Konsep Dasar Kemagnetan

IntroGejala kemagnetan merupakan cikal bakal berkembangnya 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 magnet

berbentuk bola.• William Gilbert (1600) menemukan sifat kemagnetan bumi.• John Michell (1750) menemukan hubungan gaya magnet dengan jarak

antar magnet.• HC. Oersted, Marie Ampere, Biot dan Savart (awal abad 19) menemukan

hubungan listrik dan magnetisme.• M. Faraday dan J. Henry (1830) menemukan hubungan medan magnet

dengan medan listrik.• J. C. Maxwell (1860) menyusun teori dan konsep elektromagnetik.

Kutub Magnet & Garis Gaya MagnetGambar 1.

US USS U

Gambar 2.

S US U S U

C

Fluks magnetikFluks magnetik adalah jumlah medan magnetik ( garis gayamagnet ) yang dihasilkan sumber magnetik, dilambangkandengan Ф (phi). Satuan fluks magnetikweber ( Wb ).Kerapatan fluks magnet adalah jumlah total fluks yangmenembus area yang tegak lurus dengan fluks tersebut,dirumuskan:

Dengan:B : Rapat fluks magnet ( T atau Wb/m2 ) Ф : Fluks magnet (Wb)A : Luas penampang (m2 )

Gaya Gerak 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 belitan

Permeabilitas Magnet

Permeabilitas 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(μ0 = 4.10‐7H/m), sehingga:

Untuk bahan lain maka permeabilitasnya sebanding denganpermeabilitas ruang kosong dikalikan permeabilitas relatif bahan(μr ). Sehingga diperoleh:

Permeabilitas Magnet

Permeabilitas relatif didefinisikan sebagai: 

Sehingga pada ruang hampa, μr = 1 dan μr . μo = μ dinamakan permeabilitas absolut.Dengan konstanta permeabilitas makakarakteristik kemagnetan suatu bahan dapatdigambarkan dalam kurva perbandingan B – H.

vakumpadafluksrapatbahanpadafluksrapat

r

Permeabilitas MagnetKurva perbandingan B‐H dari berbagai bahan:

Reluktansi

Reluktansi merupakan derajat hambatanmagnetik dari suatu rangkaian magnetikterhadap fluks magnet. Dirumuskan:

Satuan reluktansi 1/H atau H‐1 atau A/WbUntuk rangkaian magnet seri maka reluktansitotal dirumuskan:

Perbandingan Besaran Magnet dan Besaran Listrik

Histeresis dan Rugi Histeresis

Histeresis adalah tertinggalnya rapat fluks (B) terhadapperubahan kuat medan magnet (H) pada rangkaianmagnetik. Digambarkan dalam bentuk kurva sebagaiberikut:

Histeresis dan Rugi Histeresis

Dari kurva tersebut:• OX menunjukkan rapat fluks sisa (reminensi)• OY menunjukkan gaya koersif (paksa)• PP’ menunjukkan saturasi rapat fluksHisteresis menyebabkan timbulnya rugi – rugidalam bentuk panas yang dinamakan rugihisteresis. Besarnya sebanding dengan area yangdibentuk oleh kurva histeresis.

Contoh Soal

Contoh Soal

Contoh Soal

Contoh Soal

Contoh Soal

Gaya Magnet

Induksi Magnet

Induksi Magnet

Induksi Magnet

Induktansi

Hubungan Tegangan Induksi dengan Induktansi

PRINSIP KERJA MOTOR LISTRIK

U S+

F

BF = B . I . L

F = Gaya (Force)B = Kerapatan garis gaya (Fluks)I = Besar arusL = Panjang penghantar

PT PLN (Persero) Udiklat Pandaan

KONSTRUKSI MOTOR LISTRIK

1

4 56

7

1. Body Motor2. Kumparan stator3. Rotor4. Tutup terminal

2 3

8

5. Baut terminal klem6. Lubang gantungan7. Poros8. Kaki motor

PT PLN (Persero) Udiklat Pandaan

PRINSIP DASAR GENERATORGAYA GERAK LISTRIK

Apabila sebuah konduktor digerakkan tegak lurusSejauh (ds) memotong suatu medan magnit denganKerapatan fluks maka perubahan fluks padaKonduktor dengan panjang efektif ialah :

do = Bds e = dodt

e = dsdt

dsdt = v

Maka : e = Bv

KONSTRUKSI GENERATOR

KOTAKTERMINAL

BODYGENERATOR

KUMPARANSTATOR

KUMPARAN ROTOR

U S

SumberDC

EXCITER