Download - Paper II Suci
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Fenomena kemagnetan yang mula-mula diamati adalah bahwa magnet
alam berupa batu-batu (magnet) tertentu akan menarik potongan besi kecil.
Magnet alami yang lain adalah bumi yang pengaruhnya terhadap jarum kompas
sudah dikenal sejak zaman dahulu (sekitar abad 11)1.
Pada tahun 1819, Henry Cristian Oersted menemukan bahwa arus dapat
menghasilkan efek magnet. Selanjutnya pada tahun 1831, Michael Faraday dan
Joseph Henry menunjukkan bahwa arus dapat ditimbulkan dengan menggerakkan
magnet.
Gejala kemagnetan merupakan cikal bakal perkembangan pengetahuan
kelistrikan. Magnet dan listrik erat kaitannya satu sama lain karena arus litrik
dapat menyebabkan medan listrik dan medan magnet dapat menyebabkan arus
listrik.
Akan dibahas ide munculnya sifat kemagnetan yaitu konsep medan
magnet. besaran penting dari konsep medan magnet adalah magnet luar dan
konsep induksi magnet.
1.2 Identifikasi Masalah
Saat mempelajari magnet terkadang konsep yang satu dengan yang lain
tertukar contohnya konsep medan magnet dan induksi magnet. Kendala dalam
mempelajari magnet dan listrik adalah sulit menyambungkan antara konsep yang
satu dengan yang lain.
1.3 Tujuan
Tujuan dari makalah ini adalah :
1. Membahas konsep medan magnet dan induksi magnet serta keterkaitan
dengan parameter magnet lainnya
2. Menjelaskan aplikasi magnet dalam kehidupan sehari-hari
2
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Magnet dan Jenis-Jenis Magnet
2.1.1 Pengertian Magnet
Magnet adalah bahan yang memiliki medan magnet dimana medan magnet
adalah daerah di sekitar magnet yang masih merasakan gaya gerak magnet2. Asal
kata magnet dari nama kota yaitu magnesia, tempat ditemukannya magnet, kota
yang berada di Asia2. Sekitar 4.000 tahun lalu ditemukan sejenis batu yang
memiliki sifat dapat menarik besi, baja, dan campuran logam lainnya. Batu ini
selanjutnya dikenal dengan nama magnet.
Gejala kemagnetan pada atom dapat terjadi karena tiap elektron atom
memiliki momen magnetik yaitu respon suatu material terhadap medan magnet3.
Momen magnetik disebut magneton Bohr yang nilainya sebesar dengan
9,27x10‐27 Am2. Atom akan bersifat magnet bila ada ketidakseimbangan dalam
spin elektron sehingga tidak saling meniadakan dan medan magnet tidak bernilai
nol. Unsur yang bersifat magnet adalah unsur transisi dengan kulit subvalensi
yang tidak terisi. Syarat lain bahan menjadi magnet adalah spinnya yang teratur
dan mengarah ke satu arah sehingga medan magnetnya saling menguatkan.
Weiss menerangkan teori magnet dengan menggunakan teori elektron.
Menurut teori Weis, tiap-tiap atom benda terdiri dari inti dan elektron-elektron
yang beredar mengelilingi inti menurut garis edarnya (orbitnya). Selain berputar
mengelilingi inti menurut garis edarnya, elektron juga berputar pada sumbunya
masing-masing sehingga terjadi pengkutuban3.
Konsep spin muncul setelah Bohr mengemukakan pendapat bahwa
elektron-elektron berada pada lingkaran-lingkaran orbit yang diskrit dan tertahan
pada orbitnya tanpa kehilangan energi. Jadi dalam model atom Bohr ini, energi
dan juga momentum sudut adalah terkuantisasi. Oleh karena itu dalam model
atom Bohr, setiap orbit ditandai bilangan kuantum utama (n) yang menentukan
tingkat energi elektron berada, bilangan kuantum azimuth (ℓ) yang menentukan
menunjukkan sub kulit dimana elektron itu berada, bilangan kuantum magnetik
3
(m) yang menunjukkan tingkatan energi pada sub kulit, dan bilangan kuantum
spin (s) yang menunjukkan arah perputaran elektron pada sumbunya. Pengisian
elektron pada orbitalnya mengikuti larangan Pauli yaitu tidak ada elektron yang
menempati kedudukan orbital yang sama secara bersamaan.
