BAHAN-BAHAN MAGNETIK

TUGAS BAHAN LISTRIK

I Kadek Agus Riki Gunaan

NIM. 1004405053

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA

JIMBARAN-BALI

2014

ABSTRAK

Menurut sifatnya terhadap adanya pengaruh kemagnetan, bahan dapatdigolongkan

menjadi 5 yaitu diamagnetik, paramagnetik, feromagnetik, antiferromagnetik, dan

ferrimagnetik (ferri).Parameter–parameterdari bahanmagnetik tersebut adalah permeabilitas

dan susceptibilitas magneti, momenmagnetik, dan magnetasi.

Ada beberapa cara untuk mengubah bahan magnetik lunak untuk menjadi baja

kelistrikan, namun cara yang paling praktis adalah dengan menambah silikonke dalam

komposisinya. Cara ini akan mengurangi rugi histeris dan arus pusar dengan tajam karena

relativitasnya bertambah. Bahan magnetik lunak lain yang banyak digunakan adalah paduan

anatara besi dan nikel. Pada saat sebuah bahanferromagnetik diamagnetisasi, umumnya

secara fisik akan terjadi perubahandimensi. Hal atau gejala seperti ini disebut magnetostriksi.

Namun pengaruh darimagnetostriksisangatlah terbatas yaitu pada penggunaan bahan-bahan

yangrelatif tinggi magnetotriksinya harus rendah

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat

rahmat dan petunjuk-Nyalah Paper Bahan-bahan Magneti kini dapat diselesaikan. Dengan

karunia kesehatan dan kesempatan dari-Nya pula, laporan ini pun dapat rampung tepat pada

waktunya.Ucapan terima kasih kami berikan kepada semua pihak yang telah banyak

membantu kami dalam penyusunan laporan ini. Laporan ini bertujuan untuk memenuhi tugas

mata kuliah Bahan Listrik. Disamping itu juga untuk memberikan informasi kepada para

pembacamengenai materi Bahan-bahan Magnetik.Kami menyadari sepenuhnya laporan ini

masih jauh dari sempurna,sehingga kami sebagai penyusun mengharapkan berbagai saran dan

kritik yang bersifat membangun, agar nantinya dapat dijadikan pedoman bagi kami dalam

penyusunan laporan berikutnya.

Denpasar, 9 September2014

Penyusun

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Magnet tentu saja bukan merupakan suatu kata yang baru untuk kita

dengar,melainkan suatu kata yang sangat lumrah dan tak asing di telinga kita. Magnet bahkan

telah sangat banyak berperan di dalam kehidupan manusia. Sebagai contoh penggunaan

bahan magnetik adalah inti transformator, magnet pada pengeras suara dan masih banyak lagi

contoh penggunaan bahan magnet yang lain.

Bahan listrik khususnya bahan magnetik sudah sering digunakan oleh masyarakat luas

untuk berbagai macam aplikasi peralatan listrik seperti yang telah disebutkan di atas. Dan

tentunya peralatan tersebut didukung oleh keamanan peralatan serta keamanan konsumen

atau pengguna. Untuk itu pengguna harus mengetahui bahan magnetik yang ada dan

diperhatikan dalam ketepatan pemilihan bahan oleh para pengguna.

Bahan-bahan dibagi menjadi 5 berdasarkan sifatnya terhadap kemagnetannya, yaitu

diamagnetik, paramagnetik, feromagnetik, anti ferromagnetik, dan ferrimagnetik (ferri).

Untuk itu diperlukan suatu informasi bagi pengguna agar dapat menentukan bahan-

bahan magnetic yang dapat digunakan pada peralatan listrik khususnya mengenai bahan-

bahan magnetik.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas dapat dirumuskan beberapa permasalahanyaitu:

1. Bagaimana penggolongan bahan-bahan magnet dan parameter-parameter magnetik

tersebut?

1.3 Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dari penulisan laporan ini adalah :

1.Mengetahui penggolongan bahan-bahan magnetik dan parameter-parameter magnetik.

2.Mengetahui bahan-bahan magnetik lunak yang laindan bahan magnet permanen.

3.Mengetahui pengertian dan jenis-jenis magnetostriksi

1.4 Manfaat Penulisan

Manfaatdari pembuatan laporan ini adalah:.

