Konsep Dasar Kemagnetan

Konsep Dasar Kemagnetan
Intro
Gejala kemagnetan merupakan cikal bakal berkembangnya pengetahuan
tentang kelistrikan. Ditemukan sejak 2000 tahun yang lalu di Yunani pada
sejenis batuan yang dinamakan magnetit di kota magnesia.
Awal abad ke 12, magnet mulai digunakan sebagai kompas karena sifatnya
yang selalu menunjuk arah utara dan selatan bumi. Sifat kutub magnet mulai
diselidiki 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 Magnet
Gambar 1.
S
U
S
U
S

U

Gambar 2.
U
S
S
S
U
U


C
Fluks magnetik
Fluks magnetik adalah jumlah medan magnetik ( garis gaya
magnet ) yang dihasilkan sumber magnetik, dilambangkan
dengan Ф (phi). Satuan fluks magnetik weber ( Wb ).
Kerapatan fluks magnet adalah jumlah total fluks yang
menembus 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 (Magnetomotive
Force / mmf)
Mmf merupakan penyebab munculnya fluks magnetik pada
rangkaian elektromagnetik, dirumuskan:
Dengan: N= jumlah belitan (turn)
I = arus (amper / A)
Sehingga jika terdapat belitan sepanjang l maka kekuatan
magnet yang dihasilkan adalah:
Dengan: H = Kuat medan magnet
l = panjang fluks / panjang belitan
Permeabilitas Magnet
Permeabilitas magnet merupakan konstanta pembanding antara
rapat fluks (B) dengan kuat medan (H) yang dihasilkan magnet.
Untuk
udara dan bahan non magnetik,
permeabilitas
dinyatakan sebagai permeabilitas ruang kosong(μ0 = 4.10‐7
H/m), sehingga:
Untuk bahan lain maka permeabilitasnya sebanding dengan
permeabilitas ruang kosong dikalikan permeabilitas relatif bahan
(μr ). Sehingga diperoleh:
Permeabilitas Magnet
Permeabilitas relatif didefinisikan sebagai: rapat fluks pada bahan
r 
rapat fluks pada vakum
Sehingga pada ruang hampa, μr = 1 dan μr . μo = μ dinamakan permeabilitas absolut.
Dengan
konstanta
permeabilitas
maka
karakteristik kemagnetan suatu bahan dapat
digambarkan dalam kurva perbandingan B – H.
Permeabilitas Magnet
Kurva perbandingan B‐H dari berbagai bahan:
Reluktansi
Reluktansi merupakan derajat hambatan
magnetik dari suatu rangkaian magnetik
terhadap fluks magnet. Dirumuskan:
Satuan reluktansi 1/H atau H‐1 atau A/Wb
Untuk rangkaian magnet seri maka reluktansi
total dirumuskan:
Perbandingan Besaran Magnet dan Besaran Listrik
Histeresis dan Rugi Histeresis
Histeresis adalah tertinggalnya rapat fluks (B) terhadap
perubahan kuat medan magnet (H) pada rangkaian
magnetik. Digambarkan dalam bentuk kurva sebagai
berikut:
Histeresis dan Rugi Histeresis
Dari kurva tersebut:
• OX menunjukkan rapat fluks sisa (reminensi)
• OY menunjukkan gaya koersif (paksa)
• PP’ menunjukkan saturasi rapat fluks
Histeresis menyebabkan timbulnya rugi – rugi
dalam bentuk panas yang dinamakan rugi
histeresis. Besarnya sebanding dengan area yang
dibentuk 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
B
U
+
S
F = B . I.L
F
F = Gaya (Force)
B = Kerapatan garis gaya
(Fluks)
I = Besar arus
L = Panjang penghantar
PT PLN (Persero) Udiklat Pandaan
KONSTRUKSI MOTOR LISTRIK
1
6
4
2
5
7
3
8
1.
2.
3.
4.
Body Motor
Kumparan stator
Rotor
Tutup terminal
5.
6.
7.
8.
PT PLN (Persero) Udiklat Pandaan
Baut terminal klem
Lubang gantungan
Poros
Kaki motor
PRINSIP DASAR GENERATOR
GAYA GERAK LISTRIK
Apabila sebuah konduktor digerakkan tegak lurus
Sejauh (ds) memotong suatu medan magnit dengan
Kerapatan fluks  maka perubahan fluks pada
Konduktor dengan panjang efektif  ialah :
do = Bds
e = do
dt
e = ds
dt
Maka : e = Bv
ds = v
dt
KONSTRUKSI GENERATOR
KUMPARAN
STATOR
KUMPARAN
ROTOR

KOTAK
TERMINAL
BODY
GENERATOR
U
S
Sumber
DC
EXCITER