96362171 Bahan Listrik Super Konduktor

TUGAS MAKALAH MATA KULIAH BAHAN LISTRIK

BAHAN LISTRIK SUPER KONDUKTOR SEBAGAI SOLUSI TEPAT

UNTUK MEMINIMALISIR KERUGIAN ENERGI LISTRIK

DI MASA DEPAN

O l e h :

WAHYU SUSONGKO (0819451020)

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO, FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA

Kampus Fakultas Teknik Sudirman, Denpasar

JUNI 2009

Bahan Listrik Super Konduktor… Wahyu Susongko

Mata Kuliah Bahan Listrik Juni 2009

i

TUGAS MATA KULIAH BAHAN LISTRIK



DI MASA DEPAN

Dosen Pengajar :

Ir. I Ketut Wijaya, MErg.

Disusun oleh :


Mahasiswa Teknik Elektro Non Reguler, Fakultas Teknik,

Universitas Udayana

E-mail : [email protected]




ii



DI MASA DEPAN


Mahasiswa Teknik Elektro Non Reguler, Fakultas Teknik,

Universitas Udayana

E-mail : [email protected]


Abstrak

Superkonduktor belakangan ini menjadi topik pembicaraan dan penelitian yang

paling populer. Superkonduktor menjanjikan banyak hal bagi kita, misalnya

transmisi listrik yang efisien (tak ada lagi kehilangan energi selama transmisi).

Salah satu manfaat yang sangat mungkin adalah, jika pada generator konvensional

efisiensinya terletak antara 98,5 sampai 99,0 %, maka pada generator yang

menggunakan bahan utama super konduktr efisiensinya mencapai 99,9 %.

Peningkatan efisiensi yang cukup besar ini dikarenakan bahwa pada bahan

superkonduktor, dapat mengahasilkan medan magnet yang sangat kuat.

Memang saat ini penggunaan superkonduktor belum praktis, dikarenakan masalah

perlunya pendinginan (suhu kritis superkonduktor masih jauh di bawah suhu

kamar). Superkonduktor adalah suatu material yang tidak memiliki hambatan

dibawah suatu nilai suhu tertentu. Suatu superkonduktor dapat saja berupa suatu

konduktor, semikonduktor ataupun suatu insulator pada keadaan ruang. Suhu

dimana terjadi perubahan sifat konduktivitas menjadi superkonduktor disebut

dengan temperatur kritis (Tc).

Karena itulah untuk meminimalisir kerugian energi pada transmisi, khususnya

pada penghantar, baik penghantar berbahan aluminium maupun penghantar

berbahan tembaga sebagai media transmisinya, kedua jenis bahan ini tetap

mempunyai hambatan jenis penghantar yang menimbulkan kerugian energi



iii

tersebut. Dengan bahan superkonduktor sebagai pengganti bahan media

transmisinya, dipastikan akan membuat kehandalan transmisi dalam

mendistribusikan energi listrik pada tiap-tiap beban yang dituju.

Kata Kunci : Hambatan Jenis, Super konduktor, Suhu kritis



iv

KATA PENGANTAR

Dengan mengucapkan puji syukur kehadapan Tuhan Yang Maha Esa, oleh karena

berkat rahmat-Nya telah dilimpahkan suatu petunjuk kepada saya untuk dapat

menyelesaikan Paper sederhana yang membahas tentang bahan listrik

superkonduktor.

Dewasa ini, kerugian energi akibat hambatan jenis penghantar sebagai media

transmisi maupun media distribusi instalasi tegangan rendah sangat merugikan

instansi penyedia layanan tenaga listrik. Dalam hal ini Perusahaan Listrik Negara

(PLN) sebagai instansi milik pemerintah satu-satunya di negara kita yang

berwenang sebagai produsen energi listrik untuk masyarakat luas. Karena adanya

rugi energi listrik tersebut, besar daya yang tersalurkan dari berbagai pembangkit

yang ada di Indonesia, tidak 100 % energinya bisa sampai ke pelanggan luas.

Mengapa demikian, karena energi tersebut terbuang oleh besarnya hambatan jenis

dari penghantar-penghantar yang di gunakan sebagai media transmisi tersebut.

Karena itu dalam paper yang sangat sederhana ini saya akan mencoba membahas

bahan listrik super konduktor yang memungkinkan sebagai pengganti media

transmisi pada penghantar-penghantar transmisi yang sudah ada pada waktu yang

akan datang.

Saya menyadari bahwa paper sederhana ini belum mencapai kesempurnaan, untuk

itu saya mohon kepada pembaca, terutama Dosen mata kuliah Bahan Listrik untuk

memberikan kritik dan saran demi kesempurnaan dari makalah sederhana ini,

sehingga dapat memiliki kegunaan sesuai dengan yang diharapkan. Terima kasih.

Denpasar, Juni 2009

Penyusun.



v

DAFTAR ISI

Abstrak ........................................................................................................ ii

KATA PENGANTAR.. .............................................................................. iv

DAFTAR ISI ................................................................................................ v

BAB I

PENDAHULUAN.......................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang .......................................................................................... 2

1.2 Rumusan Masalah……………………………………………………….. 5

1.3 Tujuan Penulisan ………………………………………………………. 5

1.3.1 Tujuan Umum……………………………………………………… 5

1.3.2 Tujuan Khusus …………………………………………………….. 5

1.4 Manfaat ………………………………………………………………… 6

1.4.1 Manfaat Khusus …………………………………………………... 6

1.4.2 Manfaat Ilmiah ……………………………………………………. 6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA................................................................................. 7

2.1 Suhu Kritis ................................................................................................. 7

2.2 Medan Magnet Kritis.................................................................................. 9

2.3 Effek Meissner............................................................................................ 11

2.4 Teori BCS ................................................................................................. 12

BAB III

METODE PENULISAN................................................................................ 14

BAB IV

PEMBAHASAN ............................................................................................. 15

4.1 Perbandingan Superkonduktor dengan Konduktor biasa .......................... 15

4.2 Superkonduktor Keramik ......................................................................... 18



vi

4.3 Aplikasi Superkonduktor............................................................................ 20

4.3.1 Efisiensi Desain dan Dinamis .......................................................... 20

4.3.2 Penyimpan Energi Listri.......................................... ......................... 20

4.3.3 Elektromagnet................................................................................... 22

4.3.4 Elemen Penghubung ........................................................................ 23

4.3.5 Bidang Transportasi ........................................................................ 23

BAB V

SIMPULAN DAN SARAN………………………………………………… 28

5.1 Simpulan .................................................................................................. 28

5.2 Saran ........................................................................................................ 29

BAB VI

PENUTUP ...................................................................................................... 30

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 31



1

BAB I

PENDAHULUAN

Kemajuan suatu negara, bisa dilihat dari kemajuan negara tersebut dalam

mengaplikasi suatu teknologi yang dapat mensejahterakan kehudupan masyarakat

di negara tersebut. Banyak bidang yang mengaplikasi sebuah teknologi masa

depan yang membuat suatu negara menjadi maju. Salah satu bidang yang sangat

vital dalam kehidupan suatu negara adalah bidang kelistrikan.

