduktif. Apabila suatu dielektrik berubah sifatnya menjadi konduktif, maka dielekrik tersebut telah tembus listrik (breakdown). Kekuatan dielektrik juga dapat diartikan sebagai tekanan listrik terendah yang mengakibatkan dielektrik tersebut tembus listrik. Kekuatan dielektrik ini disebut juga dengan kuat medan kritis. Tegangan tembus ( breakdown voltage) suatu isolator adalah tegangan minimum yang dibutuhkan untuk merusak dielekrik
tersebut. Kekuatan dielektrik dari suatu bahan isolasi dinyatakan dengan tegangan maksimum yang dapat ditahan oleh suatu medium tanpa merusaknya. Dengan kata lain, kekuatan dielektrik dinyatakan dengan gradien tegangan yang diperlukan supaya dielektrik itu mengalami tembus listrik. 2.4.2 Konduktansi Apabila tegangan searah diberikan pada plat-plat sebuah kapasitor komersil dengan isolasi seperti mika, porselin atau kertas maka arus yang timbul tidak berhenti mengalir untuk waktu yang singkat, tetapi turun perlahan-lahan. Hal itu disebabkan oleh ketiga komponen arus yang terdapat di dalam dielektrik tersebut seperti diperlihatkan pada gambar di bawah ini.
Gambar 2.4.Arus pada kapasitor komersial Arus pengisian (ip) terjadi selama waktu t1. Arus pengisian disebabkan oleh molekul-molekul yang bergerak cepat sehingga terpolarisasi dengan cepat pula. Kemudian arus berkurang perlahan-lahan selama t2, arus ini disebut arus absorpsi (ia). Arus absorpsi terjadi karena adanya gerakan-gerakan lambat (viscous) dari molekul-molekul dielektrik. Akhirnya arus mencapai nilai tertentu (ik), arus ini disebut arus konduksi. Arus ini tetap mengalir dengan konstan karena tahanan dielektirk tidak mencapai nilai tak hingga. 2.4.3 Rugi-rugi Dielektrik Rugi-rugi dielektrik untuk isolasi tegangan tinggi merupakan salah satu ukuran penting terhadap kualitas material isolasi. Suatu bahan dielektrik tersusun atas molekul-molekul dan elektron-elektron di dalamnya terikat kuat dengan inti atomnya.
Ketika bahan tersebut belum dikenai medan listrik, maka susunan molekul dielektrik tersebut masih belum beraturan (tidak tersusun rapi), seperti ditunjukkan pada Gambar 2.5.a.
Gambar 2.5. Dampak medan listrik terhadap molekul dielektrik Ketika molekul-molekul tersebut dikenai medan listrik, maka muatan inti positif mengalami gaya yang searah dengan medan listrik dan elektron-elektron dalam molekul tersebut akan mengalami gaya listrik yang arahnya berlawanan dengan arah medan listrik tadi. Gaya listrik ini akan mengubah posisi elektron dan proton dari posisi semula, akibatnya molekul-molekul dielektrik akan terpolarisasi dan berubah arahnya sejajar dengan arah medan listrik, seperti pada Gambar 2.5.b. Karena mendapat terpaan elektrik yang selalu berubah-ubah arahnya, maka arah dipol juga berubah-ubah setiap saat (1800) terhadap posisi semula, seperti pada Gambar 2.5.c. Perubahan arah molekul akan menimbulkan gesekan antar molekul. Karena medan listrik yang berubah setiap saat, maka gesekan antar molekul juga terjadi berulang-ulang. Gesekan ini akan menimbulkan panas yang disebut dengan rugi-rugi dielektrik. 2.4.4 Peluahan Parsial ( Partial Discharge) Peluahan parsial ( partial discharge) adalah peluahan elektrik pada medium isolasi yang terdapat di antara dua elektroda berbeda tegangan, di mana peluahan tersebut tidak sampai menghubungkan kedua elektroda secara sempurna. Peristiwa seperti ini dapat terjadi pada isolasi padat yang di dalamnya terdapat rongga udara seperti ditunjukkan pada gambar 2.6. berikut ini :
