sifat kayu terhadap listrik.

I.             PENDAHULUAN

1.1.       Latar Belakang

Sifat listrik yang paling penting pada kayu adalah resistivitas, sifat dielektrik konstanta dielektrik dan faktor tenaga. Resistivitas pada sebuah material yang menentukan aliran listrik bahwa akan mengalir ketika material ditempatkan di bawah memberikan gradien listrik. Dielektrik konstan pada sebuah material non konduktif menentukan sejumlah energi listrik potensial, dibentuk pada polarisasi yang diinduksi, disimpan untuk memberikan volume pada material ketika material itu ditempatkan pada ladang listrik. Faktor tenaga pada sebuah material bukan konduktor menentukan fraksi menyimpan energi yang diusir sebagai panas ketika material kayu mengalami polarisasi siklus depolarisasi lengkap.

Sebagai contoh pada industri pengelolaan kayu dan penerapan sifat listrik pada kayu adalah penting termasuk persilangan pada pola untuk batas tegangan tinggi, perlatan kerja dan arus panas yang merekat pada produk kayu dengan luas frekuensi kayu yang tinggi. Moisture meter pada perkakas kayu berhubungan antara sifat listrik dan kadar air untuk mempertimbangkan kadar airnya.

1.2.       Rumusan Masalah

Beberapa pembahasan masalah yang bisa dirumuskan dalam sebuah bahasan singkat ini adalah mengenai resistivitas, sifat dielektrik, konstanta dielektrik, dan faktor tenaga kayu terhadap listrik.

1.3.       Tujuan dan Manfaat

Pembahasan tentang masalah tersebut bertujuan untuk mengetahui secara singkat tentang resistivitas, sifat dielektrik, konstanta dielektrik, dan faktor tenaga kayu terhadap listrik.

.

II.          PEMBAHASAN

2.1.       Sifat Kayu Terhadap Arus Searah (Tahapan Listrik = TL)

Tahanan listrik (resistivitas) adalah sifat kayu terhadap arus searah yang merupakan sifat sebuah bahan untuk menahan jalannya arus arah listrik. Sifat ini diukur dengan satuan (ohm), yaitu satuan tahanan listrik spesifik atau resistivitas yang dinyatakan dalam satuan ohm-meter atau ohm-centimeter. Sifat ini bersifat atau khas untuk setiap bahan. Resistivitas (TL jenis) merupakan konduktor yang jelek. Kebalikan TL jenis disebut konduktivitas jenis (1/Ω cm), merupakan karakteristik bahan-bahan dasar bagaimana arus listrik dengan baik mengalir melewatinya. Konduktor listrik yang baik mempunyai konduktivitas jenis tinggi dan ketahanan jenis rendah. TL jenis kayu dipengaruhi oleh faktor kadar air, jenis kayu, struktur dan kerapatan.

2.1.1.      Kadar Air

Kadar air merupakan faktor utama dan terbesar yang berpengaruh terhadap resistivitas (TL), dibandingkan dengan faktor lain. Bagaimana pun dengan bertambahnya air, maka tahanan listrik (TL) sangat berkurang dan pada pada konteks ini kayu menjadi paling jenuh menyerupai air. Konduktivitas dengan perubahan-perubahan kadar air, nilainya adalah besar dalam daerah antara 0%-titik jenuh serat dan di atas titik tersebut perubahan relatif sangat kecil. Dengan demikian diketahui bahwa antara kadar air 0% sampai keadaan titik jenuh serat, TL berkurang 1.000.000 kali dan antara keaadaan titik jenuh serat samapai ke kadar air maksimum, pengurangannya hanya 50 kali. Dia atas titik jenuh serat keaadaan ini tidak banyak berubah.

Kayu kering tanur diidentikkan sebagai bahan insulasi atau penyekat paling baik. TL jenis kayu kering tanur hampir sama denagn porselen (3x10¹⁴) dan parafin (1x10¹⁶). Sebaliknya ketahanannya rendah sebagai bahan konduktor yang baik, tembaga 1,72x10^-6, besi 10x10^-6, air (destilasi) 5x10^-5. Moisture meter hanya baik untuk pengukuran tahanan listrik di bagian permukaan kayu dengan kadar air antara 7%-25%.

2.1.2.      Suhu

Faktor kedua yang penting pengaruhnya atas resistivitas arus searah adalah temperatur atau suhu. Jika suhu naik, maka resistivitas turun dengan suatu cara yang belum sepenuhnya diketahui. Kayu dengan suhu lebih tinggi mempunyai tahapan listrik lebih besar, tahap terhadap arus searah dari pada kayu ringan.

