MATERIAL MAGNETIK

DISUSUN OLEH KELOMPOK 4 :

EVAN ANWAR(1310951070)

HERU DERMAWAN (1310951071)

JAMALUDDIN (1310951080)

INDRA ATMAJA (1310951081)

ERIK EKA PUTRA [1310951082]

ANGGRE SAPTARIA S. [1310951090]

TEKNIK ELEKTRO - FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS ANDALAS

PENDAHULUAN• BAHAN MAGNETIK MERUPAKAN BAHAN INDUSTRI YANG PENTING

• PADA UMUMNYA TERDAPAT DUA JENIS UTAMA YAITU BAHAN MAGNET LUNAK DAN KERAS

• MAGNET LUNAK UNTUK APLIKASI YANG MEMBUTUHKAN BAHAN YANG DENGAN MUDAH DAPAT DIMAGNETISASI DAN DEMAGNETISASI

• MAGNET KERAS DIGUNAKAN UNTUK APLIKASI YANG MEMBUTUHKAN MAGNET PERMANEN YANG TIDAK MUDAH UNTUK DIDEMAGNETISASI

• BAHAN MAGNETIK MEMILIKI SIFAT-SIFAT FISIS KEMAGNETAN SEPERTI MEDAN MAGNET, INDUKSI MAGNET, MAGNETISASI, DAN LAINNYA

MATERIAL MAGNETIK• MAGNETIK ADALAH SUATU FENOMENA MISTERIUS YANG MENARIK, DIMANA

MATERIAL DAPAT DITARIK ATAU DITOLAK MAUPUN DIPENGARUHI TANPA BERSENTUHAN SECARA LANGSUNG.

SIFAT DASAR KEMAGNETAN• INDUKSI MAGNET : KETIKA ARUS DIALIRKAN PADA SEBUAH KUMPARAN YANG MELILIT BESI LUNAK

MAKA TERJADI ORIENTASI PADA PARTIKEL-PARTIKEL YANG ADA DALAM BESI. ORIENTASI INI MENGUBAH/ MENGARAHKAN PADA KUTUB UTARA DAN SELATAN.

• PERMEABILITAS MAGNET : DERAJAT MAGNETISASI MATERIAL YANG MERESPON MEDAN MAGNET LINIER DARI LUAR (Μ)

• SUSEPTIBILITAS :M = H, DIMANA ADALAH BERDIMENSI SKALAR DAN DISEBUT DENGAN SUSEPTIBILITAS MAGNETIK

• MEDAN MAGNET : SUATU MEDAN YANG DIBENTUK DENGAN MUATAN LISTRIK YAN MENYEBABKAN MUNCULNYA GAYA DI MUATAN LISTRIK YANG BERGERAK LAINNYA.

• GERAK MAGNETIS (Θ) : JUMLAH DARI SEMUA ARUS DALAM BEBERAPA PENGHANTAR YANG DILINGKUPI OLEH MEDAN MAGNET (ATAU OLEH GARIS FLUKS MAGNETIK)

• FLUKS MAGNETIK (Φ) : JUMLAH DARI SEMUA GARIS FLUKS MAGNETIK; INI BERARTI BAHWA FLUKS SAMA BESAR DISEBELAH DALAM DAN DISEBELAH LUAR KUMPARAN.

EFEK TEMPERATUR TERHADAP SIFAT MAGNET

EFEK TEMPERATUR PADA BAHAN FERROMAGNETIK

• PADA TEMPERATUR BATAS DI ATAS 0 K, ENERGI PANAS MENYEBABKAN DIPOLE MAGNETIK PADA BAHAN FERROMAGNETIK MENYIMPANG DARI JAJARANNYA.

• OLEH KARENA ITU, PERUBAHAN ENERGI MENYEBABKAN JAJARAN PARALEL DARI DIPOLE MAGNETIK PADA BAHAN FERROMAGNETIK DIIMBANGI OLEH RANDOM EFEK ENERGI PANAS. AKHIRNYA, KEMAGNETAN PADA BAHAN FERROMAGNETIK MENGHILANG, DAN MATERIAL MENJADI PARAMAGNETIK. (TEMPERATUR CURIE)

• PADA TEMPERATUR YANG TINGI, LEBIH TINGGI DARI PERPINDAHAN ACAK AKAN MEMPENGARUHI SPIN, DAN LEBIH SULIT UNTUK MENJADI SPIN YANG TERTATA UNTUK MEMPERTAHANKANNYA.

