Isolator Listrik Penjelasan Secara Lengkap Serta contohnya

Pengertian isolator listrik 

Isolator listrik adalah bahan yang dapat menahan aliran arus listrik, salah satu fungsinya untuk memisahkan konduktor listrik agar tidak terjadinya arus hubung singkat. 

Beberapa bahan seperti silikon dioksida atau teflon adalah isolator listrik yang sangat baik. Kelas bahan yang jauh lebih bagus, misalnya polimer seperti karet dan sebagian besar plastik cukup baik untuk mengisolasi kabel listrik meskipun bahan ini mungkin memiliki resistivitas yang lebih rendah. 

Bahan-bahan ini dapat berfungsi sebagai isolator yang praktis dan aman untuk tegangan rendah hingga sedang (ratusan, atau bahkan ribuan volt).

Di artikel ini kita akan bahas tuntas mengenai pegertian isolator listrik beserta funginya dan juga akan kita berikan contoh isolator listrik. 

Teori Fisika konduksi dalam padatan

Isolasi listrik adalah kondisi tidak adanya konduksi listrik. Teori elektronik menjelaskan bahwa muatan akan mengalir setiap kali ada keadaan yang tersedia di mana elektron dalam suatu material dapat tereksitasi. 

Hal ini memungkinkan untuk mendapatkan energi dan bergerak melalui konduktor (biasanya logam). Jika tidak ada keadaan seperti itu, bahan tersebut adalah isolator.

Kebanyakan isolator dicirikan oleh celah pita yang besar. Ini terjadi karena pita "valensi" yang mengandung elektron berenergi tertinggi sudah penuh, dan celah energi yang besar memisahkan pita ini dari pita berikutnya di atasnya. Selalu ada beberapa tegangan (disebut tegangan tembus) yang akan memberikan elektron energi yang cukup untuk tereksitasi ke pita ini. 

Setelah tegangan ini terlampaui, material berhenti menjadi isolator, dan muatan akan mulai melewatinya. Namun, kerusakan dielektrik biasanya disertai dengan perubahan fisik atau kimia yang secara permanen menurunkan sifat isolasi material, untuk mengetahui isolator tegangan menengah silahkan baca isolator tegangan menengah

Bahan yang kekurangan konduksi elektron juga harus kekurangan muatan seluler lainnya. Misalnya, jika cairan atau gas mengandung ion, maka ion tersebut dapat dibuat mengalir sebagai arus listrik, dan bahannya adalah konduktor. 

Bahan Elektrolit dan plasma mengandung ion dan akan bertindak sebagai konduktor terlepas dari apakah aliran elektron terlibat atau tidak.

Isolator transmisi daya

Kabel gantung untuk transmisi tenaga listrik telanjang, kecuali saat menghubungkan ke rumah, dan diisolasi oleh udara sekitar dan jika terhubung ke menara sutet atau tiang istrik, seperti yang akan dijelaskan di bawah ini.

Bahan

Isolator tegangan tinggi yang digunakan untuk transmisi daya tegangan tinggi terbuat dari kaca, porselen, atau bahan polimer komposit. 

Isolator porselen terbuat dari tanah liat, kuarsa atau alumina dan feldspar, dan ditutup dengan glasir halus untuk melepaskan kotoran. 

Desain isolator sering mencakup alur yang dalam, atau gudang, yang memberikan peningkatan panjang busur. Isolator yang terbuat dari porselen kaya alumina digunakan di mana kekuatan mekanik yang tinggi merupakan kriteria. 

Isolator kaca masih digunakan untuk menangguhkan saluran listrik. Beberapa produsen isolator berhenti membuat isolator kaca pada akhir 1960-an, beralih ke berbagai keramik dan, baru-baru ini, bahan komposit.

Baru-baru ini, beberapa utilitas listrik mulai beralih ke bahan komposit polimer untuk beberapa jenis isolator yang terdiri dari batang pusat yang terbuat dari plastik yang diperkuat serat dan lapisan luar yang terbuat dari karet silikon atau EPDM.

Isolator komposit lebih murah, lebih ringan, dan memiliki kemampuan hidrofobik yang sangat baik. Kombinasi ini menjadikannya ideal untuk layanan di area yang tercemar. Namun, bahan-bahan ini belum memiliki masa pakai kaca dan porselen yang terbukti dalam jangka panjang.

Sejarah sistem kelistrikan

Sistem kelistrikan pertama yang menggunakan isolator adalah saluran telegraf; pemasangan langsung kabel ke tiang kayu ternyata memberikan hasil yang sangat buruk, terutama selama cuaca hujan.