Mekanisme Tarik Menarik dan Tolak Menolak Magnet Dengan Besi
Magnet didekatkan ke besi akan saling tarik menarik karena spin magnet
yang telah teratur menarik spin besi yang tidak berpasangan. Sedangkan saat
magnet didekatkan pada bahan non magnetic (bahan yang tidak ditarik magnet),
magnet tidak menarik bahan tersebut karena spin pada bahan non magnetic terisi
penuh. Saat besi didekatkan ke besi, tidak terjadi tarik menarik dan tolak menolak
karena tidak terjadi tarik menarik karena diantara kedua bahan tidak ada yang
memiliki medan magnet terbesar (tidak ada bahan yang memiliki spin teratur)
sehingga tidak ada yang bertugas menarik spin).
Gejala kemagnetan merupakan cikal bakal berkembangnya pengetahuan
mengenai kelistrikan. Aplikasi penggunaan magnet dalam kehidupan sehari-hari
adalah pada kompas, bel listrik, telepon, dinamo, dan kereta maglev, MRI
(Magnetic Resonance Imaging)3.
2.1.2 Jenis-Jenis Magnet
Magnet dapat diklasifikasikan berdasarkan proses terjadinya dan
bentuknya. Berdasarkan proses terjadinya, magnet diklasifikasikan menjadi
magnet alam dan magnet buatan4.
1. Magnet Alam
Magnet alam adalah magnet yang ada di alam tanpa campur tangan
manusia. Kemagnetan magnet alam terjadi karena pengaruh medan magnet dari
planet bumi. Magnet alam terdapat di dalam tanah berupa biji besi magnet dalam
bentuk besi oksida (Fe3O4)4.
Dalam bukunya de magnete, William Gilbert menganalogikan bumi
sebagai sebuah dipole magnetik raksasa4,5
. Bumi bersifat magnet karena inti bumi
penuh dengan loadstone (batuan yang bersifat magnet) dimana sumbu magnet
bumi membentuk sudut 11,5o dengan sumbu bumi sehingga sumbu magnet bumi
4
tidak tepat melewati inti bumi yang panas, jadi sifat magnet bumi tetap ada
walaupun inti bumi sangat panas5. Hal ini disebabkan bahan penyusun bumi yang
tidak homogen. Kutub utara magnet bumi berada di kutub selatan geografis bumi
sedangkan kutub selatan bumi berada di kutub utara geografis bumi (Gambar 1).
Hal tersebut dapat dibuktikan pada kompas dimana kutub utaranya akan
menunjuk ke selatan kutub geografis bumi (kutub utara magnet).
Gambar 1. Kutub Magnet dan Geografis Bumi6
Keberadaan medan magnetik bumi memberikan keuntungan bagi
kehidupan di planet bumi karena melindungi bumi dari radiasi elektomagnetik
matahari atau dikenal sebagai sabuk Van Allen5.
Magnet alam tidak banyak digunakan untuk kepentingan manusia karena
Jumlahnya yang terbatas dan kekuatan unsur-unsur kemagnetannya pada
umumnya tidak cukup besar. Magnet alam (dalam bentuk batu) ditemukan
pertama kali di daerah Magnesia, Asia Kecil.
2. Magnet Buatan
Magnet dapat dibuat dari baja atau besi murni serta dari bahan paduan seperti
paduan baja dengan nikel atau paduan antara aluminium, kobalt, dan nikel. Ada
beberapa cara membuat magnet buatan4, yaitu :
a. Induksi Magnet
Saat bahan maget didekatkan dengan magnet tetap, spin pada bahan
tersebut akan terpengaruh atau terinduksi magnet tetap sehingga letak spinnya
teratur dan mengarah ke satu arah4. Ujung besi yang berdekatan dengan kutub
magnet batang, akan terbentuk kutub yang selalu berlawanan dengan kutub
magnet penginduksi. Apabila kutub utara magnet batang berdekatan dengan ujung
5
A besi, maka ujung A besi menjadi kutub selatan dan ujung B besi menjadi kutub
utara atau sebaliknya (Gambar 2).
