BAHAN MAGNTIK

BAB  11

BAHAN MAGNETIK

11.1. Pendahuluan

Kuliah ini membahas tentang parameter  magnetic, laminasi baja kelistrikan, bahan magnetic lunak dan bahan magnetic peramanent. Bahan magnetic ini dibedakan atas

1.      Bahan diamagnetik

2.      Bahan  paramagnetik

3.      Bahan ferromagnetik

4.      Bahan anti ferromagnetik

5.      Bahan  ferrimagnetik

Laminasi baja kelistrikan dimanfaatkan sebagai bahan dasar transformator setelah ditambahkan silicon. Demikian pula komponen switching pada komputerjuga menggunakan laminasi baja kelistrikan.

11.2. Penyajian

            Bahan magnetik digolongkan menjadi magnet lunak dan magnet permanent.

-          Bahan magnetik lunak yaitu bahan yang domain magnetnya mudah diatur atau mudah dimagnetkan, akan tetapi jika medan magnet dihilangkan maka orientasi domin-domain magnetnya akan kembali acak sehinggaa sifat magnetnya hilang.

-          Bahan magnetik permanent yaitu bahan yang domain magnetnya sukar diatur, akan tetapi bila medan magnet dihilangkan maka orientasi domain-domain magnetnya akan tetap searah seperti medan magnet sehingga sifat kemagnetannya tetap  ada.

            Apliakasi bahan magnetik ini sangat berkembang termasuk dalam bidang komputer. Aplikasi antara lain memori gelembung magnetik (memori berkerapatan dan berkeandalan tinggi), perekaman magnetik optik dan perekaman magnetiktegak lurus.

Pada lilitan yang dialiri arus tersimpan energi dalam beentuk medan magnet. Bahan yang dapat dijadiknan magnet adalah bahan logam.

11.2.1. Parameter-parameter magnetik

            Dalam kemagnetikan sering  digunakan para meter fluks magnet  (ɸ), kuat medan magnet (B), induksi kemagnetan (H) dan permeabilitas (µ).  Fluks merupakan jumlah garis gaya, kuat medan adalah jumlah garis gaya persatuan luas. Pada lilitan berarus dikenal parameter magnetomotive force F dengan satuan Ampere lilit.magnetising forrcee (H) dengan satuan A lilit/m. Fluks (B) dengan wb/m² atau tesla dengankuat medan H dinyatakan dengan:

            B = µ H

Dengan : µ = permeabilitas magnetik yang besarnya tergatung pada medium yang ditempati medan

Nilai yang diekspresikan µr^-1 disebut magnetisasiperunit dari intensitas medan yang disebut suseptibilitas magnetisasi.

Arus I dialirkan melaluikumparan dengan inti bertambah secara bertahap dimulai darnol maka medan magnet dan induksi kemagnetan (H) juga bertambah.

Pertambahan keduanya adalah seepanjang garis OP. Kurva op mulainaik dengan tajam, kemudian seetelah mencapai tahap tertentu kurvanya menjadi mendatar. B jenuh (saturasi). Arus I diturunkan secara bertahap hingga hingga arus nol (kurva PQ). Terdapat sisa kemagnetan Br. Arah arus dibalik. Besar H bertambah  dan B berkurang sedikit demi sedikit hingga B = 0 di titik R. Diperoleh daya koersip. Arus dinaikkan hingga titik S. Kemudian arus dinaikkan secara bertahap hinggaa nol pada titik C. Arus dibalik. B berkurang hiingga nol dan H bertambah sesuai pertambahan I demikian juga B diperoleh titik P. Kurva yang ditunjukan pada gambar dibawah disebut kurva histerisis bahan. Luas jarak sebanding dengan volume  bahan magnetik yang dimagnetisasi. Jika inti diberi arus bolak-balik maka akan menimbulkan arus eddy disebut arus pusar (arus facoult).

 

Berdasarkan permeabilitas maka bahan magnet dibedakan atas:

1.      Diamagnetik: bahan yang sulit menyalurkan garis gaya magnet (ggm), permeabilitas sedikit lebih kecil dari 1 dan tidak mempunyai dwi  kutub yang permanen. Contoh Bi, Cu, Audan dan sebagainya.

