BAB

BAB. 1

KABEL DAN KAWAT1.1. Tujuan Intruksional Umum

Setelah mempelajari bahasan ini diharapkan mahasiswa dapat memahami penggunaan kawat & kabel, dan pemilihan jenis kawat atau kabel yang akan digunakan dalam rancangan sistem elektronika.

1.2. Pendahuluan.

kabel dan Kawat adalah bahan konduktor sebagai media untuk mengalirkan arus listrik atau sinyal listrik dari sumber tegangan ke beban. Perbedaan antara kawat dan kabel ialah kawat berbentuk pejal (solid) baik yang berisolasi maupun tidak, sedangkan kabel berbentuk serabut terdiri dari beberapa kawat yang pilin menjadi satu, dapat dilihat pada gambar 1.1. Bahan dasar pembuatan kabel dan kawat umumnya tembaga, karena mempunyai resistansi jenis yang kecil, sehingga kerugian tegangan jatuhnya kecil.

. (a) (b)Gambar 1.1. a) .Kawat tembaga pejal yang diisolasi.

b) .Kabel tembaga serabut yang diisolasi.

1.3. Sifat Umum Kawat dan Kabel

Sifat yang umum dimiliki kawat dan kabel mempunyai resistansi dan

kemampuan maksimum mengalirkan arus secara kontinyu.

1.4. Resistansi ()

Resistansi penghantar listrik berpengaruh pada besarnya daya yang diserap jika dialiri arus listrik. Besarnya resistansi ini bergantung pada panjang kawat, diameter dan resistivitas bahan yang digunakan. Hubungan matematiknya diperlihatkan pada persamaan (1-1).

Untuk tembaga, besarnya resistivitas yang dimiliki adalah 0,0175 .mm2.m-1

Contoh:

Kabel terbuat dari tembaga pejal memiliki diameter 2,0 mm dengan panjang 50 m. Hitung resistansi kabel tersebut ?Jawab:

= 0,0175 .mm2.m-1l = 50 m

A = r2 = 3,14 x (1)2 = 3,14 mm2

Tabel 1.1 Resistansi jenis dari berbagai logam.

BahanResistansi JenisKoefisien

Temperatur

Perak

Tembaga

Alumunium

Besi

Seng

Konstantan

Manganin

Timah hitam

Merkuri

Platinod0,0165

0,0175

0,032

0,12

0,06

0,5

0,42

0,204

0,954

0,10 0,110,0002

0,004

0,004

0,005

0,004

0,8.10-15

0,000020,004

0,0009

0,0038

1.5. Kapasitas arus maksimum

Penghantar arus listrik (kabel) dengan diameter tertentu memiliki keterbatasan dalam mengalirkan arus listrik secara kontinyu. Besarnya arus maksimum yang dapat dialiri bergantung pada diameter yang dimiliki seperti diperlihatkan pada tabel 1-2.

Tabel 1-2

American Wire Gauge (AWG) Standard

Diamter at 200CArea 200CWeight at 200C

Copper wire

Size AWGmilsmmMils2c milsmm2Lb/1000ftLb/mileKg/km

1289.37.34885.73083.69042.41253.31.338337.0

2257.66.54352.12066.36033.62200.91.061298.9

6162.04.11520.61026.24013.3079.44419.4118.2

10101.92.5888.15510.3805.26131.43166.046.77

1.6. Menggunakan Tabel AWGSeandainya panjang kawat tertentu sudah diketahui, maka menghitung resistansi kawat tersebut dengan panjang berapapun dengan jalan menghitungnya lewat perbandingan misalnya, panjang kawat 30 cm dari kawat tembaga tertentu mempunyai resistansi sebesar 0,2 Ohm, maka kawat yang panjangnya 30 m dengan bahan dan diameter yang sama akan mempunyai resistansi sebesar 20 Ohm. Dan juga mudah bila kita menghitung resistansi suatu kawat dari bahan yang sama, tetapi ukuran AWG nya berbeda-beda (AWG singkatan dari American Wire Gauge), bila diketahui resistansi suatu kawat telepon sebagai contoh, seandainya dua kawat besi mempunyai panjang yang sama, tetapi yang satunya mempunyai diameter dua kali lebih besar dari kawat yang lain, maka kawat yang satu lagi akan mempunyai resistansi satu perempat dari yang lebih kecil. Seandainya kawat yang lebih besar diameternya diukur 6 Ohm maka kawat yang lebih kecil akan mempunyai resistansi 4 kali lebih besar atau 6 x 4 = 24 Ohm.