Gambar 2. Induksi Magnet4
b. Dengan Cara Menggosok
Besi yang semula tidak bersifat magnet dapat dijadikan magnet. Caranya
besi digosok dengan salah satu ujung magnet tetap. Arah gosokan dibuat searah
agar spin pada besi letaknya menjadi teratur dan mengarah ke satu arah (Gambar
3).
Cara seperti ini tidak praktis dan sifat kemagnetannya tidak bertahan lama
karena spin besi akan kembali seperti semula saat efek moemn magnet yang
ditimbulkan telah hilang sehingga tidak digunakan untuk industri, hanya untuk
eksperimen.
Gambar 3. Dengan Cara Menggosok4
c. Dengan Arus Listrik
Membuat magnet dengan menggunakan arus listrik adalah dengan
melilitkan kawat berarus listrik searah di sekitar batang baja atau bahan
ferromagnetik lainnya yang akan dibuat magnet (Gambar 4). Kekuatan gaya
magnet buatan semacam ini tergantung pada kuat arus yang mengalir ke dalam
lilitan kawat, dan juga tergantung pada banyak lilitan kawat di sekitar batang baja
atau batang bahan magnet lain tersebut4.
6
Gambar 4. Dengan Arus Listrik4
Berdasarkan bentuknya, magnet dibedakan menjadi (lihat gambar 5) :
1. Magnet batang ; berbentuk persegi menyerupai batang dengan kedua
kutub di kedua ujung nya
2. Magnet jarum ; berbentuk tipis seperti jarum dengan kutub berada pda
ujung-ujungnya
3. Magnet ladam atau tapal kuda ; berbentuk huruf U menyerupai tapal kuda
dengan kedua kutubnya berada pada kedua ujung tapal kuda
4. Magnet silinder ; berbentuk silinder dengan kedua kutub pada kedua
ujungnya
5. Magnet cakram ; berbentuk seperti cakram
Gambar 5. Bentuk-Bentuk Magnet4
Berdasarkan sifat kemagnetan yang dimiliki, magnet dibedakan menjadi
magnet permanen dan magnet sementara.
7
1. Magnet Permanen
Magnet permanen adalah bahan yang tidak memerlukan tenaga atau
bantuan dari luar untuk menghasilkan daya magnet. Contohnya adalah magnet
neodymium (magnet tetap yang paling kuat)5. Magnet neodymium juga dikenal
sebagai NdFeB, NIB, atau magnet Neo, merupakan sejenis magnet tanah jarang,
terbuat dari campuran logam neodymium. Magnet tetap lainnya adalah magnet
Samarium-Cobalt, merupakan magnet permanen yang kuat dengan terbuat dari
paduan samarium dan kobalt.
2. Magnet Sementara (Tidak Tetap)
Merupakan bahan yang membutuhkan bantuan dari luar seperi gosokan,
induksi listrik, ataupun arus listrik untuk menghasilkan medan magnet5. Contoh
magnet tidak tetap adalah besi, baja, dan bahan ferromagnetik lainnya.
2.1.3 Cara Menghilangkan Sifat Magnet
Sebuah magnet akan hilang sifat kemagnetannya jika :
1. Magnet dipanasakan hingga berpijar atau dibakar
Pemanasan pada magnet menyebabkan sifat kemagnetannya berkurang
atau bahkan hilang. Hal ini terjadi karena tambahan energi akibat pemanasan
menyebabkan partikel-partikel bahan bergerak lebih cepat dan lebih acak, maka
spin tidak lagi teratur dan searah5.
2. Magnet dipukul atau ditempa hingga bentuknya berubah atau rusak
Magnet yang mengalami pemukulan akan menyebabkan perubahan
susunan spin. Akibatnya spin tidak teratur dan tidak searah sehingga sifat
magnetnya hilang5.
