Insulator listrik

"Insulasi listrik" beralih ke halaman ini. Untuk kegunaan lain, lihat Insulasi.

Insulator listrik, isolator listrik, atau penyekat listrik adalah materi di mana muatan listrik tidak dapat lewat dengan bebas, sehingga menjadikannya hampir mustahil untuk menghasilkan arus listrik dengan pengaruh medan listrik. Singkatnya, isolator listrik merupakan materi yang sulit menghantarkan arus listrik. Kebalikan dari material lainnya, semikonduktor dan konduktor yang dapat menghasilkan arus listrik lebih mudah. Karakteristik yang membedakan sebuah insulator adalah resistivitasnya, insulator memiliki resistivitas yang lebih tinggi daripada semikonduktor atau konduktor.

Insulator keramik digunakan pada rel kereta listrik dengan katenari listrik 25kV AC overhead

Kawat tembaga konduktor diisolasi dengan lapisan polietilena

kabel listrik 3-inti, tiap kawatnya diinsulasi dengan insulator berwarna

Insulator sempurna tidak ada, karena meskipun insulator hanya mengandung sedikit muatan berpindah (pembawa muatan), tetap dapat membawa arus. Sebagai tambahan, semua insulator juga akan terkonduktif listrik jika ada tegangan yang cukup besar sehingga medan listrik meloncatkan elektron dari atom. Hal ini disebut dengan breakdown voltage. Beberapa material seperti kaca, kertas dan Teflon, memiliki resistivitas yang lebih tinggi, sehingga menjadi insulator listrik paling baik. Kelas material lain, meski memiliki bulk resistivity lebih rendah, tetap cukup baik untuk menghindari arus mengalir pada tegangan normal, sehingga digunakan sebagai insulasi untuk kawat listrik dan kabel. Contohnya adalah polimer seperti-karet dan sebagian besar plastik.

Insulator digunakan pada peralatan listrik sebagai pendukung dan pemisah konduktor listrik sehingga tidak bisa melewatkan listrik antar-konduktor. Material insulasi digunakan untuk membungkus kabel listrik atau peralatan lainnya. Sebutan insulator digunakan untuk menyebut penyangga yang digunakan untuk menghubungkan jalur distribusi atau transmisi tenaga listrik ke tiang listrik dan menara transmisi. Insulasi menahan beban kawat tanpa melewatkan arus mengalir melalui menara ke tanah.

Pada pembuatan insulator, material yang digunakan harus memiliki hambatan yang besar. Pada material yang memiliki hambatan jenis yang besar, elektron-elektronnya sangat sulit melepaskan dirinya dari ikatan inti yang terdapat pada suatu atom. Sehingga hal ini mengakibatkan insulator sangat sulit untuk dialiri arus listrik. Insulator listrik merupakan bahan yang tidak bisa atau sulit melakukan perpindahan muatan listrik. Valensi elektron pada bahan insulator terikat kuat pada atom-atomnya. Yang mana bahan-bahan insulator ini dipergunakan pada alat-alat elektronika sebagai insulator atau penghambat sehingga tidak ada aliran arus listrik. Benda yang tidak dapat dialiri arus listrik merupakan benda yang yang memiliki insulator.

Kegunaan

Contoh insulator yang ada di sekitar lingkungan kita

Kegunaan insulator yaitu sebagai penopang beban atau pemisah antara konduktor tanpa membuat adanya arus mengalir ke luar atau atara konduktor. Dari istilah ini juga kemudian dipergunakan untuk menamai alat yang digunakan untuk menyangga kabel transmisi listrik pada tiang listrik. Bahan seperti kaca, kertas, atau teflon merupakan bahan-bahan insulator yang sangat bagus. Pada bahan sintetis juga masih "cukup bagus" dipergunakan sebagai insulator kabel, misalnya plastik atau karet. Bahan-bahan insulator kabel seperi plastik dan karet dipilih karena lebih mudah dibentuk / diproses sementara masih bisa menyumbat aliran listrik pada voltase menengah (ratusan, mungkin ribuan Volt). Pada umumnya bahan yang disebut dengan bahan dielektrik adalah sejenis material insulator listrik yang dapat dipolarisasikan atau dikutubkan (polarized) pada suatu medan listrik. Bahan dielektrik ini digunakan pada daerah non-konduktor. Muatan listrik tidak dapat mengalir melalui bahan tersebu apabila material dielektrik ditempatkan di dalam medan listrik. tetapi muatan listrik tersebut akan bergeser sedikit dari rata-rata posisi setimbangnya yang kemudian akan menimbulkan polarisasi yang disebut dengan polarisasi dielektrik. IC yang rusak disebabkan oleh insulator yang mudah panas apabila diberi tegangan yang besar. Insulator berfungsi sebagai pemisah antar komponen di dalam piranti tersebut yang terjadi apabila ada kerusakan karena adanya hubung singkat pada komponen satu dengan lainnya di dalam IC. Terjadinya hubung singkat tersebut mengakibatkan komponen ini tidak dapat digunakan lagi. Insulator juga berfungsi menghidari adanya pertemuan muatan pada elektroda positif dan negative yang merupaka material yang dimiliki dua elektroda yang terdapat pada kapasitor konvensional.