2.      Paramagnetik:  bahan yang mudah menyalurkan garis gaya magnet (ggm),  tetapimempunyai  dwi kutub yang tidak  beraturan. Cintih Al, Pb, Ag, dan sebagainya.

3.      Ferrromagnetik: bahan yang mudah menyalurkan garris gaya magnet (ggm), permeabilitas jauh lebih besar dari  1 dan tidak meempunyai kutub yang permanen. Resistivitas bahan ferromagnetik rendah, pemakaian ferrro terbatas padafrekuensi rendah. Bahan dibedakan atas:

a.       Bahan magnetik lunak. Digunakan pada  inti trafo, inti generator, relay dan sebagainya.

b.      Bahan yang sulit menjadi magnet  tetapi  setelah menjadi magnet, sulit melepaskan kemagnetannya.  Digunakan pada pabrikasi magnet permanen.

4.      Ainti ferromagntik: bahan yang memiliki suspebilitas yang kecil pada  segala  suhu tetapi  perubahan suspetabilitas karena suhu addalah keadaan yang sangat khusus. Mempunyai ddwwi kutub sejajar tetapi berlawanan arah.

5.      Ferrimagnttik: memiliki resistivitasi  lebih besar dari bahan ferromagnetik. Bahan ini digunakan padda peralatan berfrekuensi ttinggi. Contoh  CuO,  MgO, MnO dan sebagainya.

11.2.2. laminasi baja kelistrikan

            Mengubah bahan magnetik  lunak menjadi baja kelistrikan dengan menambah silicon. Dengan demikian resistivitas bahan bertambah dan mengurangi rugi histerisis dan arus pusar. Laminasi untuk trafo umumya mengandung Si 4%. Untuk jangkar motor listrik kandungan Si 1-2%. Ketebalan laminasi baja untuk inti  trafo adalah 0,1 - 1mm. Baja lisrik jenis lain adalah baja listrik dengan proses dingin. Kemempuannya sangat tinggi terutama jika fluksi magnetiknya searah dengan panjang laminasi. Bajalisttrik jenis ini digunakan pada trafo radio, trafo arus dan sebagainya. Bahan yang memiliki kurva histeris persegi digunakan pada  komputer sebagai perangkat memori atau komponen operasi logic, sebagai alat switchiing.

a.       Bahan magnetik  lunak

Bahan yang banyak digunakan adalah paduan besi-nikel.  Pada komposisi nikel20% paduan menjadi  non magnetis dan peermeabilitas maksimum dicapai pada komposisi 21,5%. Paduan ini dengan tambahan molybdenm, chromium atau tembaga diseebut permalloy. Alsifer (komposisi 9,5 % Si, 5,6% Al dan sisanya besi) mudah diajdikan bubuk untuk dibuat bahan dielektrik  magnet permeabilitas absolute 10.000 hingga 35.000, daya koersip 1,59 A.

b.      Bahan magnetik permanent

Baja karbon, komposisi karbon 0,4 hingga 1,7% merupakan bahan dasar pembuatan magnett permanent. Magnet peermanent digunakan sebaggai magnet pengeras  suara, perangkat penggandeng magnetik.

11.3. Penutup

·         Parameter kemagnetan terrdiri atas fluks magnet (ɸ), kuat medan magnet (B),induksi kemagnetan (H) dan permeabilitas (µ)

·         Berdasarkann permeabilitass maka bahan magnet dibedakan atas diamagnetik, paramagnetik, antiferromagnetik dan ferrimagnetik.

·         Mengubaha bahan magnnetik lunak menjadi baja kelistrikan adalah dengan menambah silicon. Bahan yang banyak digunakan sebagai bahan magnett lunak adlah paduan besi-nikel. Laminasi untuk trafoumumnya mengandung Si 4%. Untuk jangkar motorr listrik kanndungan Si 1-2%.

·         Magnet  permanent digunakan sebagai magnet pengeras suara,  perangkatt  penggandeng magnetik.