Dari tahun ke tahun kemajuan teknlogi di bidang kelistrikan sangat signifikan dan

sangat bermanfaat bagi masyarakat luas. Salah satunya penggunaan penghantar

sebagai media transmisi. Yang sebelumnya Saluran Udara Tegangan Menengah

(SUTM) masih menggunakan 3 kawat fasa dengan isolatornya sebagai pegangan

di tiap tiangnya. Tetapi akhir-akhir ini sebuah SUTM menggunakan 3 kawat

berisolasi yang memungkinkan kawat yang satu dengan yang laiannya bisa

bersentuhan. Berbeda dengan 3 kawat sejajar yang mewajibkan kawat satu dengan

yang lainnya tidak boleh bersentuhan sama sekali. Dengan demikian efisiensi

tempat ataupun daerah yang di lewati sangat baik. Hal ini sangat mendukung

untuk daerah perkotaan yang padat aktivitasnya maupun bangunan-bangunan

tingginya.

Hal menarik dari sebuah teknologi di bidang kelistrikan yang lainnya adalah

bahan listrik yang pernah ditemukan yang akhir-akhir ini banyak disinggung

adalah superkonduktor. Superkonduktor pertama kali ditemukan oleh seorang

fisikawan Belanda, Heike Kamerlingh Onnes, dari Universitas Leiden pada tahun

1911. Pada tanggal 10 Juli 1908, Onnes berhasil mencairkan helium dengan cara

mendinginkan hingga 4°K atau suhu – 269 °C. Kemudian pada tahun 1911, Onnes

mulai mempelajari sifat-sifat listrik dari logam pada suhu yang sangat dingin.

Pada waktu itu telah diketahui bahwa hambatan suatu logam akan turun ketika

didinginkan dibawah suhu ruang, akan tetapi belum ada yang dapat mengetahui



2

berapa batas bawah hambatan yang dicapai ketika temperatur logam mendekati 0°

K atau nol mutlak.

Beberapa ahli ilmuwan pada waktu itu seperti William Kelvin memperkirakan

bahwa elektron yang mengalir dalam konduktor akan berhenti ketika suhu

mencapai nol mutlak. Dilain pihak, ilmuwan yang lain termasuk Onnes

memperkirakan bahwa hambatan akan menghilang pada keadaan tersebut. Untuk

mengetahui yang sebenarnya terjadi, Onnes kemudian mengalirkan arus pada

kawat merkuri yang sangat murni dan kemudian mengukur hambatannya sambil

menurunkan suhunya. Padasuhu 4,2 °K, Onnes terkejut ketika mendapatkan

bahwa hambatannya tiba-tiba menjadi hilang.

Dari sejarah superkonduktor diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa,

superkonduktor menupakan material yang dapat mengalirkan arus listrik tanpa

hambatan dibawah suatu nilai suhu tertentu.

1.1 Latar Belakang

Arus listrik yang mengalir dalam penghantar selalu mengalami tahanan dari

penghantar itu sendiri. Besarnya tahanan tergantung bahannya, dan besarnya

tahanan tiap meter dengan penampang 1 mm2 pada suhu 200°C dinamakan

tahanan jenis yang dihitung dengan persamaan :

R = ρ l

Dimana :

R : Hambatan Penghantar (Ω)

ρ : Hambatan Jenis Penghantar (Ω.mm2/m)

l : Panjang Penghantar (m)

A : Luas Penampang Penghantar (mm2)

A



3

Tahanan atau hambatan suatu penghantar dikatakan sebesar satu ohm apabila

perbedaan tegangan antara ujung –ujung penghantar sebesar satu volt dan arus

yang mengalir sebesar satu ampere.

Suatu penghantar yang menghantarkan arus listrik yang mempunyai hambatan,

akan menyebabakan rugi tegangan yang mempengaruhi daya listrik yang

tersalurkan ke beban-beban yang dituju. Hal inilah yang menyebabkan besar

tegangan yang terdistribusikan ke beban jauh lebih rendah dari tegangan sumber.

Karena antara tegangan dan hambatan pada jaringan distribusi, akan selalu

berkaitan dan mempengaruhi besar daya yang di terima pada beban.

V = i R

Dimana :

V : Tegangan (Volt)

I : Arus (Ampere)

R : Hambatan atau Tahanan (Ohm)

Dari persamaan diatas dapat dilihat bahwa, besar suatu tegangan listrik yang

diserap oleh beban melalui sebuah jaringan distribusi jaringan kabel listrik, selalu

dipengaruhi arus yang mengalir dalam penghantar tersebut dan hambatan yang

dihasilkan dari penghantar yang digunakan. Selanjutnya dari besar tegangan yang

diterima disisi beban akan mempengaruhi besar dayanya. Persamaannya seperti

dibawah ini.

P = V I

Dimana :

P : Daya (VA)

V : Tegangan (Volt)

I : Arus (Ampere)



4

Dapat diketahui bahwa, antara hambatan penghantar, besar arus yang mengalir

dalam penghantar, besar tegangan yang diterima pada sisi beban, akan selalu

mempengaruhi besar daya yang diterima.

Rugi tegangan pada saluran yang menyebabkan adanya jatuh tegangan (ΔV) dapat

dinyatakan dengan pesamaan di bawah ini :

ΔV = Vs – Vr

Dimana :

ΔV : Jatuh tegangan

Vs : Tegangan pengiriman dari sumber

Vr : Tegangan penerimaan disisi beban

Hal lain yang membuat kehandalan suatu sistem transmisi berkurang seperti yang

kita tahu adalah karena hambatan penghantar yang dipakai. Pada sistem transmisi

3 fasa, yang seperti kita tahu adalah tegangannya adalah bolak-balik, maka unutk

penghitungan besar rugi-rugi dayanya seperti persamaan berikut :

ΔPt = 3I2R

Dimana :

ΔPt : rugi – rugi total transmisi (Watt)

I : arus pada kawat transmisi (A)

R : tahanan kawat transmisi per fasa (Ohm)

Dari beberapa formula diatas, rugi – rugi tegangan maupun rugi – rugi daya pada

transmisi dapat di atasi dengan beberapa cara :

1. Memperkecil tahanan konduktor dengan jalan memperbesar luas

penampangnya. Tetapi dalam penambahan luas penampang suatu

penghantar pada transmisi selalu ada batasannya.



5

2. Perbaikan faktor daya beban yang dapat dilakukan dengan memasang

kapasitor kompensasi (shunt capasitor). Begitu juga dengan perbaikan

yang diperole harus ada batasannya pula.

3. Rugi – rugi transmisi berbanding lurus dengan besar tahanan knduktor dan

berbanding terbalik dengan kuadrat tengangan.

Faktor – faktor inilah yang salah satunya dapat menurunkan hambatan pada suatu

penghantar transmisi baik tegangan tinggi, tegangan menengah maupun tegangan

rendah.

1.2 Rumusan Masalah

Hal – hal yang menjadi permasalahan dalam penggunaan penghantar

konvensional yang sering digunakan ( penghantar tembaga maupun aluminium)

adalah :

1. Hambatan jenis suatu penhantar yang tidak disukai, karena dengan adanya

hambatan maka arus akan terbuang menjadi panas.

2. Dengan memperbesar diameter penghantar akan menyebabkan hambatan

pada suatu penghantar akan menurun. Tetapi dengan memperbesar

diameter penghantar, otomatis akan membuat masa penhantar tersebut

menjadi lebih berat dan dimensinyapun akan menjadi labih besar.

1.3 Tujuan Penulisan

1.3.1 Tujuan Umum

1. Agar masyarakat luas dapat mengenal perbandingan hambatan suatu

penghantar dengan penghantar yang lainnya.

2. Agar masyarakat luas dapat mengetahui dan memahami penyebab-

penyebab terjadinya rugi – rugi tegangan ataupun rugi – rugi daya yang

terjadi pada jaringan kabel.

3. Mengenalkan pada masyarakat tentang karakteristik bahan listrik

superkonduktor.



6

1.3.2 Tujuan Khusus

1. Karena superkonduktor sampai saat ini masih terbatas penggunaannya

secara luas, hal ini memungkinkan persaingan para ahli fisikawan dunia

untuk berkompetisi menciptakan suatu penghantar yang mempunyai sifat

superkonduktor.

2. Sebagai sarana dokumentasi perbandingan bagi para teknisi tenaga listrik

untuk mempelajari dan memahami antara konduktor biasa dengan

superkonduktor.

1.4 Manfaat

1.4.1 Manfaat Khusus

1. Dengan mengaplikasikan sebuah penghantar yang bersifat superknduktor

sebagai media transmisi pada jaringan listrik, hambatan yang tidak disukai

karena pengaruh hambatan jenis penghantar dapat dihindari.

2. Memungkinkan penggunaan penghantar superkonduktor dengan luas

penampang beberapa milimeter persegi, untuk menggantikan penghantar

yang sudah ada yang mempunyai luas penampang yang lebih besar.

1.4.2 Manfaat Ilmiah

1. Sebagai sarana kajian untuk meneliti dan mengembangkan bahan listrik

superkonduktor di masa yang akan datang.

2. Karena superkonduktor mempunyai prospek yang cerah sebagai

penghantar paling handal dalam menghantarkan listrik di masa yang akan

datang.



7

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Suhu Ktitis

Perubahan watak bahan dari keadaan normal ke keadaan superkonduktor dapat

dianalogikan misalnya dengan perubahan fase air dari keadaan cair ke keadaan

padat. Perubahan watak seperti ini sama-sama mempunyai suatu suhu transisi,

pada transisi superkonduktor suhu ini disebut sebagai suhu kritik Tc, pada transisi

fase ada yang disebut titik didih (dari fase cair ke gas) dan titik beku (dari fase

cair ke padat). Pada transisi feromagnetik suhu transisinya disebut suhu Curie.

Besaran fisis yang berkaitan dengan transisi superkonduktor adalah resistivitas

bahan, mari kita lihat grafik resistivitas sebagai fungsi suhu mutlak pada gambar

di bawah ini.

Gambar 2.1 Grafik resistifitas sebagai fungsi suhu mutlak

Pada suhu T > Tc bahan dikatakan berada dalam keadaan normal, ia memiliki

resistansi listrik. Transisi ke keadaan normal ini bukan selalu berarti menjadi

konduktor biasa yang baik, pada umumnya malah menjadi penghantar yang jelek,

bahkan ada yang ekstrim menjadi isolator! Untuk suhu T < Tc bahan berada

dalam keadaan superkonduktor. Di dalam eksperimen, pengukuran resistivitasnya

dilakukan dengan menginduksi suatu sampel bahan berbentuk cincin, ternyata

arus listrik yang terjadi dapat bertahan sampai bertahun-tahun. Resistivitasnya



8

yang terukur tidak akan melebihi 10-25 ohm.meter, sehingga cukup beralasan bila

resistivitasnya dikatakan sama dengan nol.

Perkembangan bahan superkonduktor dari saat pertama kali ditemukan sampai

sekarang dapat diikuti pada tabel di bawah ini.

Tabel 3.1 Tabel jenis-jenis bahan sebagai bahan utama superkonduktor

Keluarga superkonduktor yang terdiri dari unsur-unsur tunggal yang dipelopori

oleh temuan Onnes, disebut superkonduktor tipe I atau superkonduktor

konvensional, ada kira-kira 27 jenis dari tipe ini. Suatu hal yang menarik, bahwa

unsur-unsur yang pada suhu kamar merupakan konduktor banyak diantara mereka

yang tidak memiliki sifat superkonduktor pada suhu rendah, contohnya tembaga,

perak dan golongan alkali.

Pada tahun 1960-an lahirlah keluarga superkonduktor tipe II, yang biasanya

berupa kombinasi unsur molybdenum (Mo), niobium (Nb), timah (Sn), vanadium

(V), germanium (Ge), indium (In) atau galium (Ga). Sebagian merupakan

senyawa, sebagian lagi merupakan larutan padatan. Sifatnya agak berbeda dengan

tipe I karena suhu kritiknya relatif lebih tinggi, sehingga tipe II ini sering disebut

superkonduktor yang alot. Semua alat yang telah menerapkan superkonduktor



9

dewasa ini menggunakan bahan tipe II ini, alasannya akan menjadi jelas

kemudian.

Pada tahun 1985 di laboratorium riset IBM di Zurich, A.Muller dan G.Bednorz

memulai era baru bagi ilmu bahan superkonduktor. Mereka menemukan bahwa

senyawa keramik tembaga oksida dapat memiliki sifat superkonduktor pada suhu

yang relatif tinggi, rekor suhu kritik yang saat ini sudah mencapai 125 K juga

dipegang oleh golongan ini. Perkembangan selanjutnya tampak agak seret, para

ahli sendiri masih meributkan ada tidaknya batas suhu kritik yang mungkin

dicapai. Ahli riset di Institut Teknologi California meramalkan bahwa suhu kritik

superkonduktivitas tidak akan pernah melampaui 250 K, jadi masih cukup jauh di

bawah suhu kamar. Apakah benar demikian, kita tunggu saja hasil-hasil penelitian

berikutnya.

2.2 Medan Magnet Kritis

Tinggi rendahnya suhu transisi Tc dipengaruhi banyak faktor. Seperti tekanan

yang dapat menurunkan titik beku air, suhu kritik superkonduktor juga bisa turun

dengan hadirnya medan magnet yang cukup kuat. Kuat medan magnet yang

menentukan harga Tc ini disebut medan kritik (Hc). Kita lihat grafik

ketergantungan Tc terhadap kuat medan magnet pada gambar di bawah ini.