2.2 Medan Magnet
Medan magnet (H) adalah daerah disekitar magnet yang masih merasakan
adanya gaya magnet6. Fenomena menempelnya serbuk besi pada kawat
memperlihatkan bahwa serbuk besi membentuk garis-garis konsentris dengan
kawat sebagai pusatnya6. Garis-garis ini menggambarkan bahwa di sekitar kawat
8
tersebut terdapat medan magnet. garis-garis tersebut disebut dengan garis-garis
gaya magnet (lihat gambar 6).
Gambar 6. Garis Konsentris Serbuk Besi6
Peristiwa medan magnet dapat pula diamati pada magnet batang. Pada
magnet batang tersebut, terdapat dua kutub dimana garis-garis gaya magnet
bergerak dari utara ke selatan. Daerah yang masih terdapat garis-garis gaya
tersebut itulah yang disebut dengan medan magnet.
Gambar 7. Medan Magnet Pada Magnet Batang6
2.2.1 Arus Listrik Menimbulkan Medan Magnet
Medan magnet dapat mucul dari arus listrik, hal ini pertama kali
dipublikasikan oleh Hans Cristian Oersted tahun 18196. Oersted menemukan
adanya medan magnet pada kawat yang dialiri arus listrik. Percobaan Oersted
(lihat gambar 8) :
Gambar 8a. Kawat Tidak Dialiri Arus Listrik6
9
Gambar 8b. Kawat Dialiri Arus Gambar 8c. Kawat Dialiri
Dari Arah Utara6 Dari Arah Selatan
6
Saat kawat tidak dialiri arus listrik, magnet jarum tetap pada
kedudukannya semula, kemudian saat dialiri arus listrik dari arah utara maka
magnet jarum menyimpang ke arah kiri. Sedangkan saat dialiri arus listrik dari
uatara maka magnet jarum menyimpang ke arah kanan. Pada umumnya percobaan
Oersted seperti pada gambar 9.
Gambar 9. Percobaan Oersted6
Arah arus listrik dan medan magnet yang dihasilkan mengikuti kaidah
tangan kanan (lihat gambar 10).
Gambar 10. Kaidah Tangan Kanan6
10
Jari telunjuk sebagai arah arus listrik sedangkan keempat jari lainnya sebagai arah
medan magnet yang dihasilkan.
Penelitian mengenai medan magnet dihasilkan dari arus listrik lainnya
adalah Ampere, yang memperlihatkan kawat yang dipasang parallel kemudian
diberi arus pada arah yang sama maka akan saling tarik menarik satu sama
lainnya7. Kemudian muncul Hukum Biot Savart yang memungkinkan untuk
menghitung medan magnet (H) akibat adanya arus listrik melalui persamaan :
Pers. 1
Keterangan :
= vektor medan magnet
i = arus
r = jarak antara kawat yang dialiri arus dengan tempat perhitungan medan
magnet
= vektor satuan arah radial
= vektor diferensial panjang dari kawat yang dialiri arus
Sebagai contoh, jika sebuah kawat melingkar dengan jari-jari r dialiri arus
yang arahnya berlawanan jarum jam maka medan magnet pada pusat lingkaran
dapat dihitung dengan persamaan 1. Karena arah tegak lurus dengan maka H
dapat ditulis :
Untuk kasus ini, δℓ = 2πr sehingga
(A/m)
Arah H adalah keluar bidang kertas (mengikuti kaidah tangan kanan)7.
11
2.2.2 Gaya Pada Muatan Dalam Pengaruh Medan Magnet
Muatan listrik yang bergerak dalam medan magnet akan mendapat gaya
yang disebut gaya Lorentz atau gaya magnet8. Untuk mengetahui hubungan gaya
ini dengan medan magnet, lihat gambar 11.