1. Sebagai referensi dalam pengembangan lebih lanjut mengenai bahanmagnetik.

2. Sebagai acuan ataupun menjadi pertimbangan bagi industri kelistrikan di dalam

merencanakan pemakaian bahan magnetik sebagai bahan listrik atau bahan lain.

3. Menambah pengetahuan mengenai bahan magnetik sebagai bahan listrik baik bagi

mahasiswa atau mahasiswi maupun bagi masyarakat umum.

1.5 Ruang lingkup dan Batasan Masalah

Melihat luasnya permasalahan dalam penyusunan laporan ini, maka perlu di batasi

permasalahannya pada masalah penggolongan bahan berdasarkan sifat kemagnetan,

parameter-parameternya, serta bahan-bahan magnet

1.6 Sistematika Pembahasan

Adapun sistematika pembahasan yang digunakan dalam penulisan laporan iniadalah :

BAB I:PENDAHULUAN

Berisikan secara lengkap gambaran umum isi tulisan, mulai latar belakang, rumusan

masalah, tujuan, manfaat, batasan masalah yang akandibahas dan sistematika

penulisanmengenai bahan magnetik.

BAB II: TINJAUAN PUSTAKA

Dalam bab ini memaparkan kepustakaan yang berisikan tentang konsepdan

penggunaan bahan magnetic secara umum dan karakteristik bahan magnetic dalam bidang

keteknikan.

BAB III: METODE

Dalam bab ini diuraikan tempat dan waktu penelitian, sumber data dan jenis data.

BAB IV:HASIL DAN PEMBAHASAN

Dalam bab ini membahas hasil penelitian yang telah dilakukan guna mengetahui

penggolongan bahan magnetic parameter-parameternya, serta mengetahui bahan-bahan

magnet lunak lain.

BAB V:PENUTUP

Merupakan bab yang berisikan kesimpulan dari uraian pembahasan dansaran-saran

yang menghubungkan dengan pembahasan sebelumnya.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Magnet

Magnet atau magnit adalah suatu obyek yang mempunyai suatu medan magnet. Kata

magnet (magnit) berasal dari bahasa Yunani magnítis líthos yang berarti batu Magnesian.

Magnesia adalah nama sebuah wilayah di Yunani pada masa lalu yang kini bernama Manisa

(sekarang berada di wilayah Turki) di mana terkandung batu magnet yang ditemukan sejak

zaman dulu di wilayah tersebut. Pada saat ini, suatu magnet adalah suatu materi yang

mempunyai suatu medan magnet. Materi tersebut bisa dalam berwujud magnet tetap atau

magnet tidak tetap. Magnet yang sekarang ini ada hampir semuanya adalah magnet buatan.

Magnet selalu memiliki dua kutub yaitu: kutub utara (north/ N) dan kutub selatan (south/

S). Walaupun magnet itu dipotong-potong, potongan magnet kecil tersebut akan tetap

memiliki dua kutub. Magnet dapat menarik benda lain. Beberapa benda bahkan tertarik lebih

kuat dari yang lain, yaitu bahan logam. Namun tidak semua logam mempunyai daya tarik

yang sama terhadap magnet. Besi dan baja adalah dua contoh materi yang mempunyai daya

tarik yang tinggi oleh magnet. Sedangkan oksigen cair adalah contoh materi yang mempunyai

daya tarik yang rendah oleh magnet.

Gambar 2.1. Berbagai bentuk magnet.

Gambar 2.2 Kutub magnet yang berbeda saling menarik

Gambar 2.3. Kutub magnet yang sejenis saling menolak

Kutub-kutub magnet selalu berpasangan yaitu kutub utara dan kutub selatan. Selama

bertahun-tahun para ilmuwan mencoba mendapatkan satu kutub saja yang ada pada sebuah

magnet. Jika sebuah magnet dipotong menjadi dua, ternyata hasilnya berupa dua magnet yang

lebih kecil dan masing-masing tetap memiliki kutub utara dan selatan. Seperti halnya Gambar

C3.

