Home > Elektronika & IT > Medan Magnet

Medan Magnet

Dasar Teori Medan Magnet

A.   Pengertian medan magnet

Medan magnet adalah aktifitas energi yang mengakibatkan interaksi sesama benda feromagnetik. Medan  magnet erat kaitannya dengan garis flux, karena garis flux inilah yang menggambarkan intensitas medan magnet itu sendiri, satu garis flux disebut satu Maxwell, dalam Sistem Internasional (SI) satu weber terdiri dari 108 flux, sehingga 1 wb = 108 Mx. Faraday menyimpulkan bahwa ditiap kutub terdapat ribuan titik-titik kutub dimana tiap garis flux terkoneksi dari kutub utara menuju selatan dari satu titik menuju satu titik yang lain yang masing masing terhubung dengan garis-garis flux.

Banyaknya garis flux yang melintas di area tertentu dalam lingkungan medan magnet disebut flux density (B) atau dikenal dengan induksi magnetik. Satu gauss adalah satu garis flux yang melintasi sepanjang 1 cm2. Dalam Sistem Internasional (SI) 10.000 garis flux dinyatakan dalam satu tesla tiap cm2, sehingga didapatkan persamaan 1 tesla = 10.000 gauss. Gaya yang menyertai magnet sehingga menghasilkan garis-garis flux disebut dengan kuat medan magnet (magnetic field strength) dinyatakan dalam H atau disebut juga gaya magnetisasi. Satu oersted (Oe) dihasilkan ketika dua buah kutub ditempatkan dalam satu cm, menyebabkan gaya tolak sebesar 1 dyne (sentimetergram), harus diketahui bahwa induksi magnetik dan kuat medan magnet berhubungan namun tidak selaras, pada dasarnya material penyusun magnet magnet harus dipertimbangkan karena mempengaruhi kekuatan gaya magnet. Hanya di ruang bebas (tanpa penghalang) induksi magnet dan kuat medan magnet dimungkinkan selaras.

2.   Material Magnet

Berbagai campuran logam dan bahan lain digunakan untuk mendapatkan kualitas magnet buatan yang tinggi, diantaranya adalah :

  1. Alnico (alumunium-nikel-besi), dibuat dengan menekan bubuk logam disertai elevasi temperatur bertahap, menjadi bijih logam yang terstruktur, sehingga dihasilkan materi magnet dengan distribusi flux yang seragam, yang menjadikanya bahan magnet yang sangat bagus. Alnico digunakan pada sebagian besar industri elektronik dan mekanik.
  2. Indox adalah magnet yang terbuat dari materi kimia, dengan menggunakan campuran atom MO-FeO (M adalah barium, strontium, salah satu atau kombinasi keduanya). Indox dibentuk dengan meleburnya dan memadatkannya, menjadi bahan yang padat. Magnet indox merupakan konduktor panas dan listrik yang buruk. Guncangan, tekanan dan getaran tidak akan mengubah sifat kemagnetannya.
  3. Lodex merupakan keluarga domain tunggal (hanya disusun dari satu unsur saja, misal hanya terbuat dari unsur Fe (besi), partikel magnet yang baik dapat ditekan atau dibentuk menjadi magnet. Partikel-partikel domain tersebut dicampur dan dibentuk melalui proses pencampuran dan tekanan yang sangat kuat dan dibentuk menjadi magnet-magnet permanen.
  4. Magnet Alam dibagi menjadi dua, yang pertama adalah Batuan Magnet Alam yang terbentuk dari campuran Erbium, Gadolinium, Dysprosium, Holmium, dan Samarium yang sedikit dikombinasikan dengan Cobalt. Magnet ini terbentuk karena tekanan terhadap partikel-partikelnya dan diseragamkan melalui peleburan serta pemanasan terus menerus dalam jangka waktu yang lama dan diinduksikan oleh petir. Kekuatan medan magnet dari batuan magnet alam mudah berubah karena berbagai faktor, sedangkan yang kedua adalah Magnet bumi itu sendiri. Magnet bumi bukanlah batuan magnet raksasa yang berada di tiap kutub bumi, magnet bumi sebenarnya adalah elektromagnet raksasa yang berasal dari gesekan cairan magnet bumi (lava) dengan kerak bumi, gesekan ini diakibatkan karena rotasi bumi sehingga menimbulkan pulsa-pulsa listrik dan menjadi medan magnet raksasa yang menyelimuti bumi, berfungsi untuk melindungi bumi dari imbas radiasi angin matahari (solar wind (mengandung radiasi ultraviolet yang sangat kuat, sinar kosmik yang bersifat merusak dan efek mutasi yang mematikan)) yang menyebabkan gangguan pada atmosfir dan kehidupan di bumi.

