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