Isolator kaca pertama yang digunakan dalam jumlah besar memiliki lubang jarum yang tidak berulir. Potongan-potongan kaca ini diposisikan pada pin kayu runcing, memanjang secara vertikal ke atas dari lengan silang tiang, untuk mengetahui lebih lengkap mengenai Klasifikasi Saluran Transmisi Berdasarkan Tegangan klik disini

Kontraksi dan ekspansi yang di alami dari kabel yang diikat ke isolator tanpa ulir ini mengakibatkan isolator terlepas dari pinnya, sehingga memerlukan pemasangan ulang secara manual.

Di antara yang pertama memproduksi isolator keramik adalah perusahaan di Inggris, dengan Stiff dan pada pertengahan tahun 1840-an, Joseph Bourne (kemudian berganti nama menjadi Denby) memproduksinya dari sekitar tahun 1860 dan Bullers dari tahun 1868. 

Nomor paten utilitas 48.906 diberikan kepada Louis A. Cauvet pada tanggal 25 Juli 1865 untuk proses pembuatan isolator dengan lubang jarum berulir. Sampai hari ini, isolator tipe pin masih memiliki lubang jarum berulir.

Penemuan isolator tipe suspensi memungkinkan transmisi daya tegangan tinggi. Isolator tipe pin tidak cocok pada tegangan 60.000 volt.

Di bawah ini ada beberapa contoh kegunaan isolator

Isolator antena

Dalam kebanyakan kasus antena radio penyiaran memerlukan pemasangan isolasi, oleh karena itu digunakan isolator steatit. 

Isolator ini harus menahan tidak hanya tegangan radiator tiang ke tanah, yang dapat mencapai nilai hingga 400 kV di beberapa antena, tetapi juga berat konstruksi tiang dan gaya dinamis. Pengaman Tanduk lengkung dan penangkal petir diperlukan karena sambaran petir di tiang sering terjadi, Isolator ini juga harus dilengkapi dengan peralatan proteksi tegangan lebih. 

Isolator pada peralatan listrik

Berbagai macam isolator padat, cair, dan gas juga digunakan dalam peralatan listrik. Pada trafo, generator, dan motor listrik yang lebih kecil, insulasi pada gulungan kawat terdiri dari empat lapisan tipis film pernis polimer. 

Kawat magnet berinsulasi film memungkinkan pabrikan untuk mendapatkan jumlah lilitan maksimum dalam ruang yang tersedia.

Gulungan yang menggunakan konduktor yang lebih tebal sering dibungkus dengan pita isolasi fiberglass tambahan. 

Gulungan juga dapat diresapi dengan pernis isolasi untuk mencegah korona listrik dan mengurangi getaran kawat yang diinduksi secara magnetis. 

Gulungan transformator daya besar sebagian besar masih diisolasi dengan kertas, kayu, pernis, dan minyak mineral; meskipun bahan-bahan ini telah digunakan selama lebih dari 100 tahun, bahan ini masih memberikan keseimbangan ekonomi yang baik dan kinerja yang memadai. 

Busbar dan pemutus sirkuit pada switchgear dapat diisolasi dengan insulasi plastik yang diperkuat kaca, diperlakukan agar dapat mencegah percikan api yang .

Beberapa peralatan tegangan tinggi dirancang untuk beroperasi dalam gas isolasi bertekanan tinggi seperti pada proteksi dengan gas sulfur heksafluorida.

Bahan isolasi yang berkinerja baik pada daya dan frekuensi rendah mungkin tidak cocok pada frekuensi radio, karena pemanasan dari disipasi dielektrik yang berlebihan.

Kabel listrik dapat diisolasi dengan polietilen, polietilen, PVC, polimer seperti karet, kertas yang diresapi minyak, Teflon, silikon, atau etilen tetrafluoroetilena yang dimodifikasi (ETFE). Kabel dengan daya yang lebih besar dapat menggunakan bubuk anorganik terkompresi, tergantung pada aplikasinya.

Bahan isolasi fleksibel seperti PVC (polivinil klorida) digunakan untuk mengisolasi sirkuit dan mencegah kontak manusia dengan kabel yang bertegangan 600 volt atau kurang. Bahan alternatif cenderung menjadi semakin banyak digunakan karena PVC kurang ekonomis.