3.   Faktor-faktor yang mempengaruhi kemagnetan

Berbagai faktor mempengaruhi magnet permanen seperti waktu, temperatur, medan eksternal, dapat mempengaruhi kekuatan magnet permanen. Faktor-faktor inilah yang mempengaruhi pemilihan bahan magnet.

  1. 1. Waktu

Magnet permanen zaman dulu seperti magnet yang terbuat dari campuran tembaga dan besi mengalami perubahan metalurgikal seiring perubahan waktu, jika magnet termagnetisasi sebelum perubahannya stabil, maka akan terjadi perubahan flux dikarenakan ketidakstabilan medan magnetnya efek ini mengakibatkan pengurangan medan flux yang diakibatkan faktor  perubahan waktu.

2.  Temperatur

Efek temperatur digolongkan dalam 3 ketegori, antara lain : Metalurgi (kelogaman), Irreversible,dan Reversible.

  • Perubahan metalurgi dapat diakibatkan terlalu tingginya suhu. Hal ini mengakibatkan perubahan flux yang ekstrim dan kemagnetan tidak dapat dikembalikan dengan cara re-magnetisasi. Perkiraan suhu yang dapat digunakan tanpa mengakibatkan perubahan metalurginya adalah 100 derajat Celcius untuk Lodex.
  • Irreversible diartikan demagnetisasi parsial magnet atau kehilangan sementara kemagnetannya, diakibatkan perubahan suhu yang terlalu ekstrim (terlalu rendah atau terlalu tinggi)., dapat dikembalikan dengan re-magnetisasi. Metode ideal untuk menstabilkan magnet melawan temperatur adalah dengan meng-instal-nya dalam rangkaian magnet (medan AC) dengan pertimbangan jika suhu mengakibatkan X% flux hilang maka medan AC harus meremagnetisasi sebesar 2X% flux yang hilang, untuk mengembalikan kembali kemagnetannya.
  • Reversible dapat diakibatkan karena perubahan suhu. Sebagai contoh jika alnico dipanaskan 1 derajat diatas ambang temperatur maka akan terjadi penyusutan 0.19% flux. Namun flux dan medan magnet akan kembali pada keadaan semua saat suhu mencapai ambang batas suhu normal bahan.

3.  Guncangan, getaran, dan getaran

Pengaruh dari guncangan, tekanan, getaran (dibawah batas wajar/tidak mengakibatkan kerusakan fisik magnet) pada sebagian besar magnet permanen kecil kemungkinannya menghilangkan sifat kemagnetan. Tiap karakter bahan magnet memiliki daya tahan berbeda-beda terhadap efek ini.

4.  Radiasi

Efek dari radiasi pada bahan magnet permanen bervariasi berdasarkan golongan bahannya. Semua jenis magnet permanen dapat menerima pancaran radiasi hingga 3 x 1017 neutron per cm2 (energi neutron lebih besar dari 0.5 EV) tanpa mengalami perubahan flux. Untuk Alnico dan lodex dapat menerima 2 x 1018 neutron per cm2, sedikit mengalami penurunan saat menerima radiasi sebesar    3 x 1017 neutron per cm2 meskipun kurang dari 10%.

sumber Micro Switch Sensing and Control Honeywell

About these ads
Categories: Elektronika & IT
  1. No comments yet.
  1. No trackbacks yet.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: