Isolator: Pengertian, Fungsi, Karakteristik, dan Cara Kerja

Isolator adalah bahan yang tidak efisien dalam mengalirkan panas atau arus listrik karena elektron tidak dapat bergerak dengan bebas melaluinya. Terdapat tiga jenis bahan berdasarkan kemampuan menghantar listrik, yaitu konduktor (baik dalam menghantar listrik), semikonduktor (menghantar listrik dengan kurang baik), dan isolator (tidak menghantarkan listrik).

Dalam tulisan ini, akan dijelaskan lebih lanjut tentang definisi isolator dan beberapa contohnya.

Pengertian Isolator

Apa itu isolator? nah, Menurut e-modul Kemdikbud IPA Kelas IX oleh Alexander B. Tanggela, isolator merujuk pada materi yang sulit untuk mengalirkan arus listrik. Hal ini karena elektron dalam isolator sulit bergerak karena terikat kuat pada inti atom.

Umumnya, benda isolator listrik terbuat dari bahan seperti porselen atau kaca, yang digunakan untuk mengisolasi tegangan listrik antara kawat penghantar dan tiang.

Fungsi Isolator

Menurut ThoughtCo, isolator sering digunakan untuk melapisi atau memisahkan konduktor agar arus listrik dapat terkendali. Isolator juga dapat berfungsi sebagai penghalang antara bagian yang bertenaga listrik dan yang tidak.

Dengan demikian, fungsi isolator adalah untuk mencegah penyebaran panas ke lingkungan serta sebagai bagian dari kolektor.

Karakteristik Bahan Isolator

Menurut e-book Ilmu Bahan Listrik yang ditulis oleh Ferdian Ronilaya, karakteristik bahan isolator meliputi:

1. Resistivitas (Resistivitas)

Resistivitas adalah kemampuan suatu bahan untuk menghambat aliran arus listrik. Ketika terdapat tegangan listrik, bahan isolator akan mencegah aliran listrik dari konduktor. Oleh karena itu, bahan isolator memiliki resistansi listrik yang tinggi.

2. Kekuatan Dielektrik (Kekuatan Dielektrik)

Kekuatan dielektrik adalah gradien tegangan maksimum yang dapat ditahan oleh bahan isolator tanpa mengganggu sifat isolatifnya. Secara umum, hal ini sering disebut sebagai tegangan breakdown bahan isolator, yang merupakan batas maksimum tegangan sebelum terjadinya loncatan bunga api.

3. Permitivitas (Permitivitas)

Bahan isolator memiliki kapasitansi listrik yang bergantung pada jarak antara dua konduktor yang diisolasi oleh bahan isolator, luas permukaan elektroda, serta permitivitas bahan itu sendiri.

4. Kerugian Dielektrik (Sudut Kerugian Dielektrik)

Ketika diberi tegangan bolak-balik, bahan isolator akan menyerap energi dalam bentuk panas. Proses penyerapan energi ini dikenal dengan istilah kerugian dielektrik, yang mengacu pada jumlah energi yang diserap oleh bahan dalam satuan waktu.

Cara Kerja Isolator

Dalam ebook Mari Belajar: Ilmu Alam Sekitar: Panduan Belajar IPA Terpadu oleh Sukis Wariyono, Yani Muharomah, disebutkan bahwa ketika ujung isolator terhubung dengan tegangan kecil, elektron terluarnya tidak mampu melepaskan gaya ikat inti.

Akibatnya, tidak ada aliran elektron dalam isolator, yang membuat sulit atau bahkan tidak ada arus listrik yang mengalir.

Meskipun isolator tidak efektif dalam mengalirkan muatan, namun memegang peranan penting dalam eksperimen dan demonstrasi elektrostatik, seperti yang dilansir oleh Physics Classroom. Di sisi lain, isolator juga dapat memiliki sifat konduktif, terutama ketika digunakan bersamaan dengan konduktor.

Dalam konteks ini, semikonduktor adalah materi yang memiliki daya hantar listrik di antara konduktor dan isolator. Meskipun elektron di kulit terluar semikonduktor terikat pada inti atom, namun tidak sekuat isolator.

Contoh Isolator

Setelah memperoleh pemahaman yang mendalam mengenai bahan isolator, berikut beberapa contoh serta penggunaannya dalam kehidupan sehari-hari:

1. Kayu

Kayu merupakan salah satu contoh bahan isolator yang sering digunakan dalam aktivitas rumahan. Kayu efektif sebagai isolator karena mampu menghambat aliran panas. Struktur kayu yang berongga dapat menghalangi aliran panas. Biasanya, kayu digunakan sebagai pegangan pada alat memasak untuk menghindari panas. Namun, kayu yang terkena air dapat menjadi penghantar listrik, sehingga kurang cocok digunakan sebagai isolator pada perangkat elektronik.

2. Karet

Karet, yang berasal dari getah pohon karet, juga termasuk bahan isolator. Karet memiliki karakteristik kuat, elastis, dan tahan terhadap air. Dalam bidang kelistrikan, karet sering digunakan sebagai pelindung pada kabel tembaga. Namun, karet kurang cocok sebagai isolator panas karena rentan terhadap api atau panas.

3. Plastik

Plastik adalah bahan isolator yang digunakan dalam berbagai perangkat elektronik. Plastik mampu menghambat aliran panas, sehingga cocok digunakan sebagai pembungkus kabel listrik untuk mencegah aliran listrik keluar dari sirkuit. Plastik terbuat dari bahan dasar minyak mentah, memiliki sifat tidak dapat menghantarkan listrik maupun panas.

4. Kain

Kain memiliki sifat isolator karena mampu memperlambat aliran panas. Sarung tangan berketebalan tertentu dapat membantu melindungi tangan saat mengangkat wajan atau panci panas. Kain membantu menahan panas dari wajan atau panci agar tidak langsung terasa pada tangan.

5. Kaca

Kaca merupakan isolator yang tidak dapat menghantarkan arus listrik. Kaca sering digunakan sebagai pemisah pada saluran listrik dan telepon. Namun, keramik dan fiberglass kini lebih populer karena lebih efektif.

6. Keramik

Keramik digunakan untuk menahan aliran listrik bertegangan tinggi. Keramik terbuat dari tanah liat atau batu, sehingga cocok sebagai isolator.

7. Udara

Udara termasuk isolator, namun dapat menjadi konduktor saat dialiri tegangan tinggi. Udara akan menjadi konduktor saat tegangan mencapai 3 juta volt, seperti pada saat tersambar petir.

8. Termos

Termos memiliki dinding kaca di dalamnya yang berfungsi sebagai konduktor. Namun, karena kaca tidak menyerap panas, termos dapat memantulkan kembali panas ke dalam. Ruang hampa udara pada termos berfungsi sebagai isolator yang menghambat aliran panas.

9. Botol Plastik

Botol plastik juga merupakan contoh bahan isolator yang tidak dapat menghantarkan listrik. Botol plastik sulit mengalirkan listrik karena sifatnya yang isolatif, sehingga cocok digunakan sebagai wadah untuk makanan dan minuman.

Sumber referensi:

https://www.detik.com/edu/detikpedia/d-7072137/isolator-fungsi-karakteristik-cara-kerja-dan-contoh-bendanya

https://www.kompas.com/skola/read/2023/04/03/210000369/isolator--pengertian-sifat-cara-kerja-bahan-dan-contohnya?page=all

https://gramedia.com/literasi/isolator/