Gambar 2.2 Grafik ketergantungan Tc terhadap medan magnet



10

Walaupun Pb bersuhu kritik normal (tanpa medan magnet) 7,2 K, apabila ia

dikenai medan H = 4,8.104 A/m misalnya, suhu kritiknya turun menjadi 4 K.

Artinya dengan medan sbesar itu pada suhu 5 K pun Pb masih bersifat normal.

Medan kritiknya ini dapat dinyatakan dengan persamaan :

Hc(T) = Hc (0) [ 1 - (T/Tc)2 ]

Hc (0) adalah harga maksimum Hc yaitu harga pada suhu 0 K. Medan kritik ini

tidak harus berasal dari luar, tapi juga bisa ditimbulkan oleh medan internal, yaitu

jika ia diberi aliran arus listrik. Untuk superkonduktor berbentuk kawat beradius r,

arus kritiknya dinyatakan oleh aturan Silsbee :

Ic = 2 p . r . Hc

Jadi pada suhu tertentu ( T < Tc ) , bahan superkonduktor memiliki ketahanan

yang terbatas terhadap medan magnet dari luar dan arus listrik yang bisa

diangkutnya. Kalau harga-harga kritik ini dilampaui, sifat superkonduktor bahan

akan lenyap dengan sendirinya. Ambil contoh untuk kawat Pb beradius 1 mm

pada suhu 4 K, agar ia tetap bersifat superkonduktor ia tidak boleh menerima

medan magnet lebih besar dari 48000 A/m atau mengangkut arus listrik lebih dari

300 A. Pada ukuran dan suhu yang sama Nb3Sn mampu mengangkut 12500 A,

oleh sebab itulah secara teknis superkonduktor tipe II lebih baik pakai.

Sebagai perbandingan YBCO pada suhu 77 K dapat mengangkut arus sebesar 530

A, cukup lumayan! Naiknya suhu operasi mempunyai nilai ekonomis, karena

biaya pendinginan menjadi lebih murah dibandingkan helium cair (untuk menjaga

suhu 4 K). Satu liter He harganya US$ 4 (Rp.7000) sedangkan satu liter N2 cuma

25 cent (Rp.450), padahal dalam prakteknya penguapan 1 liter N2 setara dengan

penguapan 25 liter He.



11

2.3 Effek Meissner

Sifat kemagnetan superkonduktor diamati oleh Meissner dan Ochsenfeld pada

tahun 1933, ternyata superkonduktor berkelakuan seperti bahan

diamagnetiksempurna, ia menolak medan magnet sehingga ia pun dapat

mengambang di atas sebuah magnet tetap. Jadi kerentanan magnetnya

(susceptibility) c = -1, bandingkan dengan konduktor biasa yang c = -10-5

.

Fenomena ini disebut efek Meissner yang tersohor itu.

Jadi satu keunggulan lagi bagi superkonduktor terhadap konduktor biasa. Ia tidak

saja menjadi perisai terhadap medan listrik, tapi juga terhadap medan magnet,

artinya medan listik dan magnet sama dengan nol di dalam bahan superkonduktor.

Tetapi pada tahun 1935 London bersaudara melalui penelitian sifat elektrodinamik

superkonduktor mendapatkan bahwa intensitas medan magnet masih dapat

menembus bahan superkonduktor walaupun hanya sebatas permukaan saja,

ordenya hanya beberapa ratus angstrom. Sifat rembesan ini dinyatakan oleh

parameter l yang disebut kedalaman rembesan London. Medan magnet ternyata

berkurang secara eksponensial terhadap kedalaman sesuai dengannya.

B (x) = Bo exp -(x / l )

Bo adalah medan di luar dan x adalah kedalamannya. l membesar dengan naiknya

suhu, di Tc harga l tak berhingga besar, sehingga medan magnet mampu

menerobos ke seluruh bagian bahan tersebut atau dengan perkataan lain sifat

superkonduktor telah hilang digantikan dengan keadaan normalnya.

Teori London ini juga memberikan kesimpulan bahwa dalam bahan

superkonduktor arus listrik akan mengalir di bagian permukaannya saja. Hal ini

berbeda dengan arus listrik dalam konduktor biasa yang mengalir secara merata di

seluruh bagian konduktor.

Perbandingan sifat magnetik pada keadaan normal, superkonduktor tipe I dan



12

tipe II adalah seperti pada gambar 2.3.

Gambar 2.3 Grafik perbandingan sifat magnetik pada keadaan normal

Pada tipe ii terdapat daerah peralihan yaitu antara Hcl dan Hc , pada saat itu

struktur bahan terjadi dari daerah normal yang berupa silinder-silinder kecil,

disebut fluksoid karena bisa diterobos fluks magnet, yang dikelilingi sepenuhnya

oleh daerah superkonduktor.

2.4 Teori BCS

Teori tentang superkonduktor yang lebih terinci melibatkan mekanika kuantum

yang dalam, diajukan oleh Barden, Cooper dan Schrieffer pada tahun 1975

dikenal sebagai teori BCS yang akhirnya memenangkan hadiah Nobel pada tahun

1972.

Dalam teori ini dikatakan bahwa elektron-elektron dalam superkonduktor selalu

dalam keadaan berpasang-pasangan dan seluruhnya berada dalam keadaan

kuantum yang sama, pasangan-pasangan ini disebut pasangan Cooper.

Kita bandingkan dengan elektron konduksi dalam konduktor biasa. Di sini

elektron bergerak sendiri-sendiri dan akan kehilangan sebagian energinya jika ia

terhambur oleh kotoran (impurities) atau oleh phonon, phonon adalah kuantum



13

energi getaran kerangka (lattice) kristal bahan. Elektron tersebut akan

menimbulkan distorsi terhadap kerangka kristal sehingga menimbulkan daerah

tarikan. Tarikan ini dalam superkonduktor pada suhu rendah bisa mengalahkan

tolakan Coulomb antar elektron, sehingga dengan ukar menukar phonon dua

elektron justru akan membentuk ikatan menjadi pasangan Cooper. Oleh karena

keadaan kuantum mereka semuanya sama, suatu elektron tidak dapat terhambur

tanpa mengganggu pasangannya, padahal pada suhu T < Tc getaran kerangka

tidak memiliki cukup energi untuk mematahkan ikatan pasangan tersebut.

Akibatnya mereka tahan terhadap hamburan, jadilah bahan tersebut

superkonduktor.



14

BAB III

METODE PENULISAN

Penulisan paper ini dilakukan dengan cara pengumpulan bahan-bahan materi dari

berbagai sumber yang sudah ada. Sumber-sumber materi tersebut atara lain dari

referensi buku-buku yang terkait dan dari pencarian materi di internet.

Pencarian bahan-bahan materi dari sumber-sumber terkait dilakukan antara bulan

Mei – Juni 2009.