Gambar 2.4. Magnet yang dipotong-potong

2.2 Medan Magnet

Walaupun gaya-gaya magnet yang terkuat terletak pada kutub-kutub magnet, gaya-gaya

magnet tidak hanya berada pada kutub-kutubnya saja. Gaya-gaya magnet juga timbul di

sekitar magnet. Daerah di sekitar magnet yang terdapat gaya-gaya magnet disebut medan

magnet. Garis gaya magnet dapat digambarkan dengan cara menaburkan serbuk besi pada

kertas yang diletakkan di atas magnet. Jika pada suatu tempat garis gaya magnetnya rapat,

berarti gaya magnetnya kuat. Sebaliknya jika garis gaya magnetnya renggang, berarti gaya

magnetnya lemah.

Gambar 2.5. Diagram garis gaya magnet dapat dibuat sesuai pola serbuk besi yang terjadi.

Gambar 2.6. Garis medan magnet Utara-Selatan.

Seperti halnya garis gaya listrik yang menggambarkan medan listrik, garis gaya magnet

dapat menggambarkan medan magnet. Namun tidak seperti garis gaya listrik yang dapat

berawal dan berakhir pada satu muatan listrik, garis gaya magnet tidak ada awal dan

akhirnya. Garis gaya magnet membentuk lintasan tertutup dari kutub utara ke kutub selatan.

Jadi, medan magnet adalah daerah di sekitar magnet yang masih bekerja gaya magnet,

digambarkan oleh garis gaya magnet yang menyebar dari kutub-kutub magnet.

2.3. Bahan Magnetik dan Bahan Nonmagnetik

Benda dapat digolongkan berdasarkan sifatnya. Kemampuan suatu benda menarik

benda lain yang berada di dekatnya disebut kemagnetan. Berdasarkan kemampuan

benda menarik benda lain dibedakan menjadi dua, yaitu benda magnet dan benda bukan

magnet. Namun, tidak semua benda yang berada di dekat magnet dapat ditarik. Oleh

karena itu sifat kemagnetan benda dapat digolongkan menjadi:

a. Bahan magnetik (feromagnetik), yaitu bahan yang dapat ditarik magnet dengan

kuat. Contoh: besi, baja, besi silikon, nikel, kobalt.

b. Bahan non magnetik

1) Paramagnetik, yaitu bahan yang ditarik lemah oleh magnet.

Contoh: alumunium, magnesium, wolfram, platina dan kayu

2) Diamagnetik, yaitu bahan yang ditolak oleh magnet.

Contoh: Bismuth, tembaga, emas, perak, seng, garam dapur.

Benda-benda magnetik yang bukan magnet dapat dijadikan magnet. Benda itu ada yang

mudah dan ada yang sulit dijadikan magnet. Baja sulit untuk dibuat magnet, tetapi

setelah menjadi magnet sifat kemagnetannya tidak mudah hilang. Oleh karena itu, baja

digunakan untuk membuat magnet tetap (magnet permanen). Besi mudah untuk dibuat

magnet, tetapi jika setelah menjadi magnet sifat kemagnetannya mudah hilang. Oleh

karena itu, besi digunakan untuk membuat magnet sementara.

Berdasarkan jenis bahan yang digunakan, magnet dapat dibedakan menjadi empat tipe:

a. Magnet Permanen Campuran

Sifat magnet tipe ini adalah keras dan memiliki gaya tarik sangat kuat. Magnet permanen

campuran dibagi menjadi:

a. Magnet alcomax, dibuat dari campuran besi dengan almunium

b. Magnet alnico, dibuat dari campuran besi dengan nikel

c. Magnet ticonal, dibuat dari campuran besi dengan kobalt

b. Magnet Permanen Keramik

Tipe magnet ini disebut juga dengan magnadur, terbuat dari serbuk ferit dan bersifat

keras serta memiliki gaya tarik kuat.

c. Magnet Besi Lunak

Tipe magnet besi lunak disebut juga stalloy, terbuat dari 96% besi dan 4% silicon. Sifat

kemagnetannya tidak keras dan sementara.

d. Magnet Pelindung

Tipe magnet ini disebut juga mumetal, terbuat dari 74% nikel, 20% besi, 5% tembaga,

dan 1% mangan. Magnet ini tidak keras dan bersifat sementara.

