Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Besar Hambatan Listrik

Faktor yang mempengaruhi besar kecilnya hambatan listrik - Listrik adalah salah satu kebutuhan yang penting bagi manusia. Gejala kelistrikan ditimbulkan oleh aliran muatan listrik yang berada pada dua titik. Semua alat listrik yang setiap hari kita gunakan merupakan susunan komponen-komponen listrik yang membentuk jalur tertutup yang disebut rangkaian (Budiyanto, 2007).
Faktor yang mempengaruhi besar kecilnya hambatan listrik
Labtech.my.id
Kawat penghantar listrik adalah salah satu komponen penting dalam pendistribusian daya listrik. Kemampuan penghantar listrik dalam menghantarkan daya listrik sangat dipengaruhi oleh kualitas konduktor dan resistansinya. Kondisi lingkungan dengan temperatur yang bervariasi akan mempengaruhi konduktor dan resistansinya.

Empat (4) faktor yang mempengaruhi besarnya hambatan listrik, antara lain:
  1. Jenis Bahan (ρ)
  2. Panjang (l)
  3. Luas Penampang (A)
  4. Suhu (T)

1. Jenis Bahan Kawat Penghantar (ρ)

Sobat sudah pernah belajar ilmu bahan listrik, pembahasan pertama akan mengajak anda untuk mengetahui jenis - jenis  bahan kawat penghantar pada listrik. Tahu, Ngak! Bahwa arus listrik itu bergerak dari tegangan positif (+) menuju tegangan negatif (-), sementara aliran listrik dalam kawat logam terdiri dari aliran elektron yang bergerak dari terminal negatif (-) ke terminal positif(+), arah arus listrik dianggap berlawanan dengan arah gerakan elektron.

Kawat penghantar listrik terbuat dari bahan konduktor untuk saluran transmisi tegangan tinggi selalu tanpa pelindung/isolasi kawat. Kawat penghantar tersebut berbahan tembaga atau alumunium dengan inti baja (steel reinforced alumunium cable/ACSR) kabel tanpa isolator dengan ukuran besar yang terbentang untuk mengalirkan arus listrik.

Adapun jenis-jenis kawat penghantar yang sering digunakan pada saluran tegangan tinggi antara lain :
1. Kawat penghantar tembaga memiliki konduktivitas 100% (cu 100%)
2. Kawat penghantar tembaga memiliki konduktivitas 97,5% (cu 97,5%)
3. Kawat penghantar alumunium memiliki konduktivitas 61% (Al 61%)

Kawat tembaga memiliki kelebihan dibanding dengan kawat penghantar alumunium, karena konduktivitas dan kuat ambilnya semakin tinggi. Namun memiliki kekurangan untuk besaran tahanan yang serupa, tembaga lebih berat dan tambah mahal dari alumunium.

Oleh karenanya, kawat penghantar alumunium sudah mulai gantikan posisi kawat tembaga. Untuk membesarkan kuat ambil dari kawat alumunium, dipakai kombinasi alumunium (alumunium alloy). Untuk aliran transmisi tegangan tinggi, di mana jarak di antara menara/tiang jauh, karena itu diperlukan kuat ambil yang semakin tinggi, oleh karenanya dipakai kawat penghantar ACSR. Kawat penghantar alumunium, terbagi dalam beragam jenis, dengan simbol seperti berikut :
  1. Kabel AAC (All Alumunium Conductor) jenis kawat penghantar seluruhnya terbuat dari alumunium.
  2. Kabel AAAC (All Alumunium Alloy Conductor) jenis kawat penghantar seluruhnya terbuat dari campuran alumunium.
  3. Kabel ACSR (Alumunium Conductor Steel-Reinforced) jenis kawat penghantar alumunium berinti kawat baja.
  4. Kabel ACAR (Alumunium Conductor Alloy Reinforced) jenis kawat penghantar alumunium diperkuat dengan logam campuran.

2. Panjang Kawat Penghantar Listrik

Besar nilai hambatan suatu kawat penghantar dapat dihitung melalui rumus yang menyatakan hubungan antara hambatan, hamabatan jenis, panjang kawat, dan luas penampang kawat penghantar arus listrik yang digunakan. Rumus untuk menyatakan besar nilai hambatan kawat penghantar diberikan sepeti di bawah.

Adapun contoh mengitung hambatan Kawat Penghantar, misalnya, jika diketahui hambatan jenis kawat, panjang kawat, dan luas penampang kawat penghantar arus listrik.