Gambar 2.6. Celah udara dielektrik padat Jika medan elektrik dihasilkan oleh dua elektroda piring sejajar yang luasnya tak hingga, maka kuat medan elektrik pada setiap lapis dielektrik adalah:
dimana: V = beda tegangan di antara elektroda (V) = konstanta dielektrik ε s = tebal dieletrik (cm) Jika dimisalkan konstanta dielektrik padat adalah enam dan konstanta dielektrik udara adalah satu, maka kuat medan dielektrik pada celah udara untuk susunan dielektrik seperti gambar di atas adalah:
Karena su relatif sangat kecil dibanding terhadap tebal keseluruhan dielektrik padat (s1 + s2), maka kuat medan dieletrik pada celah udara adalah:
Dengan cara yang sama dapat dihitung kuat medan elektrik pada dielektrik padat, hasilnya adalah:
Terlihat bahwa kuat medan dielektrik pada celah udara enam kali lebih besar dari kuat medan eletrik dielektrik padat. Sedangkan kekuatan dielektrik udara jauh lebih kecil dari kekuatan dielektrik padat. Jika kuat medan elektrik di celah udara melebihi kekuatan dielektrik udara, maka udara akan tembus listrik. Sementara itu dielektrik padat tidak mengalami tembus listrik. Karena terpaan elektrik yang dialaminya masih di bawah kekuatan dielektriknya. Karena tembus listrik hanya terjadi di celah udara maka peristiwa ini disebut peluahan parsial ( partial discharge ). Ada beberapa jenis peristiwa pada peluahan parsial, yaitu : 1. Peluahan parsial internal Peluahan ini terjadi pada susunan dielektrik yang tidak sempurna, terdapat celah atau rongga yang berisi udara atau pun campuran dielektrik lain yang memiliki konstanta dielektrik lebih rendah. Kondisi tersebut dapat diilustrasikan pada gambar di bawah ini.
Gambar 2.7. Kemungkinan terjadinya peluahan internal 2. Peluahan parsial permukaan Peluahan parsial permukaan mungkin terjadi bila terdapat daerah yang secara paralel dengan dielektrik mengalami stres tegangan berlebihan. Kejadian ini biasa dialami pada bushing, ujung kabel, overhang dari kumparan generator.
3. Korona Korona merupakan hasil terakselerasinya ionisasi di bawah pengaruh suatu medan listik. Ini merupakan suatu proses fisika dimana struktur molekul netral atau atom diubah akibat benturan atom atau molekul netral dengan elektron bebas, photon atau ion negatif. Setiap sistem isolasi atau elektroda dimana korona dapat terjadi merupakan sumber korona. Wilayah dimana korona terjadi disebut lokasi korona. Korona dapat dideteksi dari peristiwa emisi cahaya yang berwarna violet atau juga dari bunyi getaran yang dihasilkan pada konduktor. 4. Pemohonan elektrik ( electrical treeing) Pemohonan elektrik bermula dari kondisi dielektrik yang tidak baik dikarenakan adanya rongga/celah udara di dalam dielektrik itu sendiri. Apabila diberi tegangan tinggi, maka terjadi peluahan internal yang dalam waktu lama akan terjadi percabangan rongga akibat erosi. Pemohonan elektrik dapat juga terjadi dalam waktu yang singkat dikarenakan ketidak mampuan dielektrik dalam menahan terpaan medan listrik. Oleh karena peristiwa ini maka dielektrik telah mengalami kerusakan secara fisik. 2.4.5 Tahanan Isolasi Jika suatu dielektrik diberi tegangan searah, maka arus yang mengalir pada dielektrik terdiri dari dua komponen, yaitu Arus yang mengalir pada permukaan dielektrik (Is) dan arus yang mengalir melalui volume dielektrik (Iv) seperti terlihat pada gambar 2.8. Sehingga hambatan dielektrik terdiri dari resistansi permukaan dan resistansi volum.