15

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1 Perbandingan Superkonduktor dengan Konduktor biasa

Hal-hal yang menjadi permasalahan dalam penggunaan penghantar konvensional

yang sering digunakan ( penghantar tembaga maupun aluminium) adalah :

1. Hambatan jenis suatu penhantar yang tidak disukai, karena dengan adanya

hambatan maka arus akan terbuang menjadi panas.

2. Dengan memperbesar diameter penghantar akan menyebabkan hambatan

pada suatu penghantar akan menurun. Tetapi dengan memperbesar

diameter penghantar, otomatis akan membuat masa penhantar tersebut

menjadi lebih berat dan dimensinyapun akan menjadi labih besar

Dari uraian diatas dapat diketahui bahwa, penghantar konvensioanal yang sampai

saat ini masih diaplikasikan, khususnya tembaga dan aluminium, masih

mempunyai hambatan jenis yang bisa menyebabkan kerugian daya.

Sebagai contoh :

Bahan Aluminium.

Aluminium murni mempunyai massa jenis 2,7 g/cm3, ? -nya 1,4. 105, titik leleh

6580C dan tidak korosif. Daya hantar aluminium sebesar 35 m/ohm.mm2 atau

kira-kira 61, 4 % daya hantar tembaga. Aluminium murni dibentuik karena 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 mis alnya pada : ACSR

(Aluminium Conductor Steel Reinforced), ACAR (Aluminium Conductor Alloy

Reinforced).

Bahan Tembaga

Tembaga mempunyai daya hantar listrik yang tinggi yaitu 57 ? mm2/m pada suhu

200C. Koefisien suhu (? ) tembaga 0,004 per 0C. Kurva resistivitas tembaga



16

terhadap suhu adalah tidak linier seperti yang ditunjukan pada gambar dibawah

ini:

Gambar 4.1 Kurva resistivitas tembaga terhadap suhu

Dari kedua contoh diatas dapat dilihat bahwa, kedua jenis bahan penghantar

tersebut masih mempunyai hambatan jenis. Besar hambatan jenis suatu bahan

penghantar, akan mempengaruhi dari pada tegangan maupun daya yang

dikirimkannya dari sisi sumber ke sisi beban. Karena semakin besar hambatan

jenis dari bahan penghantar tersebut, maka semakin berkurang kemampuan daya

hantar dari penghantar tersebut.

Grafik Perbandingan Hambatan Penghantar

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

aluminium tembaga super.k

aluminium

tembaga

superkonduktor

Gambar 4.2 Gambar Perbandingan Hambatan Penghantar

Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa, hambatan penghantar yang sampai saat ini

masih digunakan dalam transmisi maupun distribusi instalasi listrik, baik tegangan

tinggi, tegangan menengah maupun tegangan rendah yaitu aluminium dan



17

tembaga, tetap saja mempunyai hambatan jenis. Berbeda dengan bahan

superkonduktor yang nyaris tanpa hambatan dalam menghantarkan arus listrik

Di bawah ini contoh dari berbagai macam hambatan jenis logam yang salah

satunya digunakan sebagai bahan utama dari penghantar.

Tabel 4.1 Tabel bahan-bahan utama penghantar

Apabila sebuah transmisi pendistribusian jaringan listrik menggunakan bahan

superkonduktor, maka kerugian drop tegangan dan drop daya dapat dihindari.

Mengapa bisa demikian? Karena bahan superkonduktor dapat menghantarkan arus

listrik tanpa hambatan dibawah suatu nilai suhu tertentu. Artinya, bahan

superkonduktor apabila sudah mencapai nilai suhu kritisnya, hambatan jenis

bahan tersebut akan menurun atau bahkan hilang sama sekali. Tetapi apabila suhu

dari bahan superkonduktor tersebut sudah diatas nilai suhu kritisnya ataupun

diatas kuat medan magnetnya, maka secara otomatis bahan tesebut akan menjadi

konduktor biasa.



18

Gambar 4.3 grafik medan magnet superkonduktor lebih kecil dari medan kritis

Perkembangan bahan superkonduktor dari saat pertama kali ditemukan sampai

sekarang dapat diikuti pada tabel di bawah ini.

Tabel 4.2 Tabel bahan-bahan utama superkonduktor

4.2 Superkonduktor Keramik

Bahan superkonduktor suhu tinggi yang memiliki bahan dasar keramik secara

teoritis belum dapat dijelaskan tuntas. Ia tidak bisa digolongkan ke dalam tipe I

maupun II karena ada beberapa sifatnya yang unik.



19

Bentuk kristalnya termasuk golongan perovskite, suatu bentuk kristal kubus yang

cukup populer. Rumus umum molekul perovskite adalah ABX3 , dimana A dan B

adalah kaiton logam dan X adalah anion non logam. Banyak bahan elektronis

yang memiliki bentuk perovskite ini, misalnya PbTiO3 dan PbZrO3 yang bersifat

piezoelektrik kuat sehingga baik digunakan untuk pressure-gauge.

Superkonduktor suhu tinggi ini ternyata berupa perovskite yang cacat. Misalnya

YBCO yang ditemukan oleh Chu Chingwu cs. dari Universitas Houston berbentuk

3 kubus perovskite dengan rumus molekul YBa2Cu3O6,5 , yang menunjukkan

defisiensi atom oksigen sebagai anionnya (mestinya ada 9 atom). Nama lain untuk

YBCO ini adalah 1-2-3, menunjukkan perbandingan cacah atom Y, Ba dan Cu di

dalam kristalnya. Atom-atom tembaganya terletak pada suatu lapisan inilah arus

listrik lewat dalam bahan YBCO. Struktur yang demikian memiliki andil yang

besar bagi sifat superkonduktivitas suhu tinggi, terbukti senyawa barium-kalium-

bismuth-oksida buatan AT & T Bell Laboratoies (1988) cuma memiliki Tc = 30 K,

senyawa ini tentu saja tidak memiliki atom tembaga sebagai lapisan penghantar

elektron.

Elektron-elektron juga dalam keadaan berpasangan, hal ini telah dibuktikan

dengan dijumpainya flukson yang merembes di dalamnya. Flukson adalah

kuantum fluks magnetik dalam superkonduktor, besarnya kira-kira 2 x 10-15

weber, dalam perhitungan besarnya ini bersesuaian dengan kehadiran partikel

bermuatan listrik dua kali muatan elektron.

Watak-wataknya yang masih perlu penjelasan teoritis adalah tarikan antar elektron

dalam pasangan Cooper yang ternyata masih cukup kuat walaupun suhu

transisinya tinggi. Padahal suhu yang tinggi menyebabkan bertambahnya cacah

phonon, sehingga ikatan elektron itu seharusnya akan hancur karenanya. dalam

kaitan ini peranan kerangka kristal harus kembali dipertanyakan. Mungkin saja

kotoran di dalamnya yang justru mampu meredam interaksi phonon atau

gangguan-gangguan lain termasuk medan magnet yang besar agar ia tetap stabil

sebagai superkonduktor.