Berdasarkan penggolongan magnet buatan diatas serta kemampuan bahan menyimpan

sifat magnetnya, kita dapat menggolongkan bahan-bahan magnetic ke dalam magnet keras

dan magnet lunak. Sebagai contoh bahan-bahan magnet keras ialah baja dan alcomax. Bahan

ini sangat sulit untuk dijadikan magnet. Namun demikian, setelah bahan tersebut menjadi

magnet, bahan-bahan magnet keras ini akan dapat menyimpan sifat magnetiknya relative

sangat lama. Karena pertimbangan atau alas an itulah bahan-bahan magnet keras ini lebih

banyak dipakai untuk membuat magnet tetap (permanen). Contoh pemakaiannya adalah pita

kaset dan kompas. Bahan-bahan magnet lunak, misalnya besi dan mumetal, jauh lebih mudah

untuk dijadikan magnet. Namun demikian, sifat kemagnetannya bersifat sementara atau

mudah hilang. Itulah sebabnya, bahan-bahan magnet lunak ini banyak dipakai untuk

membuat electromagnet.

2.4 Cara Pembuatan Magnet

Pada dasarnya memagnetkan suatu bahan (besi, baja, nikel, kobalt, atau campuran)

adalah mengatur posisi kutub magnet elementernya, misalnya batang besi digosok dengan

magnet yang kuat. Posisi magnet elementer semula tidak teratur, saat digosok magnet yang

kuat, magnet elementer akan berputar dan kutub-kutub magnet elementer yang senama akan

menghadap kesatu arah. Akibatnya, batang besi atau baja tersebut akan menjadi magnet.

Beberapa cara membuat magnet antara lain:

1. Membuat Magnet dengan Cara Menggosok

Gambar 2.7. Ujung terakhir gosokan menjadi kutub selatan

Besi yang semula tidak bersifat magnet, dapat dijadikan magnet. Caranya besi

digosok dengan salah satu ujung magnet tetap. Arah gosokan dibuat searah agar magnet

elementer yang terdapat pada besi letaknya menjadi teratur dan mengarah ke satu arah.

2. Membuat Magnet dengan Cara Induksi

Gambar 2.8. cara membuat magnet dengan induksi

Besi dan baja dapat dijadikan magnet dengan cara induksi magnet. Besi dan baja

diletakkan di dekat magnet tetap. Magnet elementer yang terdapat pada besi dan baja akan

terpengaruh atau terinduksi magnet tetap yang menyebabkan letaknya teratur dan mengarah

ke satu arah. Besi atau baja akan menjadi magnet sehingga dapat menarik serbuk besi yang

berada di dekatnya.

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 A besi, maka ujung A besi menjadi kutub selatan dan ujung B besi

menjadi kutub utara atau sebaliknya.

3. Membuat Magnet dengan Cara Arus Listrik

Gambar 2.9 Membuat magnet dengan arus listrik

Selain dengan cara induksi, besi dan baja dapat dijadikan magnet dengan arus

listrik. Besi dan baja dililiti kawat yang dihu- bungkan dengan baterai. Magnet elementer

yang terdapat pada besi dan baja akan terpengaruh aliran arus searah (DC) yang dihasilkan

baterai. Hal ini menyebabkan magnet elementer letaknya teratur dan mengarah ke satu arah.

Besi atau baja akan menjadi magnet dan dapat menarik serbuk besi yang berada di

dekatnya. Magnet yang demikian disebut magnet listrik atau elektromagnet.

Besi yang berujung A dan B dililiti kawat berarus listrik. Kutub magnet yang terbentuk

bergantung pada arah arus ujung kumparan. Jika arah arus berlawanan jarum jam maka

ujung besi tersebut menjadi kutub utara. Sebaliknya, jika arah arus searah putaran jarum jam

maka ujung besi tersebut terbentuk kutub selatan. Dengan demikian, ujung A kutub utara

dan B kutub selatan atau sebaliknya.

2.5 Bahan Magnetik

Bahan magnetik adalah suatu bahan yang memiliki sifat kemagnetan dalam

komponen pembentuknya. Menurut sifatnya terhadap adanya pengaruh kemagnetan, bahan

dapat digolongkan menjadi 5 yaitu diamagnetik, paramagnetik, feromagnetik,anti

ferromagnetik, dan ferrimagnetik (ferri). Bahan diamagnetik adalah bahan yang sulit

menyalurkan garis gaya magnet (ggm). Bahan paramagnetik adalah bahan yangdapat

menyalurkan ggm tetapi tidak banyak. Permeabilitasnya sedikit lebih besar dari1, susunan

dwikutubnya tidak beraturan. Bahan ferromagnetik mudah menyalurkan ggm.