Gambar 11. Hubungan Medan Magnet dan Gaya Lorentz8
Jika sebuah muatan q bergerak dengan kecepatan ( dalam medan magnet
( dan membuat sudut θ terhadap arah maka muatan tersebut akan mendapat
gaya magnet sebesar :
Pers. 2
Dengan besarnya gaya magnet :
F = qvHsinθ Pers. 3
Dari persamaan 3 dapat dikehui bahwa gaya magnet hanya bekerja bila
muatan q bergerak terhadap medan magnet, Jika searah atau berlawanan arah
dengan maka gaya magnet sama dengan nol. Gaya magnet maksimum jika
tegak lurus terhadap .
2.2.3 Gaya Pada Kawat Berarus Listrik Dalam Pengaruh Medan Magnet
Kawat yang dialiri arus listrik secara mikroskopis adalah merupakan
sejumlah muatan yang bergerak8. Dengan demikian, jika kawat tersebut berada
dalam pengaruh medan magnet, maka kawat berarus listrik pun mengalami gaya
magnetik seperti halnya muatan bergerak (lihat gambar 12).
12
Gambar 12. Kawat Berarus Listrik Mengalami Gaya Magnetik8
Jika muatan dq mengalir melalui suatu penampang dalam waktu dt maka
dalam kawat mengalir arus :
Pers. 4
Gaya yang bekerja pada kawat :
Pers. 5
Dari persamaan 4 dan 5 serta dari hubungan maka didapat :
Pers. 6
Jika sudut dℓ dan tetap maka dapat ditulis :
Pers. 7
Dengan nilai gaya magnetnya :
F = i ℓ H sinθ Pers. 8
Jika kawat berarus litrik I dibentuk menjadi sebuah kumparan dengan
banyaknya lilitan N dan luas penampang A, maka dalam medan magnet sebesar
B, maka akan timbul suatu torsi sebesar :
τ = N⋅ I ⋅A⋅H ⋅ sinθ Pers. 9
2.3 Induksi Magnet
Medan magnet (H) adalah besaran yang muncul karena adanya pergerakan
muatan listrik (arus listrik) pada sebuah bahan magnetik (medium) sedangkan
induksi magnet (B) adalah respon dari bahan atau medium ketika pada bahan
terdapat medan magnet (H) yang ditimbulkan oleh arus listrik9. Induksi magnet
meggambarkan kerapatan fluks magnetik tiap satuan luas sehingga satuan dari
induksi magnet adalah (Weber/m2). 1 Weber/m
2 sama dengan 1 Tesla.
13
Respon bahan terhadap medan magnet berbeda-beda bergantung dari
permeabilitas bahan tersebut, dapat dijabarkan dengan persamaan matematis9 :
Pers.10
Pada ruang bebas, nilai B sebanding dengan H dengan konstanta
pembanding yaitu konstanta permeabilitas ruang hampa (μ0) = 4πx10-7
H/m.
Kehadiran induksi magnet (B) pada bahan yang dialiri arus i, memunculkan
hubungan antara B, i, dan gaya (F) pada bahan yang dialiri arus tersebut,
dituliskan dengan persamaan :
Pers.11
Keterangan :
= induksi magnet (Weber/m2 atau Tesla)
μ = permeabilitas bahan (H/m)
i = arus
= panjang kawat (m)
= gaya magnet (Weber/m)
2.3.1 Medan Magnet Menimbulkan Arus Listrik
Arus listrik menimbulkan medan magnet dengan eksperimen yang
dilakukan oleh Oersted dan Ampere. Sedangkan medan magnet juga dapat
menimbulkan arus listrik, seperti ekperimen yang dilakukan oleh Faraday8.
Faraday mengatakan bahwa medan magnet konstan tidak dapat menghasilkan arus
listrik, namun perubahan medan magnet dapat menghasilkan arus listrik (disebut
juga arus induksi)8. Pada saat medan magnet berubah, terjadi arus seolah-olah
pada rangkaian terdapat sumber ggl. Dengan demikian ggl induksi dihasilkan oleh
medan magnet yang berubah (lihat gambar 13).