Perlu dicatat bahwa besarnya resistansi berbanding terbalik dengan luas penampang. Jadi seandainva satu buah kawat mempunyai diameter dua kali lebih besar dari kawat yang lainnya, maka kawat tersebut mempunyai luas 4 kali lebih besar. Pada tabel 1.1. bisa temukan resistansi jenis dari berbagai penghantar arus listrik.1.7. Jenis Jenis Kawat Hampir seluruh kawat penghantar yang digunakan dalam peralatan elektronik adalah kawat tembaga, sekalipun digunakan juga aluminium dan perak. Kawat tersebut bisa dalam bentuk pejal atau serabut untuk menambah ketidak kakuan, seperti yang ditunjukkan pada gambar 1.3

Gambar 1.2. Kabel twist pair yang dilapisi timah.

Sering ditemui kawat tembaga yang dilapisi oleh timah untuk mempercepat penyambungan yang baik saat menyolder sambungan.

Kawat serabut sangat lentur dan jarang sekali cepat putus. Ukuran untuk kawat serabut sama dengan jumlah masing-masing kawat yang ada dalam kawat tersebut. Sebagai contoh dua buah kawat dalam bentuk serabut yang bernomor 30 sama dengan kawat pejal yang bernomor 27.

Kawat yang dilapisi dengan lapisan plastik atau enamel yang tipis juga tersedia dipasaran. Kawat semacam ini kelihatannya seperti kawat tetanjang (tanpa isolasi). Pelapisnya harus dikupas bersih supaya hasil sambungannya baik, Biasanya kawat yang sangat tipis (AWG 30 dan yang Lebih besar) diberi lapisan enamel ini, Lapisan enamel ini memberikan suatu isolasi yang bagus sekali terutama untuk penghantar-penghantar yang harus dililit dalam bentuk coil.

Atau bilamana membuat suatu kumparan yang memerlukan banyak lilitannya, sehingga mungkin perlu berlapis lapis. Seandainya lapisan enamel ini tidak ada maka akan timbul hubungan singkat.

Kawat-kawat yang diisolasi gunanya adalah untuk mencegah terjadinya hubungan singkat bila kawat kawat tersebut saling bersentuhan atau mungkin dengan suatu permukaan logam yang lain.

Gambar 1.3. Kawat enamel (email)Kawat yang diisolasi biasanya diberi rating berdasar kan pada kemampuan arus yang mengalir dan batas Break down voltage dari isolasi kawat tersebut.

Jenis dart isolasi yang digunakan pada suatu penghantar juga bergantung pada tegangan dan frequensi yang menjalar melalui penghantar, Beberapa bahan isolasi hanya bagus untuk tegangan DC dan yang berfrekuensi rendah, Pada frekuensi radio beberapa bahan isolasi bisa merupakan suatu isolator yang sangat buruk Salah satu jenis isolasi yang baik pada frekuensi radio yaitu kabel transmisi twin lead (dua kawat) yang digunakan untuk menyalurkan sinyal radio FM atau sinyal Televisi dari antene kita ke pesawat penerima TV

Isolator ini menggunakan isolasi Polythylene Gambar 1.5.

Gambar 1.4. Twin - Lead, transmission Line.

1.8. Pengawatan TercetakHampir seluruh rangkaian-rangkaian elektronik menggunakan papan rangkaian tercetak (PRT), di diatasnya untuk meletakan komponen-komponen elektronika seperti transistor, resistor, capasitor, coil, dan dioda dll.

Gambar 1.5. Papan Rangkaian Tercetak (PRT)

Gambar 1.5. menunjukkan suatu Papan Rangkaian tercetak (PRT).

Pada bagian bawahnya terdapat jalur-jalur penghubung yang terbuat dari tembaga yang dicetak, biasanya dilapisi timah. Tembaga yang tercetak ini adalah sebagai pengganti kawat. Dengan suatu cahaya yang terang benderang pada satu bagian PRT ini kita bisa melihat jalur-jalur pengawatan tembaga tercetak, guna mentrace atau menelusuri sambungan-sambungan, terutama pada saat Trouble Shooting.