Permeabilitasnya jauh di atas 1.Bahan anti ferromagnetik mempunyai suscepbilitas positif

yang kecil pada segala suhu, tetapi perubahan suscepbilitas karena suhu adalah keadaan yang

sangat khusus. Susunan dwikutubnya adalah sejajar tetapi berlawanan arah. Bahan

ferrimagnetik memiliki resisitivitas yang jauh lebih tinggi dibanding bahan ferro magnet.

Resisitivitas bahan ferromagnet adalah rendah.Hal ini yang menyebabkan pemakaian

ferromagnet terbatas pada frekuensi rendah.Sedangkan pada bahan ferrimagnetik

resisitivitasnya jauh lebih tinggi dibanding bahan ferromagnet. Karena itu ferri magnet (ferrit)

layak digunakan pada peralatan yang menggunakan frekuensi tinggi disamping arus-eddy

yang terjadi padanya kecil.

Gambaran dwikutub bahan-bahan magnet seperti gambar 2.1.

(a) (b)

(c) (d)

Gambar 2.10. Susunan dwikutub bahan-bahan magnetic

a. paramagnetik b. ferromagnetik

c. antiferromagnetik d. ferrimagnetik

2.6 Bahan-bahan Ferromagnetik

Bahan-bahan ferromagnetik dapat dikategorikan menjadi dua yaitu:

1. Bahan yang mudah dijadikan magnet yang lazim disebut bahan magnetik lunak. Bahan

ini banyak digunakan untuk inti transformator, inti motor atau generator, rele, peralatan

sonar atau radar.

2. Bahan ferromagnetik yang sulit dijadikan magnet tetapi setelah menjadi magnet tidak

mudah kembali seperti semula disebut bahan magnetik keras, bahan ini digunakan

untuk pabrikasi magnet permanen.

Sifat-sifat bahan magnetic adalah mirip dengan sifat-sifat bahan dielektrik.Momen atom

dan molekul-molekul yang menyebabkan adanya dwikutub adalah sama dengan momen

dwikutub pada bahan dielektrik. Magnetisasi pada bahan magnet seperti halnya polarisasi

pada bahan dielektrik.

Setiap bahan magnetik memiliki parameter-parameter magnetik di antaranya

Permeabilitas dan susceptibilitas magnetik, momen magnetik, magnetisasi. Berdasarkan

susceptibilitasnya dapat dibedakan sifat kemagnetan suatu bahan yaitu untuk Xm negatif 10 -5

adalah diamagnetik, untuk Xm kecil dan positif 10-3 pada suhu kamar (karena Xm berbanding

terbalik dengan suhu) adalah paramagnetik , untuk Xm yang besar adalah ferromagnetic.

BAB III

KESIMPULAN

3.1 Simpulan

Dari pemabahasan materi bahan-bahan magnetik di atas dapat ditarik kesimpulan

antara lain:

1. Bahan magnetik dapat digolongkan menjadi 5 yaitu diamagnetik, paramagnetik,

feromagnetik, anti ferromagnetik, dan ferrimagnetik (ferri).

2. Parameter – Parameter magnetik antara lain : Permeabilitas dan susceptibilitas

magnetik, momen magnetik, magnetisasi

3. Bahan magnetik lunak yang banyak digunakan adalah paduan besi-nikel yang

digunakan dibidang kelistrikan misalnya ferrit digunakan sebagai bahan

semikonduktor.

4. Magnetostriksi adalah gejala perubahan ukuran secara fisik dari bahan-bahan

magetik. Ada

3 jenis magnetostriksi yaitu : magnetostriksi longitudinal, magnetostriksi transversal,

magnetostriksi volume.

3.2 Saran

Bahan magnetik merupakan salah satu bahan listrik yang sering digunakan oleh

masyarakat. Yang perlu dilakukan oleh pemerintah dan masyarakat mulai sekarang ini adalah

meningkatkan pengetahuan mengenai bahan magnetik dan melestarikan bahan-bahan

anorganik maupun organik sebagai bahan dasar pembuat bahan magnetik ini.