Gambar 13. Percobaan
Faraday8
14
Menurut Faraday, parameter paling penting untuk menjelaskan konsep ggl
induksi adalah fluks magnetik (Φ). Fluks magnetik adalah jumlah garis medan
yang melewati permukaan bahan8. Garis medan bisa datang tegak lurus
permukaan dan tidak tegak lurus permukaan. Fluks magnetik dapat dihitung
dengan persamaan :
Pers. 12
θ = sudut antara garis-garis medan dengan garis normal permukaan.
Hukum Faraday Tentang Ggl Induksi
Setiap ada perubahan fluks yang melalui coil, terjadi ggl induksi di dalam
coil tersebut. Jika ada perubahan fluks melalui coil dengan N lilitan dengan laju
ΔΦ/ Δt, maka ggl induksi (εind) dalam coil adalah8 :
Pers. 13
2.4 Magnetisasi
Magnetisasi adalah besaran fisika yang menggambarkan sifat magnetik
suatu bahan, dilambangkan dengan simbol 7. Magnetisasi erat kaitannya dengan
induksi magnet, dituliskan dengan persamaan :
Pers.14
Keterangan :
= induksi magnet (Weber/m2 atau Tesla)
μ0 = permeabilitas ruang hampa (4πx10-7
H/m)
= magnetisasi (A/m)
Persamaan 10 dan persamaan 14 memperlihatkan kesamaan kontribusi
magnetisasi dan medan magnet terhadap besarnya induksi magnet sehingga dapat
digambarkan kontribusi dari dan terhadap besarnya dalam persamaan :
Pers. 15
Magnetisasi erat kaitannya dengan momen magnetik dengan perumusan
bahwa magnetisasi adalah jumlah dari momen magnetik tiap unit volume.
Perbedaan medan magnet dengan magnetisasi adalah medan magnet ditimbulkan
oleh arus listrik dari luar bahan sedangkan megnetisasi ditimbulkan oleh resultan
15
spin dan momentum orbital sudut dari elektron yang ada pada bahan7.
Perbandingan antara magnetisasi dan medan magnet menghasilkan besaran fisis
yaitu susceptibilitas (χ), dengan perumusan :
Pers. 16
Susceptilitas merupakan respon bahan magnetik terhadap medan magnet
dimana responnya berbeda-beda bergantung dari spin yang dimiliki bahan. Dari
susceptibilitas inilah bahan dikelompokkan menjadi ferromagnetik,
antiferromagnetik, ferrimagnetik, dan diamagnetik.
2.5 Penggunaan Magnet Dalam Kehidupan
Magnet banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, ada yang
berfungsi sebagai alat navigasi, alat listrik, dan lainnya. Berikut ini contoh
penggunaan magnet pada kehidupan sehari-hari :
a. Jarum Speedometer Kendaraan
Prinsip kerja jarum speedometer kendaraan adalah10
:
Kabel yang berada pada bagian roda depan akan memutar magnet
tabung aluminium yang menempel pada jarum saat roda berputar. Torsi
jarum sebanding dengan kecepatan sudut roda
Sebuah pegas ditambahkan untuk mengembalikan torsi yang sebanding
dengan deviasi sudut
Jarum penghitung akan bergerak sebanding dengan kecepatan sudut
roda
Gambar 14. Skema Prinsip Kerja Speedometer15
b. Motor DC
Motor DC adalah mesin yang berfungsi mengubah tenaga listrik arus
searah menjadi tenaga gerak berupa putaran dari rotor. Motor DC
16
diterapkan pada tape recorder, mainan anak-anak, elevator, conveyor, dan
untuk menggerakan mesin-mesin produksi di pabrik10
.
Prinsip kerjanya adalah berdasarkan Hukum Induksi Faraday yaitu
ada garis-garis gaya magnet antara kutub yang berada pada stator,
kemudian penghantar yang dialiri arus listrik ditempatkan pada jangkar
yang berada di dalam medan magnet10,11
. Pada penghantar timbul gaya
mekanik yang besarnya18,19
:
F = B i ℓ (Newton)
Gaya yang dihasilkan akan mengakibatkan terjadinya rotasi mekanik
sehingga motor akan berputar. Gambar bagian-bagian motor dc pada
gambar 15.
