Bahan Magnetikoleh:Ichwan Yelfianhar(dirangkumdariberbagaisumber)HistorisMagnetGejala kemagnetan merupakan cikalbakalberkembangnya pengetahuantentang kelistrikan. Ditemukan sejak 2000 tahun yang lalu di Yunani padasejenis batuan yang dinamakan magnetit di kota magnesia.Awal abad ke 12, magnet mulai digunakan sebagai kompas karena sifatnyayang selalu menunjuk arah utara dan selatan bumi. Sifat kutub magnet mulaidiselidiki ilmuwan, diantaranya: Pierre de Maricourt (1269) menemukan garis medan magnet pada magnetberbentuk bola. William Gilbert (1600) menemukan sifat kemagnetan bumi. John Michell (1750) menemukan hubungan gaya magnet dengan jarakantar magnet. HC. Oersted, Marie Ampere, Biot dan Savart (awal abad 19) menemukanhubungan listrik dan magnetisme. M. Faraday dan J. Henry (1830) menemukan hubungan medan magnetdengan medan listrik. J. C. Maxwell (1860) menyusun teori dan konsep elektromagnetik.Bahan magnetMagnet terbaik umumnyamengandungbesimetalik. Namun, ternyata bahwa unsur lainpunmenampilkan sifat magnetik; selain itu, bukanlogam pun dapat memiliki sifat magnet. Dalamteknologi modern kini digunakan magnet logamdan keramik. Selain itu dimanfaatkan pula unsurlain untuk meningkatkan kemampuan magnetsehingga memenuhi persyaratan.Gejala Kemagnetan Pada AtomTiap elektron atom akan memiliki momen magnetikpm, yangdisebut spinelektronolehahli fisika.Momen magnetik disebut magneton Bohr, dan samadengan 9,27x1027A.m2. Elektron biasanyaberpasangan dalam orbit dan membentuk spin atasdan bawah. Jadi, efek luar dari momen tersebut tidakada. Atom akan bersifat magnet bila adaketidakseimbangandalamspinelektron. Akhirnya,diketahui bahwa hanya beberapa elektron memiliki spinelektron yang tidak seimbang, dan d engan demikianmemiliki momen magnetik.SpinMagnetAtomBahanTertentuElemen yang memenuhi persyaratan adalah unsurtransisi dengan kulit subvalensi yang tidak terisi,seperti yang diperlihatkan gambar berikut:GambarbahandenganspinmagnettakseimbangKomposisiBahanMagnetik1. Magnet alam (dahulu disebut batu magnet)Magnet alam adalah mineral, Fe3O4dalam fasa keramikalamiah dengan ion O2 dalam kisi kps. Ion besi beradadalam lokasi intertisial rangkap 4 dan rangkap 6. Secaralebih terinci dapat dilihat ion Fe2+ berada pada lokasirangkap 6, sedangkan ion Fe3+ terbagi rata padarangkap 6 dan rangkap 4. Struktur ini termasuk jenisstruktur NiFe2O4 yang disebut spinnel. Sel satuan inibersifat magnetik karena momen magnet ion padalokasi rangkap 6 sama arahnya dan yang berada padalokasi rangkap 4 berlawanan arah.KomposisiBahanMagnetik2.MagnetlogamBesi kpr merupakan bahan magnet logam yang seringdijumpai. Bahan logam lain yang memilikipermeabulitas maksimum yang sangat tinggi, (maks)adalah permalloy, dan medan oersif (Hc) yang tinggiadalah Alnico V.3.MagnetKeramik.Magnet keramik seperti, ferit terdiri dari senyawa ionik.Jadi besi berbentuk Fe2+ atau Fe3+. Ion feros kehilangandua elektron, yaitu dua elektron 4s dan satu elektron3d, jadi tersisa lima elektron yang tidak berpasangan.Contoh: BeFe12+O19KutubMagnet&GarisGayaMagnetGambar1.U SU