Cara kerja

Apabila bahan insulator menyapu kedua permukaan yang ditempatkan diatas plat logam paralel, maka kedua plat yang diberikan medan listrik akan tetap terjadi tarik menarik antara keduanya medan listrik sehingga dapat menembus insulator. Bahan insulator seperti itu termasuk dalam bahan dielektrik. Di dalam medan listrik setiap bagian insulator terdapat momen magnerik, momen ini timbul akibat adanya polarisasi muatan. Demikian pula halnya pada setiap bagian bahan di dalam medan magnet, terdapat momen magnerik karen a bagian bahan tersebut mengalami polarisasi magnetik. Insulator memiliki material dengan 5 sampai 8 elektron-elektron valensi. Elektron-elektron pada insulator dipegang kuat, cincinnya cukup penuh, dan EMF yang sangat tinggi yang diperlukan sehingga menyebabkan adanya aliran elektronnya. Material-material yang memiliki sifat insulator yaitu kaca, karet, plastik, dan keramik. Apabila temperatur cukup tinggi, makar tahanannya akan turun.

Sifat

Sifat kelistrikan

Sifat kelistrikan adalah sifat yang paling penting pada suatu insulator. Sifat kelistrikan ini identik dengan tahanan jenisnya ysng ditunjukkan oleh kekuatan dielektrik yang dimilikinya. Kemampuan memisahkan antara bagian-bagian yang berarus atau bertegangan adalah pengertian dari kuat dielektrik. Misalnya pada bagian yang bertegangan dengan tanah dan bagian yang bertegangan dengan body. Bahan insulator yang baik harus memiliki tahanan jenis yang besar, dan bahan ini juga sering disebut sebagai bahan dielektrik. Bahan dielektrik yang mempunyai kuat dielektrik yang besar termasuk insulator yang baik.

Sifat mekanis

Insulator mekanis yaitu insulator yang mempunyai kekuatan mekanik yang mana kuat mekanik yang terdapat didalamnya yaitu tahan terhadap tekanan mekanik dan tidak mudah aus. pemakaian yang dipengaruhi kualitas bahan yang dipakai merupakan penyebab kerusakan pada insulator.

Sifat termal

Sifat termal yaitu insulator yang memiliki ketahanan terhadap panas. Panas dari dalam yang diakibatkan oleh arus listrik maupun panas dari luar yang disebabkan dari lingkungan sekitar merupakan penyebab utama terjadinya panas pada insulator. Kuat dielektrik yang menurun diakibatkan dari panas yang tinggi sehingga dapat mengubah susunan kimia dari bahan insulator. Panas yang dihasilkan tersebut tidak boleh melemahkan kekuatan dielektrik secara berlebihan atau bahkan merusak bahan penyekat tersebut.

Sifat kimia

Sifat kimia pada insulator yaitu sifat higroskopis, yang mana sifat ini dapat menunjukkan penyerapan air yang mudah atau tidak. Air merupakan bahan yang konduktif sehingga semakin basah suatu insulator, maka tahanan jenisnya atau kuat dielektriknya akan semakin mengecil dan menurunkan kemampuan isolasinya. Ada beberapa sifat kimia lainnya seperti sifat mudah berkarat yang disebabkan oleh kondisi lingkungan seperti gas, garam, alkali dan sebagainya.

Daftar pustaka

1. Abdullah, Mikrajuddin (2017). Fisika Dasar II (PDF). Bandung: Institut Teknologi Bandung. 
2. Gertshen, C., Kneser, H.O., dan Vogel, H. (1996). Fisika: Listrik Magnet dan Optik (PDF). Jakarta: Pusat Pembinaan dan Pengembangan Bahasa. ISBN 979-459-693-0.  Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)
3. Nuraini,E., Suryamto, dan Darsono (2013). "Kajian Bahan Isolator Untuk Tegangan Tinggi MBE LATEKS" (PDF). Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan, PTAPB-BATAN Yogyakarta. 15: 100–108. ISSN 1411-1349.  Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)
4. Ponto, Hantje (2018). Dasar Teknik Listrik (PDF). Sleman: Deepublish. ISBN 978-623-7022-93-0. 
5. Setiyo, Muji (2017). Listrik dan Elektronika Dasar Otomotif (PDF). Magelang: UNIMMA Press. ISBN 978-602-51079-0-0. 
6. Sue Taylor (May 2003). Bullers of Milton. ISBN 978-1-897949-96-2. 

Pranala luar

• Advanced testing of electrical cable insulators
• US Glass Insulators Reference Site
• National Insulator Association - US site
• Teleramics - specialises in UK telegraph insulators with a railway bias
• One person's obsession with US telephone pole insulators
• Insulatorscanada Diarsipkan 2009-10-22 di Wayback Machine.
• Insulator Patent Reference Library - Contains over 2,800 US patents relating to electrical insulators and related items
• Hungarian Insulators
• Online Museum for Hemingray Glass Company items
• Hemingray Glass Insulator Database
• DIN Spec regarding creepage distance
• Experience in the Evaluation of Polymeric Insulators - Paper
• Function of Grading rings to Composite Insulator Diarsipkan 2019-08-29 di Wayback Machine.