Gambar 2.8. Arus pada suatu dielektrik Dalam
prakteknya, hasil tahanan isolasi tergantung pada besar polaritas
tegangan pengukuran serta jenis bahan isolasi. 2.4.6 Kekuatan Kerak Isolasi Bila suatu sistem isolasi diberi tekanan elektrik, maka arus akan mengalir pada permukaannya. Besar arus permukaan ini menentukan besarnya tahanan permukaan sistem isolasi. Arus ini sering juga disebut arus bocor atau arus yang menelusuri sirip isolator. Besar arus tersebut dipengaruhi oleh kondisi sekitar, yaitu suhu, tekanan, kelembaban dan polusi. Secara teknis sistem isolasi harus mampu memikul arus bocor tersebut tanpa menimbulkan pemburukan karena arus bocor dapat dibatasi. Arus bocor menimbulkan panas, dan hasil sampingannya adalah timbulnya penguraian pada bahan kimia yang membentuk permukaan sistem isolasi. Efek yang sangat nyata dari penguraian ini adalah timbulnya kerak (jejak arus). Kerak dapat membentuk jalur konduktif yang selanjutnya akan menimbulkan tekanan elektrik yang berlebihan pada isolasi. Panas yang ditimbulkan arus bocor dapat juga menimbulkan erosi tanpa didahului oleh adanya kerak konduktif. 2.5 Penggunaan Dielektrik
Dielektrik digunakan untuk memisahkan dua permukaan yang memiliki perbedaan potensial listrik. Dielektrik banyak digunakan sebagai isolasi pemisah dan
pembungkus pada konduktor. Ada empat area yang secara prinsipil harus menggunakan pemisah, yaitu : 1. Antara phasa dengan bumi 2. Antara phasa dengan phasa 3. Antara belitan suatu kumparan 4. Antara kumparan dengan kumparan lainnya 2.5.1 Penggunaan Pada Transformator Daya Pemakaian dielektrik sebagai pemisah pada transformator daya dibagi secara luas dalam beberapa hal, sebagai berikut : 1. Pemisah antar belitan 2. Pemisah antar kumparan 3. Pemisah kumparan tegangan rendah dengan bumi 4. Pemisah kumparan tegangan rendah dengan kumparan tegangan tinggi 5. Pemisah kumparan tegangan tinggi dengan bumi Pada transformator daya, kumparan tegangan tinggi maupun tegangan rendah dimasukkan ke dalam suatu tangki logam. Kumparan inti trafo ditahan atau didudukkan pada isolator solid yang pada umumnya berupa kayu untuk mencegah terjadinya bagian kontak tegangan pada tangki. Rongga kosong yang ada normalnya diisi dengan dielektrik minyak atau pun gas. Minyak atau pun gas ini membantu mengurangi panas yang timbul pada konduktor inti selain menambah umur trafo tersebut.
Pada
kumparan
konduktor
belitan-belitan
trafo
dipisah
dengan
menggunakan enamel organik untuk rating trafo yang rendah, namun pada rating yang lebih tinggi digunakan kertas atau gelas sebagai pembungkus konduktor. Selain itu, dapat dipakai juga pressboard, glass fabric, porcelain untuk kondisi rating trafo yang lebih tinggi lagi. 2.5.2 Penggunaan Pada Mesin Berputar Pada mesin berputar seperti motor atau generator, penggunaan dielektrik pada mesin ini ditentukan berdasarkan tegangan kerja mesin, apakah bekerja pada tegangan tinggi atau pada tegangan rendah. Untuk bahan-bahan dielektrik yang
dipakai, maka kemampuan suhu kerja serta kekuatan mekanis bahan harus diperhatikan. Bahan yang sering dipakai adalah mika, enamel organik dan epoxi resin. 2.5.3 Penggunan Pada Circuit Breaker Circuit breaker merupakan alat listrik yang berfungsi memutuskan daya dari sumber arus kepada beban pada saat terjadi gangguan. Circuit breaker merupakan saklar otomatis yang memiliki lengan penghubung yang dalam kondisi normal berada dalam keadaan tertutup. Bila terjadi gangguan maka lengan penghubung akan terbuka sehingga rangkaian menjadi terbuka. Pada tegangan yang rendah, circuit breaker diisi dengan udara, namun pada tegangan tinggi dan dengan daya yang besar biasanya digunakan OCB ( Oil Circuit Breaker ), gas SF6 atau juga hampa udara. Bahan-bahan tersebut berguna untuk mencegah terjadinya arus busur api, ataupun mempercepat pemadaman busur api yang sempat terjadi. Pada tabung atau kotak CB biasanya dilapisi oleh bahan isolasi seperti teflon, mika, plastik, kaca, porselein atau lainnya sesuai dengan kemampuan temperatur bahan tersebut bekerja normal. 