Isolasi Kelas 1 dan Kelas 2

Peralatan listrik portabel yang harus diisolasi listrik untuk melindungi pengguna dari sengatan listrik.

Isolasi kelas 1 mensyaratkan bahwa badan logam dari peralatan harus dihubungkan ke kabel pembumian atau pentanahan  yang dibumikan pada Panel Servis utama; tetapi hanya isolasi dasar konduktor yang diperlukan. Peralatan ini mudah diidentifikasi dengan pin bulat untuk koneksi grounding.

Insulasi kelas 2 peralatan tersebut berinsulasi ganda dan digunakan pada beberapa peralatan seperti alat cukur listrik, pengering rambut, dan peralatan listrik portabel lainnya.

Insulasi ganda mengharuskan perangkat memiliki insulasi dasar dan tambahan, yang masing-masing cukup untuk mencegah sengatan listrik. 

Semua komponen internal yang diberi energi listrik sepenuhnya tertutup dalam kemasan berinsulasi yang mencegah kontak dengan bagian yang di aliri istrik. 

Ini dapat dikenali karena kabelnya memiliki dua pin, atau pada colokan 3 pin, pin ketiga itu sebagaipentanahan yang terbuat dari plastik dan bukan logam. 

contoh isolator listrik dan contoh konduktor listrik

Bagaimana cara membedakan suatu bahan termasuk konduktor atau isolator? Bahan yang menghantarkan energi listrik adalah konduktor, sedangkan yang menahan perpindahan energi listrik adalah isolator. 

Ada berbagai jenis konduktor dan isolator karena ada berbagai bentuk energi. Bahan yang menghantarkan elektron, proton, atau ion adalah konduktor listrik. 

Bahan ini menghantarkan listrik, Bahan yang menghantarkan panas adalah konduktor termal,Banyak bahan merupakan konduktor atau isolator listrik dan termal. 

Berikut adalah contoh konduktor dan isolator listrik dan termal, agar lebih lengkap silahkan baca bahan isolator

Contoh Konduktor Listrik

Biasanya, konduktor listrik memiliki elektron terikat yang longgar, Sebagian besar logam adalah konduktor listrik yang sangat baik.

Unsur yang merupakan penghantar listrik terbaik adalah perak. Cairan yang mengandung ion juga menghantarkan listrik seperti larutan garam, asam, dan basa, di bawah ini Contoh Konduktor Listrik.

1. Perak
2. Tembaga
3. Emas
4. Alumunium foil
5. Grafit
6. Baja
7. Perunggu
8. Kuningan
9. Air laut

Contoh Isolator Listrik

Isolator adalah penghantar listrik yang tidak dapat menghantarkan aliran listrik, Sebagian besar bahan organik adalah isolator listrik karena elektron tidak bebas bergerak dalam ikatan kovalen. 

Air laut mengandung ion dan menghantarkan listrik, tetapi air murni adalah isolator listrik. Beberapa elemen dapat menjadi konduktor atau isolator, tergantung pada bentuknya. Grafit adalah konduktor listrik, sedangkan berlian adalah isolator listrik, di bawah ini adalah Contoh Isolator Listrik.

1. Karet
2. Kayu kering
3. Udara
4. Kaca
5. kertas kering
6. Plastik
7. Porselen
8. Kaca
9. Minyak
10. berlian
11. Air murni
12. Kuarsa
13. Berilium oksida
14. Mika

Contoh Konduktor Termal

Sebagian besar logam menghantarkan panas dan juga listrik. Namun, konduktivitas listrik dan termal tidak selalu berjalan beriringan. Misalnya, berlian adalah isolator listrik, tetapi konduktor termal yang sangat baik sedangkan Bahan kristal sering menghantarkan panas, di bawah ini Contoh Konduktor Termal.

1. Perak
2. Emas
3. Tembaga
4. berlian
5. Besi tahan karat
6. Aluminium
7. Berilium oksida
8. Mika
9. nanotube karbon
10. Perunggu

Contoh Isolator Termal

Isolator termal menahan aliran panas,Isolator termal mengandung ruang terbuka dalam strukturnya atau atom dan molekulnya tersusun tidak teratur, di bawah ini Contoh Isolator Termal.

1. Air
2. Busa polistirena
3. Plastik
4. Wol mineral
5. Kayu
6. Udara
7. Kaca
8. Bata
9. Wol
10. Minyak

Aji Fitriyan Hidayat

Skill Comes From Within Yourself, Not Other Or Family, So Be Enthusiastic For Yourself.

Bagikan Artikel ini