2.1.3.      Jenis Kayu

Pengaruh jenis kayu sedikit lebih penting, karena terdapat perbedaan-perbedaan yang kecil terutama karena substansi bahan kimia (ion-ion logam) dalam dinding sel atau dalam abu dan kandungan ekstraktif dan mineral dalam kayu, sehingga masih mempengaruhi resistivitas.

2.1.4.      Struktur Kayu

Pengaruh struktur kayu cukup efektif, dimana TL sedikit banyak bervariasi menurut arah axial dan tranversal. TL arah tranversal antara 2-8 kali lebih besar (2,3 – 4,5 dalam kayu daun jarum dan 7,5 – 8 kali dalam kayu daun lebar). Antara arah radial dan tangensial tidak ada perbedaan atau kecil (ketahanan radial bisa sedikit lebih kecil).

2.1.5.      Kerapatan

Pengaruh kerapatan tidak jelas, kerapatan kayu pada tingkat kadar air yang sama, merupakan suatu analogi bila kerapatan 2 kali lipat, TL setengahnya (konduktivitas 2 kalinya).

III.      PEMBAHASAN

3.1.       Sifat Kayu Terhadap Arus Searah (Tahapan Listrik = TL)

Tahanan listrik (resistivitas) adalah sifat kayu terhadap arus searah yang merupakan sifat sebuah bahan untuk menahan jalannya arus arah listrik. Sifat ini diukur dengan satuan (ohm), yaitu satuan tahanan listrik spesifik atau resistivitas yang dinyatakan dalam satuan ohm-meter atau ohm-centimeter. Sifat ini bersifat atau khas untuk setiap bahan. Resistivitas (TL jenis) merupakan konduktor yang jelek. Kebalikan TL jenis disebut konduktivitas jenis (1/Ω cm), merupakan karakteristik bahan-bahan dasar bagaimana arus listrik dengan baik mengalir melewatinya. Konduktor listrik yang baik mempunyai konduktivitas jenis tinggi dan ketahanan jenis rendah. TL jenis kayu dipengaruhi oleh faktor kadar air, jenis kayu, struktur dan kerapatan.

3.1.1.      Kadar Air

Kadar air merupakan faktor utama dan terbesar yang berpengaruh terhadap resistivitas (TL), dibandingkan dengan faktor lain. Bagaimana pun dengan bertambahnya air, maka tahanan listrik (TL) sangat berkurang dan pada pada konteks ini kayu menjadi paling jenuh menyerupai air. Konduktivitas dengan perubahan-perubahan kadar air, nilainya adalah besar dalam daerah antara 0%-titik jenuh serat dan di atas titik tersebut perubahan relatif sangat kecil. Dengan demikian diketahui bahwa antara kadar air 0% sampai keadaan titik jenuh serat, TL berkurang 1.000.000 kali dan antara keaadaan titik jenuh serat samapai ke kadar air maksimum, pengurangannya hanya 50 kali. Dia atas titik jenuh serat keaadaan ini tidak banyak berubah.

Kayu kering tanur diidentikkan sebagai bahan insulasi atau penyekat paling baik. TL jenis kayu kering tanur hampir sama denagn porselen (3x10¹⁴) dan parafin (1x10¹⁶). Sebaliknya ketahanannya rendah sebagai bahan konduktor yang baik, tembaga 1,72x10^-6, besi 10x10^-6, air (destilasi) 5x10^-5. Moisture meter hanya baik untuk pengukuran tahanan listrik di bagian permukaan kayu dengan kadar air antara 7%-25%.

3.1.2.      Suhu

Faktor kedua yang penting pengaruhnya atas resistivitas arus searah adalah temperatur atau suhu. Jika suhu naik, maka resistivitas turun dengan suatu cara yang belum sepenuhnya diketahui. Kayu dengan suhu lebih tinggi mempunyai tahapan listrik lebih besar, tahap terhadap arus searah dari pada kayu ringan.

3.1.3.      Jenis Kayu

Pengaruh jenis kayu sedikit lebih penting, karena terdapat perbedaan-perbedaan yang kecil terutama karena substansi bahan kimia (ion-ion logam) dalam dinding sel atau dalam abu dan kandungan ekstraktif dan mineral dalam kayu, sehingga masih mempengaruhi resistivitas.

3.1.4.      Struktur Kayu

Pengaruh struktur kayu cukup efektif, dimana TL sedikit banyak bervariasi menurut arah axial dan tranversal. TL arah tranversal antara 2-8 kali lebih besar (2,3 – 4,5 dalam kayu daun jarum dan 7,5 – 8 kali dalam kayu daun lebar). Antara arah radial dan tangensial tidak ada perbedaan atau kecil (ketahanan radial bisa sedikit lebih kecil).