Jalur-jalur tembaga penyambung biasanya bentuknya pipih,atau segi empat,bukan bulat seperti kawat biasa. Oleh karena itu, ketebalan dan lebar dari jalur tembaga ini menentukan kemampuannya dalam mengantar arus listrik.1.9. Kabel jaringan komputerKabel untuk jaringan computer untuk melewatkan informasi yang bergerak dari satu device network ke device yang lain. Ada beberapa type kabel yang umumnya digunakan. Dalam beberapa kasus, sebuah jaringan komputer hanya akan menggunakan satu tipe kabel, tidak tertutup jaringan komputer yang lain menggunakan macam-macam tipe kabel. Tipe kabel dipilih untuk sebuah jaringan computer dihubungkan terhadap topology jaringan, protocol, dan ukuran. Memahami karakteristik tipe-tipe yang berbeda pada kabel dan bagaimana kabel-kebel ini dihubungkan ke sebuah jaringan adalah perlu untuk pengembangan keberhasilan jaringan.Berikut adalah tipe-tipe kabel jaringan komputer : Kabel UTP (Unshielded Twisted Pair)

Kabel STP (Shielded Twisted Pair)

Kabel Koaksial

Kabel Fiber Optic 1.9.1. Kabel UTP (Unshielded Twisted Pair) Sepasang kabel yang dibelitkan (Twisted pair cabling) ada dua macam : Kabel dengan pelindung dan kabel tanpa pelindung. Sepasang kabel belitan tanpa pelindung (UTP) adalah sangat popouler dan umumnya pilihan yang baik untuk jaringan komputer disekolah. (lihat Gambar.1.8) Gambar 1.6. Sepasang kabel yang dibelitkan.

Kualitas dari kabel UTP bervariasi dari kawat telepon sampai ke kabel ekstrim kecepatn tinggi. Kabel UTP mempunyai 4 pasang di dalam selubung. Tiap-tip pasang dibelitkan dengan nomor yang berbeda belitan perincinya untuk membantu mengeliminasi interferensi dari pasangan yang berdekatan dan perangkat listrik lainnya. Kerapatan belitan mempertinggi kecepatan transmisi dan memperbesar biaya permeternya. EIA/TIA (Electronic Industry Association/Telecommunication Industry Association) telah menetapkan standar pada UTP dan terdapat 5 katagori. Tabel 1.2. Katagori UTP (Unshielded Twisted Pair)TipePenggunaan

Katagori 1Voice Only (Kabel telepon)

Katagori 2Data to 4 Mbps (LocalTalk)

Katagori 3Data to 10 Mbps (Ethernet)

Katagori 4Data to 20 Mbps (16 Mbps Token Ring)

Katagori 5Data to 100 Mbps (Fast Ethernet)

1.9.1.1. Konektor UTPStandar konektor untuk kabel pasangan yang dibelitkan tanpa pelindung adalah konektor RJ-45. konektor plastik ini nampak seperti model konektor telepon besar (lihat Gb-1.9). Satu slot mengijinkan RJ-45 hanya untuk satu jalur.

Gambar 1.7. Konektor RJ-45

1.9.2. Kabel STP (Shielded Twisted Pair) Kerugian UTP adalah rentan terhadap interferensi frekuensi listrik dan radio. Shielded twisted pair (STP) cocok untuk lingkungan yang ada interferensi listrik, bagaimanapun extra shielding dapat membuat kabel cukup besar mengambil tempat. STP sering digunakan pada jaringan yang menggunakan topologi Token Ring.1.9.3. Kabel KoaksialKabel koasial mempunyai konduktor tembaga tunggal pada bagian tengahnya. Sebuah lapisan plastik memberikan penyekatan antara konduktor tengah dan pelindung metal anyaman. (lihat Gambar.1.10.). Pelindung metal membantu untuk menahan interferensi dari lampu neon (lampu pijar), motor, dan komputer-komputer lainnya.