2.5.4 Penggunaan Pada Kabel Dewasa ini, penggunaan karet alami praktis telah digantikan oleh penggunaan karet sintetis atau pelastik sebagai pemisah kabel. Pengguanaan dari bahan tersebut tergantung pada jenis aplikasinya. Bahan tersebut harus dapat memanjang, merenggang atau memiliki sifat elastisitas dan kekerasan yang baik sehingga memudahkan pada waktu pemasangan atau perbaikan selain itu juga tidak mudah rusak. Bahan tersebut juga harus memiliki konstanta dielektrik dan faktor daya yang rendah tetapi memiliki kekuatan dielektrik dan resistansi yang tinggi. Juga, selama operasional, dikarenakan melebihi beban penuh atau pun dalam keadaan beban penuh yang terjadi terlalu lama, maka bahan dapat rusak karena temperatur yang tinggi. Hal ini memaksa bahan untuk dapat memilki kemampuan menahan penuaan akibat tingginya temperatur dengan baik. Bahan juga harus dapat menahan sinar matahari dengan lama dan berbagai jenis bahan kimia. Kabel tegangan tinggi dapat
menimbulkan ozon, sebagai akibatnya bahan dielektrik akan menjadi lebih buruk. Tempat yang paling dipengaruhi adalah yang dekat dengan konduktor. Kabel juga kadang-kadang ditempatkan pada sungai atau di bawah laut. Untuk penerapan tersebut maka bahan harus dapat tetap kering atau memiliki daya serap air yang rendah. Ketika kabel harus digunakan pada temperatur yang dingin, maka bahan tidak boleh menjadi kaku dan merenggas sehingga menjadi gampang rusak. Kejadian peluahan sebahagian ( partial discharge) pada bahan dielektrik juga harus dijaga untuk serendah mungkin terjadi. Jenis bahan dielektrrik yang sering digunakan pada industri kabel adalah kertas, karet, plastik dan udara tekan. Kertas masih sering digunakan sebagai pembungkus selubung kabel adalah karena keterandalannya, kekuatan dielektrik yang tinggi, rugi-rugi dielektrik yang rendah dan umur yang panjang. Yang paling sering digunakan sebagai bahan dielektrik untuk kabel tegangan rendah adalah P.V.C ( PolyVinyl-Chloride). Polyethylen dan sejenisnya juga sering digunakan. P.V.C tidak
cocok digunakan untuk tegangan tinggi dikarenakan konstanta dielektrik yang tinggi dan tingginya rugi-rugi. Bahan ini tidak dapat digunakan secara berkelanjutan pada tegangan yang lebih tinggi, meskipun P.V.C. dapat digunakan pada temperatur di atas 85 oC pada tegangan rendah tanpa terganggu. Pada sisi lainnya, polyethylene memiliki konstanta dielektrik yang rendah dan nilai rugi-rugi yang rendah tetapi memiliki kekuatan dielektrik yang tinggi. Bahan dielektrik yang paling baik untuk tegangan tinggi dan temperatur kerja yang tinggi adalah teflon (P.T.F.E) yang dapat digunakan sampai 250 oC. Karet silikon memiliki derajat ketahanan panas yang tinggi untuk suhu kerja sampai 150oC. Karena kelebihan yang dimiliknya, maka bahan ini sering digunakan pada kabel pesawat udara. Pada dielektrtik kertas, kertas yang digunakan adalah kertas impregnasi dengan minyak. Dalam tabel 2.2 berikut ini akan diberikan beberapa jenis bahan yang sering digunakan pada kabel.
Tabel 2.2. Bahan yang sering digunakan pada kabel 2.5.5 Penggunan Pada Kapasitor Daya Penggunaan kapasitor daya erat kaitannya dengan membicarakan sistem distribusi daya listrik. Kapasitor daya dikenal baik fungsinya sebagai penyetabil tegangan pada sistem transmisi dan kemampuanya dalam memperbaiki faktor daya pada jaringan distribusi.