20

Sifat lain yang tidak menguntungkan dari YBCO adalah mudahnya ia melepaskan

oksigen ke lingkungannya, padahal dengan berkurangnya atom oksigen sifat

superkonduktornya akan hilang. Lagi pula ia terlalu rapuh untuk dibentuk menjadi

kawat.

Lebih jauh lagi Philip W. Anderson (pemenang hadiah Nobel 1977 bidang Fisika)

mengemukakan peranan besaran spin dalam fenomena superkonduktor suhu

tinggi ini, pernyataan ini telah didukung oleh data percobaan MIT oleh RJ

Birgeneau.

4.3 Aplikasi Superkonduktor

Memang sampai saat ini aplikasi superkonduktor masih belum diproduksi dan di

aplikasi secara luas, tetapi masih pada tahap penelitian. Karena superkonduktor

sampai saat ini masih membutuhkan pendinginan agar mencapai suhu kritis dari

bahan tersebut. Dari penelitian para ahli tentang superkonduktor yang sudah

dilakukan, ada beberapa yang sudah digunakan secara permanen dan ada pula

yang masih dalam pengembangan pada laboratorium-laboratorium tertentu.

4.3.1 Efisiensi dan Desain yang Dinamis

Manfaat yang terbesar dengan ditemukannya bahan superkonduktor adalah jelas

terasa pada bidang kelistrikan. Andai saja jika pada generatr konvensional

efisiensinya terletak antara 98,5 sampai 99,0 persen, maka pada pada generator

superkonduktor efisiensinya mencapai 99,6 persen. Peningkatan yang cukup

signifikan ini disebabkan karena superkonduktor dapat menghasilkan medan

magnet yang sangat kuat.

Misalkan ada konduktor berupa kabel sepanjang 1000 km dipakai untuk

menyalurkan daya listrik sebesar 100 watt dari ujung yang satu ke ujung yang

lain, maka resistensi kabel itu akan mengkorupsi sebagian daya yang

disalurkannya, akibatnya di ujung kabel itu daya yang sampai tidak sampai 100

watt, mungkin hanya 90 watt atau bahkan hanya 10 watt. Nah superkonduktor

diharapkan memiliki resistensi yang kecil sehingga bila menggunakan kabel



21

dengan bahan tersebut diujung kabel kita masih mendapat daya sebesar 100 watt.

Manfaat lainnya, penggunaan superkonduktor memungkinkan pembuatan

generator listrik dengan ukuran yang jauh lebih kecildibandingkan dengan ukuran

genaratr konvensional yang masih menggunakan kawat tembaga. Dari segi berat,

generator konvensional 500 MW dari bahan konduktor mempunyai berat hingga

400 ton, sementara dengan menggunakan bahan superknduktor beratnya hanya

210 ton.

Tak heran desain yang ramping dan dinamis dengan berat lebih ringan ini

menyebabkan banyak oerusahaan yang mempelajari dan memproduksi generator

berbahan superkonduktr. Antara lain, Westinghouse serta EPRI (Electric Power

Research Institute) bekerja sama membuat generator terpasang 300 MVA,

Electric de France (EdF) di Perancis juga sedang mempelajari desain generator

superkonduktor 600 MW, sedangkan Central Electric Research Laboratory di

Inggris mempelajari desai generator superkonduktor 500 MW.

Manfaat lain yang tidak kalah pentingnya dari bahan superkonduktor adalah

peluang menggunakan kawat superkonduktor dalam sistem transmisi tenaga

listrik. Brookaven National Laboratory telah menguji saluran transmisi

sepanjang115,5 meter dengan tegangan 138 kV sejak tahun 1982. bahkan untuk

transmisi listrik, pemerintah Amerika Serikat dan Jepang berencana

memanfaatkan kabel superkonduktor berpendingin netrogen cair sebagai

pengganti kabel bawah tanah yang terbuat dari tembaga. Penggantian ini dapat

menaikkan efisiensi sebesar 7.000 persen dari segi tempat, karena 18.000 pon

kabel tembaga dapat digantikan oleh 250 pon kabel superkonduktor. Arus yang

ditransmisikan dengan kabel superkonduktor jauh lebih besar

4.3.2 Penyimpan Energi Listrik

Banyak cara yang dilakukan untuk menyimpan energi listrik. Salah satunya adalah

dengan cara elektrokimia yang menggunakan bantuan baterai. Teknik ini

memungkinkan penyimpanan energi listrik secara efisien antara 50 hingga 90

persen.



22

Cara lain yang juga bisa dilakukan adalah memaksimalkan penggunaan

superkonduktor. Superkonduktor bisa digunakan sebagai alat penyimpan energi

listrik atau sering disebut dengan nama Superconducting Magnetic Energy

Storage (SMES). Efisiensi penyimpanan denga teknolgi ini mencapai 95 persen.

Meski penyimpanan dengan sistem SMES untuk kondisi saat ini masih dinilai

mahal, namun dengan penemuan superkonduktr suhu tinggi diharapakan

persoalan biaya tersebut dapat diturunkan.

SMES biasanya dipakai antara lain untuk stabilisasi frekuensi dan tegangan serta

unutk peredaman osilasi dalam sistem penyediaan tenaga listrik. Dengan demikian

apabila dalam sistem pembangkit energi terdapat kelebihan daya, maka kelebihan

daya tersebut dapat disimpan dengan teknik SMES ini.

Banyak sudah negara-negara maju yang menggunakan teknik penstabilan listrik

ini dengan menggunakan bantuan superkonduktor. American Superconductor

Corporation, sebuh perusahaan ketenagalistrikan di AS, telah diminta untuk

memasang satu sistem penstabil listrik yang diberi nama Distributed

Superconducting Magnetic Energy Storage System (D-SMES). Satu unit D-SMES

dapat menyimpan energi listrik sebesar 3 juta Watt yang dapat digunakan unutk

menstabilkan listrik apabila terjadi gangguan. Juga di Jepang yang memulai suatu

percobaan untuk membuat SMES dengan ukuran 100 kWh.

4.3.3 Elektromagnet

Karena konduktor tidak mempunyai kerugian yang disebabkan resistansi, maka

dimungkinkan membuat selenoide dengan super konduktor tanpa kerugian yang

menimbulkan panas. Selenoide dengan arus yang sangat kecil pada medan magnet

nol untuk kawat yang digunakan memungkinkan membangkitkan sebuah medan

magnet tipis dari lilitan. Karena dengan bahan super konduktor memungkinkan

membuat elektromagnet yang kuat dengan ukuran yang kecil. Aplikasi dari

elektromagnet dengan super konduktor antara lain : komponen Magneto Hidro

Dinamik.



