ILMU BAHAN LISTRIK Deformasi elastik. Deformasi elastik terjadi bila sepotong logam atau bahan padat dibebani gaya. Bila beban berupa gaya tarik, benda akan bertambah panjang, setelah gaya ditiadakan, benda akan kebentuk semula. Sebaliknya, beban berupa gaya tekan akan menyebabkan benda menjadi lebih pendek sedikit. Regangan elastik adalah hasil dari perpanjangan sel sel satuan dalam arah tegangan tarik, atau kontraksi dari sel satuan dalam arah tekanan (gambar 6.5). Bila hanya ada deformasi elastik, regangan akan sebanding dengan tegangan. Perbandingan antara tegangan regangan disebut dengan modulus elestiditas (modulus young), dan merupakan karakteristik dari beberapa logam tertentu. Gambar 6.5. Regangan elstik normal. Setiap perpanjangan atau perpendekan struktur ktistal dalam satu arah tertentu, karena gaya searah, akan menghasilkan perubahan dimensi dalam arah tegak lurus dengan gaya tadi. Perbandingan PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Ir. Mustari Lama M.Sc. BAHAN LISTRIK MODUL 10
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
ILMU BAHAN LISTRIK
Deformasi elastik.
Deformasi elastik terjadi bila sepotong logam atau bahan padat dibebani gaya. Bila
beban berupa gaya tarik, benda akan bertambah panjang, setelah gaya ditiadakan,
benda akan kebentuk semula. Sebaliknya, beban berupa gaya tekan akan
menyebabkan benda menjadi lebih pendek sedikit. Regangan elastik adalah hasil dari
perpanjangan sel sel satuan dalam arah tegangan tarik, atau kontraksi dari sel
satuan dalam arah tekanan (gambar 6.5).
Bila hanya ada deformasi elastik, regangan akan sebanding dengan tegangan.
Perbandingan antara tegangan regangan disebut dengan modulus elestiditas
(modulus young), dan merupakan karakteristik dari beberapa logam tertentu.
Gambar 6.5. Regangan elstik normal.
Setiap perpanjangan atau perpendekan struktur ktistal dalam satu arah tertentu, karena
gaya searah, akan menghasilkan perubahan dimensi dalam arah tegak lurus dengan
gaya tadi. Perbandingan negatif antara regangan dengan melintang ey dan regangan
tarik ex disebut bilangan Poisson.
V = - ey/ex 6.1
Bahan-bahan tehnik dapat mengalami beban tarik dan beban geser. Pada pembebanan
geser, bekerja dua gaya yang sejajar, Tegangan geser , yaitu :
= Fs/As 6.2
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Ir. Mustari Lama M.Sc.
BAHAN LISTRIK 1
MODUL 10
Gaya geser yang menyebabkan adanya pergeseran sudut , regangan geser ,
didefinisikan sebagai tangens sudut . Regangan geser elastis sebanding dengan
tegangan geser
G = / 6.3
Dimana G adalah modulus geser, Modulus kekakuan atau modulus geser berbeda
dengan modulus elastisitas E, namun untuk regangan kecil berlaku hubungan :
E = 2G ( 1 + v ) 6.4
Gambar 6.6. Regangan elstis geser.
Karena bilangan Poisson v berada abtara 0,25 dan 0,5, Nilai G mendekati 25% dari E.
Modulus elastisitas dan suhu
Mudolus ellastisitas turun dengan naiknya suhu, hal ini dapat dilihat pada gambar 6.7.
Gambar 6.7. Modulus elstisitas dengan suhu.
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Ir. Mustari Lama M.Sc.
BAHAN LISTRIK 2
Deformasi plastik kristal tunggal
Logam kubik dan paduannya yang tanpa tata terutama berdeformasi dengan geseran
plastik atau slip, dimana bidang atom bergeser terhadap bidang atom didekatnya.
Mekanisme deformasi ini juga terjadi pada logam hexagonal. Deformasi geser juga
terjadi bila bila ada gaya tekan atau tegangan, karena gaya-gaya ini dapat diuraikan
menjadi tegangan geser,
Tegangan geser kristis dan sistem slip. Slip dapat terjadi dengan mudah dalam arah
kristal maupun bidang tertentu. Hali ini dapat dilihat gambar 6.8., dimana suatu kristal
tunggal logam htp mengalami deformasi plastik.
Gambar 6.8. Slip dalam kristal tunggal
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Ir. Mustari Lama M.Sc.
BAHAN LISTRIK 3
Gambar 6.9. Slip akibat dislokasi
Pergerakan dislokasi dalam larutan padat. Energi dislokasi garis adalah sama, tidak
tergantung pada letaknya. Oleh karena tidak diperlukan energi untuk bergerak diantara
kedua titik tersebut. Tidak demikian halnya jika atom-atom yang larut. Pada gambar 6.9.
Terlihat bahwa bila terdapat atom-atom lain, energi dislokasi kurang dibandingkan
dengan energi dislokasi dalam logam murni. Jadi, bila dislokasi bertemu dengan atom-
atom asing, pergerakannya terhambat karena diperlukan energi tambahan untuk
membebaskannya sehingga dapat terjadi slip selanjutnya. Akibatnya logam larutan pada
mempunyai kekuatan yang lebih tinggi dibandingkan dengan logam murni.
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Ir. Mustari Lama M.Sc.
BAHAN LISTRIK 4
Gambar 6.10. Larutan padat dan dislokasi
Sifat-sifat logam yang mengalami deformasi plastik
Deformasi plastik merupakan struktur intern logam, oleh karena itu deformasi dapat
merubah pula sifat-sifat dari suatu logam. Bukti dari perubahan sifat ini dapat dibuktikan
dengan mengukur tahanan. Struktur yang mengalami distorsi mengurangi jarak batas
rata-rata dari elektron dan karenanya meningkatkan tahanan.
Sifat kedua yang juga berubah yang mempunyai nilai teknik yang lebih besar adalah
kekuatan. Logam yang mengalami deformasi plastik menjadi lebih kuat.
Setelah kita membahas beberapa sifat dari logam yang mengalami pekerjaan panas dan
pengerjaan dingin, maka tibalah gilirannya kita melihat beberapa logam/bahan yang
sering digunakan pada suatu sistim tenaga listrik terutama yang berhubungan dengan
peralatan listrik.
Penghantar
Fungsi penghantar pada teknik tenaga listrik adalah untuk menyalurkan energi listrik dari
satu titik ketitik lain. Penghantar yang lazim digunakan adalah aluminium dan tembaga.
Aluminium
Aluminium murni mempunyai massa jenis 2,7 kg/cm3, -nya 1,4x10-5, titik leleh lebih
dari 658oC dan tidak korosif. Daya hantar aluminium sebesar 35 m/ohm.mm2 atau
kira-kira 61,4% dari daya hantar tembaga. Aluminium murni mudah dibentuk karena
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Ir. Mustari Lama M.Sc.
BAHAN LISTRIK 5
lunak, kekuatan tariknya hanya 9 kg/mm2. Untuk itu jika aluminium digunakan sebagai
penghantar yang dimensinya cukup besar, selalu diperkuat dengan baja atau paduan
aluminium. Penggunaan yang demikian biasanya pada : ACSR (Aluminium Conductor