Apa itu konduktor?
Konduktor, atau konduktor listrik, adalah suatu zat atau material yang memungkinkan listrik mengalir melaluinya. Dalam konduktor, pembawa muatan listrik, biasanya elektron atau ion, bergerak dengan mudah dari atom ke atom saat tegangan diterapkan. Sebagian besar logam seperti tembaga dianggap sebagai konduktor yang baik, sementara non-logam dianggap sebagai konduktor yang buruk atau disebut isolator.
Memahami konduktor listrik
Secara umum, konduktivitas mengacu pada kemampuan suatu zat untuk menghantarkan listrik atau panas. Sebuah konduktor menghantarkan listrik karena ia menawarkan sedikit atau tidak ada hambatan terhadap aliran elektron, sehingga menghasilkan aliran arus listrik. Biasanya, logam, paduan logam, elektrolit, dan bahkan beberapa non-logam seperti grafit serta cairan termasuk air merupakan konduktor listrik yang baik. Perak murni adalah salah satu konduktor listrik terbaik. Contoh konduktor listrik lainnya meliputi:
- tembaga
- baja
- emas
- perak
- platinum
- aluminium
- kuningan
Manusia juga merupakan konduktor listrik yang baik, itulah sebabnya menyentuh seseorang yang mengalami sengatan listrik dapat menyebabkan si penyentuh juga tersengat. Dalam sistem listrik dan elektronik, konduktor terdiri dari logam padat yang dibentuk menjadi kawat atau diukir pada papan sirkuit cetak.
Karakteristik utama konduktor listrik
Fitur penting dari konduktor listrik meliputi:
- Memungkinkan pergerakan bebas elektron atau ion.
- Memiliki medan listrik nol di dalamnya, yang memungkinkan pergerakan elektron atau ion.
- Di luar konduktor, medan listrik tegak lurus terhadap permukaan konduktor.
- Memiliki kerapatan muatan nol, memastikan bahwa muatan positif dan negatif saling meniadakan sehingga muatan bebas hanya ada di permukaan.
Selain itu, konduktor memiliki hambatan rendah dan konduktivitas termal tinggi. Jika konduktor ditempatkan dalam medan magnet, ia tidak menyimpan energi. Akhirnya, kedua ujung konduktor berada pada potensial yang sama. Listrik mengalir melalui konduktor ketika potensial di salah satu ujungnya berubah, yang memungkinkan elektron mulai bergerak dari satu ujung ke ujung lainnya.
Cara kerja konduktor
Menurut teori pita dalam fisika keadaan padat, zat padat memiliki pita valensi dan pita konduksi. Agar suatu material dapat menghantarkan arus listrik, tidak boleh ada celah energi antara pita valensi dan pita konduksi. Dalam konduktor, pita ini tumpang tindih, memungkinkan elektron mengalir melalui material bahkan dengan tegangan minimal. Karena elektron di pita valensi hanya terikat secara lemah pada atomnya, penerapan tegangan, gaya gerak listrik, atau efek termal dapat menggerakkannya ke pita konduksi.
Apa itu isolator?
Material yang tidak memungkinkan arus listrik atau panas melewatinya disebut isolator atau material dielektrik. Sebagian besar isolator bersifat padat. Contohnya meliputi:
- kayu
- kain
- kaca
- kuarsa
- mika
- plastik
- porselen
- karet
Kebanyakan gas dan beberapa jenis air murni juga merupakan isolator yang baik.
Aplikasi konduktor listrik
Konduktor berguna untuk banyak aplikasi, termasuk:
- Aluminium, sebagai konduktor panas dan listrik yang baik, sering digunakan dalam pembuatan peralatan masak serta lembaran aluminium untuk penyimpanan makanan.
- Besi, sebagai konduktor panas yang baik, digunakan dalam pembuatan mesin kendaraan.
- Konduktor juga digunakan dalam radiator mobil untuk mengalirkan panas dari mesin.
Isolator juga digunakan dalam berbagai aplikasi umum. Misalnya, karet digunakan dalam pembuatan pakaian dan alas kaki tahan api. Plastik sering digunakan dalam peralatan listrik untuk mencegah pengguna tersengat listrik. Isolator juga melindungi pengguna dari api dan suara.
Lihat juga: Efek Seebeck, arus bolak-balik, arus searah, konduktansi, fluks, ampere, efek Hall, induksi elektromagnetik dan impedansi.