3.1.5.      Kerapatan

Pengaruh kerapatan tidak jelas, kerapatan kayu pada tingkat kadar air yang sama, merupakan suatu analogi bila kerapatan 2 kali lipat, TL setengahnya (konduktivitas 2 kalinya).

3.2.      Konstanta Dielektrik (KD)

Konstanta dielektrik (Dielectrik Constant) disebut juga permeabilitas elektrik, merupakan ukuran nilai insulasi atau penyekat sebuah material dengan tetap memperhatikan jalan lintasan arus frekwensi tinggi. Sifat-sifat dielektrik dari sebuah material dinyatakan dalam konstanta dielektrik dan memiliki energi atau tenaga.

Perekatan dengan resin sintesis atau etah dapat dilakukan karena bila arah arus listrik (bolak balik) diubah dengan cepat (frekwensi tinggi), material dielektrik menjadi panas karena pergerakan atau friksi elektron-elektron dalam molekul benda yang bersangkutan.

Konstanta dielektrik ruang hampa udara (vakum) = 1. Cairan atau zat padat lain mempunyai nilai konstanta elektrik lebih besar, contohnya KD air adalah 81, dan kayu kering bervariasi antara 2-3 dan nilainya akan meningkat dengan bertambahnya kerapatan, kadar air dan temperatur. Sebaliknya konstanta dielektrik menurun dengan bertambahnya frekwensi arus bolak balik. Konstanta dielektrik pada kayu kering ±1,5 kali lebih tinggi dalam arah aksial dibandinkan dengan arah transversal.

Pada kerapatan 0,4- 0,6 g/cm³, konstanta dielektrik kayu kering tanur ± 1,8 – 2,2. Pada kadar air 10% nilai konstanta dielektrik bervariasi dari 2,7 – 3,5 dan pada kadar air 20% bervariasi dari 4,0 – 5,4 serta pada kayu basah nilai konstanta dielektrik mencapai 81 (sama dengan air). Beberapa moisture meter dielektrik umumnya berdasarkan atas hubungan konstanta dielektrik dan kadar air. Namun kelemahan alat tersebut adalah pembacaan skala dipengaruhi kerapatan kayu.

3.3.      Faktor Tenaga

Faktor tenaga listrik (Dielektrik Power Factor) merupakan sebuah ukuran kecepatan energi elektrik yang diserap oleh sebuah benda ukuran kecepatan energi elektrik yang diserap oleh sebuah benda. Energi dalam hal ini dinyatakan dalam bentuk panas, dengan nilai antara 0-1. Nilai ini meningkat seiring dengan meningkatnya kadar air kayu, kerapatan kayu dan frekwensi arus lisrtik. Faktor tenaga tersebut lebih besar terjadi pada arah sejajar serat kayu.

Moisture meter elektrik merupakan suatu tipe yang berdasarkan atas hubungan antara faktor tenaga (factor power) dan kadar air. Kayu memperlihatkan efek piezoelektrik. Piezoelektrik dipengaruhi oleh adanya penyimpanan serat (sekitar mata kayu), berat jenis (kadar kristalit)

IV.      PENUTUP

4.1.       Kesimpulan

Dari pembahasan secara singkat yang telah dipaparkan, dapat diketahuai bahwa faktor-faktor yang mempengaruhi sifat listrik pada kayu adalah resistivitas, sifat dielektrik, konstanta dielektrik dan faktor tenaga. Pada resistivitas kayu terdapat beberapa faktor yang mempengaruhinya yaitu kadar air, jenis kayu, struktur dan kerapatan. Di dalam kayu, konstanta dielektrik sangat bervariasi menurut kadar air, berat jenis dan frekwensi arus bolak-balik

4.2.       Saran

Dengan adanya pembahasan mengenai sifat fisik kayu terhadap listrik, diharapkan kepada mahasiswa agar dapat minimalnya mengetahui secara singkat kemudian untuk lebih maksimal dalam memahaminya diharapkan kepada mahasiswa lainnya untuk mencari bahan-bahan bacaan lain yang berkenaan dengan hal ini, Sehingga diharapkan dapat menambah pengetahuan mengenai sifat fisik kayu terhadap listrik.

DAFTAR PUSTAKA

Julius. 2010. Sifat Listrik Pada Kayu. http://juliusthh07.blogspot.com/2010/02/ sifat-listrik-pada-kayu.html#ixzz2CxqLG9cF. Diunduh pada tanggal 22 November 2012

Usman, Fadillah. 2006. Mengenal Sifat Fisika Kayu. Fakultas Kehutanan Universitas Tanjungpura. Pontianak