Gambar 15. Bagian-Bagian Motor DC10
c. Kereta Maglev
Kereta Levitasi Magnetik (maglev) menggunakan magnet untuk
mengangkat kereta di atas lintasan beberapa inci menghilangkan efek
gesekan10
. Kecepatan Kereta Maglev yaitu 650 km/Jam. Salah satu faktor
yang penting dalam merancang sistem transportasi ini adalah harus
memperhatikan kestabilan dari levitasi magnet itu sendiri, karena tidak
mungkin membuat suatu levitasi magnet stabil hanya dengan
menggunakan magnet permanen saja sesuai dengan teori Earnshaw yang
menyatakan bahwa setidaknya ada satu arah yang harus secara aktif
stabil12
.
Berdasarkan teori Braunbeck, levitasi yang stabil dimungkinkan
apabila material diamagnetik ada pada sistem. Pada 1939 eksperimen yang
dilakukan berhasil membuat levitasi magnet stabil dengan menggunakan
material diamagnetik bismuth dan karbon pirolitik. Kendall melevitasikan
17
material diamagnetik organik pada medan magnet yang besar. Pada 2004
Lyuksyutov mempublikasikan hasil eksperimen dan posisi pico- atau
femto-droplets dan partikel dan tiga tahun kemudian Chetouani
mempublikasikan levitasi diamagnetik pada sel hidup. Semua hal tersebut
dilakukan dengan melevitasikan material diamagnetik di atas magnet
permanet maupun elektromagnet12
. Namun, sedikit yang dilakukan
penelitian mengenai levitasi magnet permanen di atas material
diamagnetik13
.
Kasus dimana magnet dilevitasikan oleh bahan diamagnetik dapat
dibedakan menjadi dua prinsip12
:
1. Magnet dilevitasikan oleh susunan rel magnet yang fixed, namun
levitasi ini tidak stabil karena saat kemagnetan rel hilang maka kereta
akan menabrak rel. Prinsip ini disebut prinsip ems (electromagnetic
suspension).
2. Magnet permanen dilevitasikan di atas material diamagnetik
menggunakan magnetisasi khusus dari material diamagnetik itu
sendiri. Prinsip ini disebut prinsip eds (electrodynamic suspension).
Levitasi magnet di atas material diamagnetik jenis kedua dapat terjadi
karena material diamagnetik mempunyai suseptibilitas magnet yang
negatif sehingga material mengalami tolakan oleh sumber magnet itu
sendiri. Efek ini dikarenakan elektron mengubah orbitnya untuk malawan
medan magnet yang diberikan. Fenomena ini adalah bentuk dari hukum
Lenz dalam skala atomik12
.
Sedangkan kereta dapat berjalan akibat gaya dorong dihasilkan oleh
motor Induksi. Dorongan ke depan dilakukan melalui interaksi antara rel
magnetik dengan mesin induksi yang juga menghasilkan medan magnetik
di dalam kereta12
.
Kelebihan dan Kekurangan Maglev
Kelebihan utama dari kereta ini adalah kemampuannya yang bisa
melayang di atas rel sehingga tidak menimbulkan gesekan.
Konsekuensinya, secara teoritis tidak akan ada penggantian rel atau roda
18
kereta karena tidak akan ada yang aus sehingga dapat menghemat biaya.
Keuntungan lainnya adalah tidak ada gaya resistansi akibat gesekan dan
tidak menimbulkan kebisingan. Sebuah studi membuktikan suara yang
ditimbulkan oleh kereta konvensional biasa lebih bising sekitar 5dB yaitu
78% dari kereta maglev. Sedangkan kekurangan kereta ini adalah di
mahalnya investasi terutama pengadaan relnya.