Pemakaian energi listrik pada industri, pada umumnya menyerap daya reaktif sehingga menimbulkan arus yang tertinggal terhadap tegangan pada jaringan. Hal ini membutuhkan penambahan kapasitansi. Hal ini dapat diatasi dengan menggunakan kapasitor yang menyerap daya kapasitif sehingga timbul arus yang mendahului tegangan. Kapasitor dibuat dalam unit-unit yang sederhana dengan rating tegangan dari 220 volt sampai 13.800 volt dengan rating daya reaktif mulai dari 0,5 KVAR sampai 25 KVAR. Kapasitor daya umumnya dibuat dengan menggunakan kertas impregnasi. Kapasitor daya juga digunakan pada penerapan frekuensi tinggi seperti perbaikan faktor daya pada pemanas atau kumparan tungku api. Pada frekuensi yang tinggi rugi-rugi dielektrik naik dengan sangat cepat, hal ini membuat kapasitor menjadi panas sehingga kapasitor harus segera didinginkan dengan menggunakan air pendingin. Umumnya, kapasitor daya dibuat dengan menggunakan lembaran kertas dengan ketebalan yang memadai dan alumunium foil dengan ketipisan enam mikron sebagai elektroda. Lembaran kertas disusun satu persatu kemudian bersamaan dengan elektroda alumunium diimpregnasi dengan minyak dielektrik. Minyak kapasitor yang digunakan adalah yang memiliki rugi-rugi dielektrik yang rendah dengan harga yang murah. Persyaratan bahan kertas sebagai dielektrik pada penerapan sebagai kapasitor hendaknya memiliki kekuatan dielektrik yang tinggi, rugi-rugi dielelektrik yang rendah, konstanta dielektrik yang tinggi, ketebalan yang sama, campuran partikel konduktor diusahakan sangat rendah. Dalam perkembangan penemuan bahan, maka kertas yang dulunya sering digunakan sebagai dielektrik pada kapasitor kini mulai digeser oleh polypropilene plastic film. Hasilnya adalah ukuran kapasitor yang semakin mengecil dengan
kemampuan yang hampir sama. 2.5.6 Penggunaan Pada Peralatan Elektronik
Penggunaan pada peralatan elektronik sangat kompleks, kemampuan bahan bergantung pada kemampuan alami bahan yang digunakan. Bahan yang digunakan harus dapat bekerja pada tegangan ac maupun dc dalam berbagai kondisi temperatur dan kelembapan. Penerapan bahan dielektrik dalam hal ini adalah dalam pembuatan komponen-komponen elektronika, dudukan komponen peralatan tersebut, pelindung dan pengaman.
BAB III KESIMPULAN
Dielektrik adalah suatu bahan yang memiliki daya hantar arus yang sangat kecil atau bahkan hampir tidak ada. Dielektik ada tiga jenis, yaitu padat ( solid ), cair (liquid ) dan udara ( gas). Setiap bahan dielektrik memiliki kekuatan dielektrik tertentu, yaitu tekanan elektrik tertinggi yang dapat ditahannya dimana dielektrik tersebut tidak berubah sifat menjadi konduktif (tembus listrik). Arus yang timbul pada suatu dielektrik ada tiga komponen yaitu arus pengisian, arus absorpsi dan arus konduksi. Sehingga rangkaian ekivalen suatu dielektrik harus dapat menampilkan adanya ketiga kompanen arus diatas. Ada enam sifat-sifat listrik dielektrik yang perlu diketahui yaitu: 1. Kekuatan dielektrik 2. Konduktansi 3. Rugi-rugi dielektrik 4. Tahanan isolasi 5. Peluahan parsial ( partial discharge) 6. Kekuatan kerak isolasi ( tracking strength) Dielektrik digunakan untuk memisahkan dua permukaan yang memiliki perbedaan potensial listrik. Dielektrik banyak digunakan sebagai isolasi pemisah dan pembungkus pada konduktor.
Daftar Pustaka
Titik. 2009. Sifat dielektrik. [serial online]. http://titik-i--fst09.web.unair.ac.id/artikel_detail-38664-Umum-DIELEKTRIK.html. 21 April 2012 Wikipedia. 2012. Dielektrik. [serial online]. http://id.wikipedia.org/wiki/Dielektrik . 21 April 2012 HaGe. 2012 Sifat-sifat llistrik dielektrik. [serial online]. http://dunia-listrik.blogspot.com/2009/03/sifat-sifat-listrik-dielektrik.html. 21 April 2012
