Bahan Listrik

Bahan Listrik
Bahan Superkonduktor
Superkonduktor
Konsep superkonduktor :
Suatu bahan yang dapat mengalirkan arus
listrik tanpa tahanan listrik sedikitpun.
Apakah ini mungkin didapatkan ?
Superkonduktor
• Suatu bahan yang terdiri dari campuran
unsur-unsur
tertentu
yang
dapat
mengalirkan arus listrik tanpa tahanan pada
suhu yang sangat rendah.
• Arus yang mengalir pada rangkaian
tertutup dari bahan superkonduktor akan
terus mengalir selamanya
• Superkonduktivitas ini disebut juga sebagai
“fenomena quantum makroskopis”
Superkonduktivitas
Suatu fenomena yang terjadi pada suatu
bahan jika berada pada suhu yang sangat
rendah akan menunjukkan ciri-ciri :
• resistansi menjadi nol
• bersifat menolak medan magnet
(Efek Meissner)
Superkonduktivitas dapat terjadi pada :
•
•
•
•
Bahan konduktor murni (Aluminium)
Berbagai campuran logam (alloy)
Bahan semikonduktor
Bahan isolator (keramik)
Superkonduktivitas tidak terdapat pada:
• Emas
• Perak
• Bahan ferromagnetik
Sejarah Superkonduktor
• 1911. Heike Kamerlingh mendinginkan air
raksa (mercury) dalam helium cair pada
suhu 4oK (-269oC) dan mendapati
resistansinya nol
• 1933. Walter Meissner menemukan jika
benda didinginkan pada suhu yang sangat
rendah maka benda tersebut akan memiliki
medan magnet sendiri yang menolak
magnet lain bila didekatkan. Hal ini disebut
juga sebagai efek meissner.
Sejarah Superkonduktor
• 1941. Ditemukan niobium-nitride yang
menjadi superkonduktor pada suhu 16oK
• 1980. Ditemukan bahan superkonduktor
dengan bahan dasar karbon (bahan
organik)
• 1986. Ditemukan bahan superkonduktor
dengan bahan dasar keramik (bahan
isolator)
Sejarah Superkonduktor
• 1993. Ditemukan paduan raksa, thalium,
barium, kalsium, tembaga dan oksigen
yang menjadi superkonduktor pada suhu
138oK (suhu tertinggi)
Temperatur Kritis (Tc)
Ketika temperatur bahan diturunkan dari
temperatur ruang normal sampai pada
batas temperatur tertentu bahan ini akan
memiliki sifat superkonduktor
Temperatur bahan pada saat terjadinya
perubahan sifat bahan ini dinamakan
sebagai temperatur kritis (Tc)
Temperatur Kritis (Tc)
• Merkuri Padat (4,2oK)
• Magnesium diborida MgB2 (39oK)
• Cuprate
Efek Meissner
Ketika
suatu
bahan
diturunkan
temperaturnya sampai pada temperatur
kritis superkonduktornya maka bahan
tersebut akan memiliki sifat magnet yang
baru :
1. Bahan bukan magnet menjadi magnet
2. Dapat mengikat/mengunci fluks magnet
lain
(Efek ini disebut sebagai efek Meissner)
Kelas Bahan Superkonduktor
• Kelas I, (Low Temperature Superconductor)
adalah bahan yang harus berada pada suhu
yang sangat rendah
• Kelas II (High Temperature Superconductor)
adalah bahan yang dapat berada pada suhu
diatas bahan kelas I
Superkonduktor Kelas I
Superkonduktor Kelas II
Tl2Ba2Ca2Cu3O10
127-128 K
(Tl1.6Hg0.4)Ba2Ca2Cu3O10+
126 K
TlBa2Ca2Cu3O9+
123 K
(TlSn)Ba4TmCaCu4Ox
~121 K
(Tl0.5Pb0.5)Sr2Ca2Cu3O9
118-120 K
Tl2Ba2CaCu2O6
118 K
TlBa2Ca3Cu4O11
112 K
TlBa2CaCu2O7+
103 K
Tl2Ba2CuO6
95 K
TlSnBa4Y2Cu4Ox
86 K
Penggunaan Superkonduktor
Apa saja penggunaan superkonduktor ?
Penggunaan Superkonduktor
1.Kendaraan Magnetik
Kendaraan ini dibuat mengambang
dengan magnet superkonduktor yang kuat
Penggunaan Superkonduktor
2.Magnetic Resonance Imaging(MRI)
Pancaran medan magnet superkonduktor
ditembakkan pada tubuh, lalu pantulannya
ditangkap sehingga menjadi gambar MRI
Penggunaan Superkonduktor
3.Generator Superkonduktor
Generator
dengan
kawat
superkonduktor
mempunyai efisiensi diatas 99% dan ukurannya
jauh lebih kecil daripada generator konvensional
Penggunaan Superkonduktor
4.Saluran transmisi
Saluran transmisi superkonduktor akan mampu
menyalurkan daya listrik lebih banyak dan jarak
yang lebih jauh daripada penghantar biasa.
Penggunaan Superkonduktor
Carilah bahan superkonduktor dengan
temperatur kritis (Tc) tertinggi, kemudian
jelaskan :
a.Komposisi bahan
b. Penggunaan bahan tersebut