Gambar 16. Kereta Maglev13
2.6 Bahaya Gelombang Elektromagnet Terhadap Alat Elektronika
Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang merambat tanpa
memerlukan medium contohnya gelombang radio. Saat alat elektronik didekatkan
dengan pancaran gelombang elektromagnet maka hubungan listrik antarsel
elektronika terganggu. Hal ini disebabkan muatan listrik elektronika mendapatkan
gaya magnet dari luar (terpengaruh medan listrik luar). Jika hal ini berlangsung
terus menerus maka bisa terjadi korsleting antar sel sehingga alat elektronika tidak
berfungsi.
19
BAB III
PENUTUP
Sejak ditemukan hingga sekarang, penelitian dan perkembangan aplikasi
magnet terus dilakukan. Sifatnya yang mampu menarik benda lain sangat berguna
bagi kehidupan manusia, misalnya di bengkel-bengkel digunakan alat yang
mampu menarik benda lain sehingga mampu menjangkau daerah yang tidak
terjangkau tangan manusia misal di bawah kendaraan. Sifat medan magnet yang
mampu menghasilkan arus listrik dan arus listrik yang mampu menghasilkan
medan magnet merupakan cikal bakal dikembangkannya magnet sebagai salah
satu bentuk energi.
Konsep yang sering tertukar adalah medan magnet (H) dan induksi magnet
(B). Medan magnet adalah besaran yang muncul karena adanya pergerakan
muatan listrik (arus listrik) pada sebuah bahan magnetik. Sedangkan induksi
magnet adalah respon bahan ketika bahan tersebut terdapat medan magnet yan
ditimbulkan oleh arus listrik.
Hubungan induksi magnet dengan fluks magnetik adalah induksi magnet
meggambarkan kerapatan fluks magnetik tiap satuan luas dimana fluks magnetik
adalah jumlah garis medan yang melewati permukaan bahan, jadi induksi magnet
merupakan jumlah garis yang melewati medan per satuan luas.
20
DAFTAR PUSTAKA
[1]http://file.upi.edu/Direktori/DUALMODES/KONSEP_DASAR_FISIKA/BBM
_12__(Kemagnetan)_KD_Fisika.pdf. Diakses pada 31 Agustus 2013
[2] http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/26544/4/Chapter%20II.pdf.
Diakses pada 31 Agustus 2013
[3] Ichwan, H. 1989. Dasar-dasar Kemagnetan. Jakarta: Penerbit Erlangga
[4] Yosaphat, P. dkk. 2002. Konsep Dasar IPA 1. Jakarta: Pusat Penerbit
Universitas Terbuka
[5] Djumhana, Nana. 2013. Medan dan Listrik. Lampung : FKIP Univeristas
Lampung
[6] http://www.fali.unsri.ac.id/userfiles/MEDAN%20MAGNET_1(1).ppt. Diakses
pada 31 Agustus 2013
[7]Risdiana. 2013. Diktat Kuliah Bahan Magnet dan Superkonduktor. Bandung :
Fisika Universitas Padjadjaran
[8]yasmanrianto.staff.gunadarma.ac.id%2FDownloads%2Ffiles%2F24267%2F07
%2BMagnetisme%2B2.pdf. diakses pada 31 Agustus 2013
[9] http://www.scribd.com/doc/138321555/bab-20-induksi-elektromagnetik-pdf.
Diakses pada 31 Agsutus 2013
[10]http://blogs.phys.unpad.ac.id/saragi/files/2010/02/3.-Aplikasi-Bahan-
Magnet.pdf. Togar Saragi. Diakses pada 31 Agustus 2013
[11] Hasbullah. 2010. Motor Arus Searah. Bandung : Teknik Elektro Universitas
Pendidikan Indonesia
[12] G. Bangga, H.Nurhadi. 2010. Studi Karakteristik Levitasi Magnet Pada Dua
Rol Tembaga yang Berputar Dengan Model Kereta Maglev Sebagai
Pengembangan Industri Transportasi Masa Depan. Prosiding Seminar
Nasional Fisika II (2010). ISBN : 978-979-17494-1-1
[13] Kee-Bong Choi. 2003. Stabilization of One Degree-of-Freedom Control Type
Levitation Table with Permanent Magnet Repulsive Forces. Mechatronics,
13, 587–603