Gambar 1.8. Kabel koaksialWalaupun kabel coaxial sulit untuk diinstal, ketahanannya tinggi untuk signalinterferensi. Dua tipe kabel koaksial adalah koaksial tebal dan koaksial tipis. Kabel koaksial tipis juga sebagai (thinnet) 10Base2 yang mensfesifikasikan untuk kabel koaksial tipis pembawa signal-signal ethernet. Angka 2 menyatakan panjang maksimum mendekati 200 meter, tapi aktualnya hanya 185 meter. Kabel coaxial tipis popular dijaringan pendidikan, khususnya jaringan bus linier.Kabel koaksial tebal sebagai thicknet. 10Base5 menyatakan spesifikasi untuk kabel coaxial tebal pembawa signal-signal. Angka 5 menyatakan panjang maksimum 500 meter. Thick coaxial cable mempunyai extra protektif plastic penutup yang membantu menjaga kelembaban dari konduktor tengah. Ini membuat thick coaxial sebuah pilihan yang baik ketika running lebih panjang dalam sebuah jaringan bus linier. Kerugian dari thick coaxial adalah tidak dapat dibengkokkan dengan mudah dan sulit untuk diinstalasi.

1.9.3.1. Konektor Kabel KoaksialTipe umum konenktor yang digunakan dengan Kabel koaksial adalah Bayone-Neill-Concelman (BNC) (Gmbar 1.12). Tipe-tipe adapter yang berbeda tersedia untuk konektor BNC, termasuk konektor-T, laras konektor, dan terminal. Konektor pada kabel adalah point-point yang paling lemah dalam banyak jaringan. Untuk membantu menghindari masalah-masalah dengan jaringan, selalu menggunakan BNC connector yang di kerut dari pada yang dibaut pada kabel.

Gambar 1.9. Konektor BNC 1.9.4. Kabel Fiber Optic Kabel Fiber optic mengandung inti gelas tengah (center glass core) yang dikelilingi oleh beberapa lapisan protective material (lihat Gambar 1.12.). Fiber optic mentransmisikan cahaya dari signal-signal electronic, menghilangkan masalah interferensi electronic. Hal ini membuat fiber optic ideal untuk lingkungan tertentu yang mengandung sejumlah interfernsi listrik yang besar. Fiber optic dibuat standar untuk jaringan antara bangunan-bangunan, juga untuk kekebalan terhadap efek kelembabab dan pencahayaan.

Kabel Fiber optic mempunyai kemampuan untuk mentransmisikan signal-signal di atas jarak yang lebih panjang dari pada coaxial dan twisted pair. Kabel Fiber optic juga mampu untuk membawa informasi yang banyak pada kecepatan yang lebih besar. Kapasitas ini meluaskan kemungkinan komunikasi untuk memasukan pelayanan-pelayanan seperti video conferensi dan pelayanan interaktif. Biaya untuk pengkabelan fiber optic adalah sebanding dengan kabel tembaga bagaimanapun kabel fiber optic lebih sulit untuk diinstalasi dan dimodifikasi. 10BaseF menyatakan spesifikasi-spesifikasi untuk kabel fiber optic pembawa Ethernet signal.

Gambar 1.10. Kabel Fiber optic

Bagian-bagian tentang kabel fiber optik: Bagian luar membatasi pelindung dibuat dari Teflon atau PVC.

Serat Kevlar membantu ke arah memperkuat kabel, dan mencegah kerusakan.

Suatu balutan tipis plastik digunakan untuk bantalan pusat serat.

Pusat inti dibuat dari serat-serat gelas1.9.4.1. Konektor Fiber Optic Umumnya konektor kabel fiber optic menggunakan ST connector. konektor ini dibentuk seperti selongsong, mirip konektor BNC. konektor terbaru adalah SC dan merupakan konektor yang paling popular. Konektor ini mempunyai permukaan kotak dan lebih mudah untuk dikoneksikan dalam mengikat tempat.

Tabel 1.3. Rangkuman Kabel Ethernet SpecificationTipe KabelPanjang Maksimum

10BaseTUnshielded Twisted Pair100 meters

10Base2Thin Coaxial185 meters

10Base5Thick Coaxial500 meters

10BaseFFiber Optic2000 meters

100BaseTUnshielded Twisted Pair100 meters

100BaseTXUnshielded Twisted Pair220 meters

EMBED Equation.3

Rk : resistansi dalam

l : panjang penghantar dalam m

A : luas penampang penghantar dalam mm2

: resistivitas bahan penghantar dalam W.mm2.m-1

EMBED Visio.Drawing.6

11

_1220939325.unknown

_1242539419.vsd

_1217239675.unknown