23

4.3.4 Elemen Penghubung

Karena super konduktor mempunyai Hc dan Tc, maka dalam pemakaian super

konduktor sebagai elemen penghubung dapat menggunakan pengaruh salah satu

besaran di atas. Artinya suatu gawai penghubung yang menggunakan super

konduktor akan dapat berubah sifatnya dari super konduktor menjadi konduktor

biasa karena pengubahan suhu atau medan magnet di atas nilai kritisnya. Pemutus

arus yang bekerja dipengaruhi oleh magnetik dielektrik Cryotron, misalnya

digunakan pada pemutus komputer.

4.3.5 Bidang Transportasi

Penggunaan superkonduktor dibidang transportasi memanfaatkan efek Meissner,

yaitu pengangkatan magnet oleh superkonduktor. Hal ini diterapkan pada kereta

api supercepat di Jepang yang diberi nama The Yamanashi MLX01 MagLev train.

Kereta api ini melayang diatas magnet superkonduktor. Dengan melayang, maka

gesekan antara roda dengan rel dapat dihilangkan dan akibatnya kereta dapat

berjalan dengan sangat cepat, 343 mph atau sekitar 550 km/jam.

Kereta terbang? Kereta api yang begitu berat dan panjang bisa terbang? Apa

mungkin?

Kenapa tidak? Pesawat saja bisa terbang, bahkan mobil-mobil terbang pun kini

sedang dikembangkan teknologinya. Sekarang giliran alat transportasi lain yang

ikut-ikutan bosan menyentuh daratan sebagai landasannya. Tetapi kereta api yang



24

bisa terbang ini memiliki konsep dan teknologi yang sangat jauh berbeda dengan

pesawat terbang dan mobil terbang. Ini karena pesawat terbang menjelajahi

angkasa pada ketinggian yang sangat besar dan melibatkan konsep-konsep

aerodinamika. Kereta api terbang yang dikenal sebagai Magnetically Levitated

Train (Maglev Train) ini hanya akan melayang setinggi beberapa sentimeter di

atas rel kereta. Hanya beberapa sentimeter, tetapi kereta itu benarbenar terbang

karena sama sekali tidak bersentuhan dengan rel kereta. Kereta ini juga tidak akan

memiliki sayap seperti pesawat terbang (dalam aerodinamika, sayap merupakan

bagian paling penting untuk terbang). Dan selain bisa terbang, kereta ini juga bisa

meluncur dengan kecepatan sangat tinggi.

Sesuai dari namanya: Magnetically Levitated Train. Ini berarti kereta bisa

terangkat karena adanya gaya-gaya magnet. Kita tahu bahwa magnet itu memiliki

dua kutub, Utara (U) dan Selatan (S). Kita juga tahu bahwa kutub Utara dan kutub

Selatan selalu tarik-menarik, sedangkan kutub-kutub sejenis (Utara dengan Utara

atau Selatan dengan Selatan) selalu tolak-menolak. Prinsip dasar yang sederhana

inilah yang diaplikasikan untuk menjalankan dan ‘menerbangkan’ Maglev Train.

Kereta api ini memiliki rel (lintasan) kereta yang berbeda dengan rel kereta yang

sudah kita kenal selama ini. Pada kedua sisi lintasan Rel kereta terbang ini

terdapat dinding-dinding yang dilengkapi dengan kumparan-kumparan kawat.

Oleh prinsip induksi elektromagnet, kumparan-kumparan kawat ini dapat menjadi

magnet. Kereta bisa bergerak maju karena adanya interaksi antara magnet-magnet

pada dinding-dinding itu dengan magnet-magnet pada kereta (Gambar 2).



25

Pada Gambar 2-A kita bisa melihat jajaran magnet di sepanjang dinding dan di

sepanjang kereta (huruf-huruf U menunjukkan kutub Utara, dan S menunjukkan

kutub Selatan). Jajaran magnet di sepanjang dinding ini dihasilkan oleh arus listrik

bolak-balik dari stasiun-stasiun terdekat. Kutub Utara (U) di gerbong kereta paling

depan ditarik oleh kutub Selatan dan ditolak oleh kutub Utara dinding lintasan.

Hal yang sama terjadi pada sisi kereta yang lain. Pada gambar, panah berwarna

hijau menunjukkan gaya tarik antara kutub Utara dan Selatan yang menarik maju

kereta. Panah kecil berwarna biru menunjukkan gaya tolak antar kutub sejenis

(Utara dengan Utara, Selatan dengan Selatan). Gaya tarik dan gaya tolak yang

bekerja bersamaan ini membuat kereta bergerak maju dengan mulus. Tetapi ini

baru prinsip yang digunakan untuk bergerak maju. Apa prinsip yang digunakan

untuk mengangkat kereta sehingga bisa ‘terbang’?

Prinsipnya tetap sama! Gaya tarik dan gaya tolak kutub-kutub magnet! Pada

Gambar 1-B kita melihat adanya magnet pada dinding lintasan. Magnet ini

dihasilkan oleh induksi elektromagnet akibat gerakan kereta. Ketika posisi kereta

beberapa sentimeter dibawah pusat magnet dinding ini, maka kutub Selatan

dinding akan menarik kereta ke atas dan kutub Utaranya akan mendorong kereta

juga ke atas. Gaya tarik dan gaya dorong ini membuat kereta melayang , tidak

menyentuh rel sama sekali.

Dinding yang memagari lintasan kereta ini tidak hanya berfungsi untuk menarik

dan mendorong kereta supaya bergerak maju dan mengangkat kereta sehingga

bisa melayang. Ada satu fungsi lainnya yang tidak kalah pentingnya, yaitu sebagai

pengendali arah laju kereta (guidance). Maksudnya adalah supaya kereta tidak

pernah keluar jalur dan tetap berada di tengah-tengah lintasan setiap saat. Prinsip

magnet kembali digunakan sebagai pengendali. Ketika kereta oleng ke kiri,

gerakan kereta ini mengakibatkan kumparan kawat dinding kiri dan kanan

menjadi magnet. Magnet pada dinding kiri dan dinding kanan diusahakan

memiliki kutub yang sama, misalnya kutub Utara. Misalnya gerbong kereta yang

berhadapan dengan dinding di sisi kiri memiliki kutub Utara juga, dan gerbong

kereta yang berhadapan dengan dinding di sisi kanan memiliki kutub Selatan.



26

Pada sisi kiri akan terjadi tolak-menolak antara kutub Utara dari dinding dan

kutub Utara gerbong kereta. Pada sisi kanan terjadi tarik-menarik antara kutub

Utara dinding dan kutub Selatan kereta. Gaya-gaya ini akan mengembalikan

kereta pada posisi sebelum oleng. Demikian juga jika kereta oleng ke kanan,

kereta akan dikembalikan ke posisi semula oleh gaya magnet ini. Jadi gaya

magnet ini akan mempertahankan kereta supaya tetap berada di lintasannya (stabil

di tengah-tengah lintasan), tidak akan keluar jalur.