SSUABGambar2.S US US UA BCFluksmagnetikFluks magnetik adalah jumlah medan magnetik ( garis gayamagnet ) yang dihasilkansumber magnetik, dilambangkandengan (phi). Satuan fluks magnetik weber ( Wb ).Kerapatan fluks magnet adalah jumlah total fluks yangmenembus area yang tegak lurus dengan fluks tersebut,dirumuskan:Dengan:B:Rapatfluksmagnet(TatauWb/m2 ) :Fluksmagnet(Wb)A:Luaspenampang(m2 )GayaGerak Magnet(MagnetomotiveForce/mmf)Mmf merupakan penyebab munculnya fluks magnetik padarangkaian elektromagnetik, dirumuskan:Dengan: N= jumlah belitan (turn)I = arus (amper / A)Sehingga jika terdapat belitan sepanjang l maka kekuatanmagnet yang dihasilkan adalah:Dengan: H = Kuat medan magnetl = panjang fluks / panjang belitanPermeabilitasMagnetPermeabilitas magnet merupakan konstanta pembanding antararapat fluks (B) dengan kuat medan (H) yang dihasilkan magnet.Untuk udara dan bahan non magnetik, permeabilitasdinyatakan sebagai permeabilitas ruang kosong(0 = 4t.107H/m), sehingga:Untuk bahan lain maka permeabilitasnya sebanding denganpermeabilitas ruang kosong dikalikan permeabilitas relatif bahan(r ). Sehingga diperoleh:PermeabilitasMagnetPermeabilitasrelatifdidefinisikansebagai:Sehinggapadaruanghampa,r =1danr .o = dinamakanpermeabilitasabsolut.Dengan konstanta permeabilitas makakarakteristikkemagnetansuatubahandapatdigambarkan dalam kurva perbandingan B H.vakum pada fluks rapatbahan pada fluks rapatr = PermeabilitasMagnetKurvaperbandinganBHdariberbagaibahan:Suseptibilitas MagnetHubungan Suseptibilitas denganPermeabilitasMagnetisasi M sebagai fungsi darikuat medan HA. BAHAN DIAMAGNETIKA. BAHAN DIAMAGNETIKB. BAHAN PARAMAGNETIKB. BAHAN PARAMAGNETIKB. BAHAN PARAMAGNETIKC. BAHAN FERROMAGNETIKC. BAHAN FERROMAGNETIKC. BAHAN FERROMAGNETIKC. BAHAN FERROMAGNETIKC. BAHAN FERROMAGNETIKC. BAHAN FERROMAGNETIKD. ANTIFERROMAGNETIKE. FERRIMAGNETIK DAN FERRITE. FERRIMAGNETIK DAN FERRITJika dibandingkan dengan bahan ferromagnetik, maka jelas bahwa TN< TCE. FERRIMAGNETIK DAN FERRITReluktansiReluktansi merupakan derajat hambatanmagnetik dari suatu rangkaian magnetikterhadap fluks magnet. Dirumuskan:Satuan reluktansi 1/H atau H1 atau A/WbUntuk rangkaian magnet seri maka reluktansitotal dirumuskan:PerbandinganBesaranMagnetdanBesaranListrikContohSoalContohSoalContohSoalContohSoalGayaMagnetInduksiMagnetInduksiMagnetInduksiMagnetInduktansiHubunganTeganganInduksidenganInduktansiPRINSIP KERJA MOTOR LISTRIKU S+FBF=B.I . LF=Gaya (Force)B=Kerapatan garis gaya (Fluks)I =Besar arusL=Panjang penghantarPT PLN( Persero)Udiklat PandaanKONSTRUKSI MOTOR LISTRIK145671. Body Motor2. Kumparan stator3. Rotor4. Tutup terminal 2385. Baut terminal klem6. Lubang gantungan7. Poros8. Kaki motorPT PLN( Persero)Udiklat PandaanPRINSIP DASAR GENERATORGAYA GERAK LISTRIKApabila sebuah konduktor digerakkan tegak lurusSejauh (ds) memotong suatu medan magnit denganKerapatan fluks (|), maka perubahan fluks padaKonduktor dengan panjang efektif () ialah :do = B.dse = dodte = B.dsdtdsdt= vMaka:e = B. vKONSTRUKSI GENERATORKOTAKTERMINALBODYGENERATORKUMPARANSTATORKUMPARAN ROTORU S+SumberDCEXCITER