Berikut data soal tersebut, kita mengetahui: sebuah kawat terbuat dari bahan tembaga (hambatan jenis tembaga = 1,68 × 10–8 = 0,0000000168 Ωm) memiliki luas penampang 0,0000000006 m2 dan panjangnya sama dengan 10 cm. Hitunglah besar hambatan terdapat pada kawat penghantar arus listrik tersebut?

Berdasarkan data yang terdapat pada soal dapat diperoleh informasi seperti berikut:

Hambatan jenis kawat yang kita pakai : ρ = 0,0000000168 Ωm
Luas penampang kawat: A = 0,0000000006 m2
Panjang kawat: ℓ = 10 cm = 0,1 m
Rumus menghitung besar hambatan yang terdapat pada kawat penghantar tersebut, antara lain:
Sehingga, tahanan panjang kawat penghatar tersebut adalah 2,8 ohm.

Kesimpulannya, bahwa "Ketika semakin panjang kawat penghantar listrik yang kita gunakan, akan menimbulkan hambatan yang semakin besar pula". Analoginya seperti ini, saat kita memasang kabel penghantar yang panjang pada sebuah rangkaian, kawat penghantar listrik dapat menimbulkan hambatan listrik yang lebih besar. Sehingga nyala lampu pada kabel penghantar panjang akan redup. Sementara ketika kita pasang kawat penghantar yang jauh lebih pendek dirangkaian tersebut, nyala lampu rangkaian akan lebih terang dari rangkaian sebelumnya.

3. Luas Penampang (A)

Ketika kita membuat dua buah rangkaian lampu sederhana, yang terdiri dari sebuah baterai, lampu dan kawat penghantar  masing-masing dengan diameter besar dan sangat kecil. Apakah semakin besar luas penampang kawat penghantar maka hambatannya menjadi besar? Nah, kita akan bahas dan buktikan dengan rumus luas penampang (A).

Pembahasan Soal:
Jika diketahui rumus hambatan listrik R adalah sebagai berikut:

begin mathsize 14px style R space equals space fraction numerator rho calligraphic l over denominator A end fraction end style

Berdasarkan rumus tahanan (R) diatas, hambatan R akan berbanding lurus dengan panjang (L), sebaliknya akan berbanding terbalik dengan luas penampang A. Saat nilai A besar, maka nilai R akan kecil. Sementara apabila nilai A kecil, maka tahanan (R) akan naik.

Pada rangkaian lampu yang menggunakan kawat penghantar dengan diameter sangat kecil maka akan membuat nyala lampu redup, sementara pada rangkaian kawat penghantar yang memiliki diameter besar, nyala lampu tersebut terang.

Keputusannya adalah semakin besar luas penampang, hambatan akan semakin kecil.

4.Suhu (T)

Adanya koefisien suhu hambatan listrik bahan ini disebabkan karena adanya pengaruh suhu terhadap susunan atom-atom bahan. Bahan konduktor adalah bahan yang kutub atom-atomnya mudah teratur sesuai arus listrik yang melaluinya. Semakin teratur susunan atom-atom bahan tersebut semakin baik sifat konduktornya. Susunan atom-atom ini akan terganggu jika bahan dipanaskan. Semakin tinggi suhu bahan maka susunan atomatomnya semakin tidak teratur, sehingga hambatan bahan semakin besar (Surya, 2009).
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Besar Hambatan Listrik
Riset pengaruh suhu terhadap hambatan kawat
Salah satu faktor luar/eksternal yang sangat berpengaruh terhadap hambatan penghantar adalah suhu atau temperatur. Semakin tinggi temperatur suatu penghantar, semakin tinggi pula getaran elektron-elektron bebas dalam penghantar tersebut. Getaran elektron-elektron bebas inilah yang akan menghambat jalannya muatan listrik (arus listrik) dalam penghantar tersebut. Adapun hambatan jenis penghantar (ρ) akan berubah seiring dengan perubahan temperatur. Semakin tinggi temperatur penghantar, hambatan jenisnya akan semakin tinggi, dan sebaliknya. Perubahan hambatan jenis ini selanjutnya akan diikuti oleh perubahan hambatan total (R) penghantar itu sendiri (Giancoli, 2001)

Kesimpulan
  1. Jenis kawat penghantar alumunium sudah semakin banyak gantikan posisi kawat tembaga
  2. Ketika semakin panjang kawat penghantar listrik yang kita gunakan, akan menimbulkan hambatan yang semakin besar pula
  3. Apabila semakin besar luas penampang kawat penghantar maka hambatannya menjadi
  4. Terdapat pengaruh suhu (T) terhadap tahanan kawat adalah berbanding lurus. Artinya jika suhu semakin besar maka hambatan yang dihasilkan akan semakin besar pula.
  5. Wasdiman Sigalingging
LihatTutupKomentar