Kereta api Maglev yang super cepat ini juga memiliki kelebihan lain yang sudah

pasti tidak dimiliki oleh kereta api lainnya. Satu hal yang selalu menjadi ciri khas

kereta api adalah suaranya. Kereta api selalu menghasilkan suara ribut dan bising

yang mengganggu telinga. Kereta Maglev justru hampir tidak bersuara sama

sekali! Ini karena kereta tidak bersentuhan (tidak mengalami gesekan) dengan

permukaan apa pun sehingga tidak ada suara yang tercipta akibat gesekan.

Teknologi kereta terbang ini semakin maju dengan aplikasi konsep

superkonduktor. Bahan superkonduktor ini dapat menolak medan magnet. Ini

berarti magnet yang diletakkan di atas bahan superkonduktor akan melayang

(terbang) karena tidak bisa mendekati bahan superkonduktor itu (mengalami gaya

tolak).

Dari penemuan-penemuan yang telah dicapai, begitu banyak manfaat yang dapat

diraih dari penggunaan superkonduktor. Dari beberapa uji coba hingga saat ini,

menimbulkan banyak harapan, bahwa kelak di kemudian hari, superkonduktor

suhu tinggi akan mewarnai peralatan-peralatan maupun prduk-produk kelistrikan

mutakhir yang memberikan berbagai keuntungan. Yang pasti, dengan kehadiran

alat-alat listrik superkonduktor sangat mengefisienkan konsumsi energi listrik

yang demikian tinggi. Penghematan yang sangat luar biasa dalam pemakaian

energi listrik ini jelas mengurangi biaya yang harus dikeluarkan.

Sungguh merupakan sebuah tantangan besar bagi para ahli dari berbagai bidang

untuk memahami lebih jauh fenomena superkonduktor jenis baru ini. Tampaknya



27

bahan ini akan semakin merajai teknologi pada masa yang akan datang, yaitu abad

XXI.



28

BAB V

SIMPULAN DAN SARAN

5.1 Simpulan

Dari uraian yang telah dibahas di atas, dapat disimpulkan sebagai berikut :

1. Bahan superkonduktor adalah suatu material yang dapat menghantarkan

arus listrik tanpa hambatan di bawah suatu nilai suhu tertentu.

2. Suhu kritis suatu bahan superkonduktor adalah suhu dimana terjadi

perubahan sifat konduktifitas dari konduktor biasa menjadi

superkonduktor.

3. Superkonduktor dapat hilang sifat konduktifitasnya, apabila suhunya

diatas suhu kritisnya dan medannya diatas medan magnetnya.

4. suhu kritis tertinggi suatu bahan superkonduktor yang pernah ditemukan

adalah 18,1 ° K, untuk senyawa Nb3Sn.

5. Beberapa hasil penelitian yang pernah tercatat diantaranya

a) Logam – logam menovalen adalah bukan superkonduktor.

b) Logam – logam ferromagnetik dan anti ferromagnetik adalah

bukan superkonduktor.

c) Konduktor yang baik pada suhu kamar adalah bukan

superkonduktor dan logam superkonduktor sebagai logam normal

adalah bukan konduktor yang baik pada suhu kamar.

d) Film tipis dari Be, Bi dan Fe adalah menunjukkan sebagai

superkonduktor.

e) Bismut, Pb dan Te menjadi superkonduktor jika mendapat tekanan

yang tinggi

6. Dari beberapa penelitian yang dilakukan oleh para ahli kimia maupun

fisikawan, jenis superkonduktor dibagi menjadi dua yaitu :

a) Superkonduktor jenis I. Super konduktor jenis I termasuk, Pb, Ag

dan Sn. Superkonduktor jenis ini dapat menyalurkan arus sampai

kedalaman 104mm pada medan magnet hingga setinggi-tingginya

adalah kuat medan magnet Nb dan paduan Pb. Pada saat konduktor



29

ini menghantarkan arus, tetap akan menimbulkan medan magnet

dan tanpa menimbulkan kerugian daya, karena medan listriknya di

semua tempat.

b) Superkonduktor jenis II. Superkonduktor jenis II, jika medan

magnetnya mencapai suhu kritis dan suhu kritisnya relatif, maka

keadaan superkonduktor tidak langsung menjadi konduktor normal,

tetapi menjadi bahan yang merupakan peralihan atau kondisi dari

superkonduktor menjadi konduktor normal. Pada saat

superkonduktor jenis II menghantarkan arus, akan menimbulkan

kerugian yang sangat kecil nilainya dan dapat diabaikan.

5.2 Saran

Karena sampai saat ini bahan Superkonduktor masih sebatas penelitian, dan hanya

beberapa perusahaan besar dunia saja yang melakukan penelitian, banyak

masyarakat yang belum memahami ataupun bahkan tidak tahu apa itu

superkonduktor. Mungkin sebagai generasi muda dan para praktisi teknik elektro

dapat melakukan penelitian dan pengembangan tentang bahan-bahan listrik,

khusunya sebagai bahan utama konduktor. Agar dikemudian hari kita bisa

menciptakan bahan listrik yang mempunyai sifat superkonduktor asli ciptaan anak

negeri.



30

BAB VI

PENUTUP

Demikianlah akhir dari paper yang saya susun, sebagai tugas akhir dari mata

kuliah bahan listrik. Saya mengambil tema tentang bahasan Superkonduktor.

Karena bahan superkonduktor mempunyai prospek cerah sebagai pengganti

penghantar transmisi maupun distribusi jaringan tenaga listrik. Dengan

menggunakan bahan superkonduktor, diharapkan tidak terjadi penurunan ataupun

kerugian energi selama transmisi dari sisi sumber menuju sisi beban.

Superkonduktor merupakan saru-satunya solusi yang tepat untuk menghindari

rugi tegangan pada media transmisi. Pada abad 21 ini, superkonduktor akan

menjadi sangat populer diberbagai bidang.

Mungkin dari cara penyusunan paper yang saya lakukan ini masih belum

mencapai kesempurnaan. Kalau ada data-data ataupun penyajian data yang masih

belum relevan dengan yang terjadi di lapangan, mohon kritik membangun untuk

menjadikan kesempurnaan dari paper yang saya buat ini. Terima kasih.



31

DAFTAR PUSTAKA

[1] Pikatan, Sugata. Mengenal Super Konduktor. Majalah Kristal. Juli 1989.

[2] Drs. Muhaimin. Bahan-bahan Listrik untuk Politeknik. Pradnya Paramita,

Januari 1993.

[3] Bonggas L. Tobing. Dasar Teknik Pengujian Tegangan Tinggi. Gramedia

Pustaka Utama. Jakarta 2003.

[4] Bonggas L. Tobing. Peralatan Tegangan Tinggi. Gramedia Pustaka Utama.

Jakarta 2003.

[5] Depdiknas. Modul Pembelajaran : Ilmu Bahan Listrik. Depdiknas 2003.

[6] Akhadi, Mukhlis. Memanfaatkan Superkonduktor. Majalah Indonesia Power.

2004.

[7] Internet. http\\www.google.id\ilmu_elektronika. Mei 2009

96362171 Bahan Listrik Super Konduktor

Documents