• NAMUN KETIKA TEMPERATUR TURUN, SPIN DENGAN SPONTAN MELURUS SENDIRI, SEHINGGA SEMUA TITIK PADA ARAH YANG SAMA. • PROSES PEMBENTUKAN SPIN-SPIN YANG TERTATA DISEBUT DENGAN PROSES

MAGNETISASI, ADAPUN SEBALIKNYA PROSES PENGACAKAN DARI SPIN YANG TERTATA DISEBUT DENGAN DEMAGNETISASI.

nmmVNM

MAGNETOSTATICS DAN HISTERESIS• KEMAGNETAN ADALAH DENSITAS VOLUME MOMEN MAGNETIK YAITU: JIKA

VOLUME TERTENTU MEMILIKI M MAGNETISASI MAKA ELEMEN VOLUME D V MEMILIKI MOMEN MAGNETIK D M = M D V.

Arah magnetisasi

• HISTERESIS LOOP PADA MAGNET TERJADI SELAMA MAGNETISASI, MEDAN MAGNET MENINGKAT PADA MATERIAL SAMPAI TITIK JENUH TERCAPAI.

DOMAIN MAGNETA. DOMAIN FERROMAGNETIK• DOMAIN ADALAH DAERAH DI DALAM KRISTAL DIMANA SEMUA SEL

SATUAN PADA DAERAH TERSEBUT MEMILIKI ORIENTASI MAGNETIK YANG SAMA.

• PADA SUHU TINGGI, DIPOLE MAGNETIK DARI ATOM INDIVIDUAL TERORIENTASI SECARA ACAK. SELAMA PENDINGINAN DI BAWAH TEMPERATURE CURIE, TC, TERJADI PERTAUTAN ANTARA DIPOLE MAGNETIK DARI ATOM YANG BERDEKATAN

• PERTAUTAN INI MENGHASILKAN ORIENTASI-ORIENTASI MAGNETIK YANG SAMA PADA BANYAK SEL SATUAN SEHINGGA HASILNYA ADALAH TERBENTUKNYA SUATU DOMAIN.

Domain magnetik pada lapisan baja karbon yang dipanaskan

• KETIKA MEDAN MAGNET EKSTERNAL DIBERIKAN PADA SEBUAH BAHAN ATAU KRISTAL MAGNETIK, DOMAIN-DOMAIN YANG MEMILIKI ORIENTASI MAGNETIC YANG PARALEL DAN SEARAH DENGAN ARAH MEDAN MAGNET AKAN TUMBUH DENGAN MENGORBANKAN DOMAIN-DOMAIN BERDEKATAN YANG ORIENTASINYA TEGAK LURUS ATAU BERLAWANAN DENGAN ARAH MEDAN MAGNET.

Pertumbuhan domain magnet dan rotasi orientasi magnetik

PENENTUAN STRUKTUR DOMAIN FERROMAGNETIK BERDASARKAN TIPE ENERGI

• STRUKTUR DOMAIN SUATU BAHAN MAGNET DAPAT DITENTUKAN OLEH BEBERAPA TIPE ENERGI DENGAN STRUKTUR DOMAIN YANG PALING STABIL DITENTUKAN OLEH KESELURUHAN ENERGI POTENSIAL SUATU BAHAN YANG MINIMUM.

1. PERUBAHAN ENERGI• ENERGI POTENSIAL PADA SEBUAH DOMAIN BAHAN MAGNET SOLID MENJADI

RENDAH KETIKA DIPOL-DIPOL ATOM BERORIENTASI PADA ARAH YANG SAMA. ARAH ORIENTASI INI BERBANDING LURUS DENGAN PERUBAHAN ENERGI.

2. ENERGI MAGNETOSTATIK• ENERGI MAGNETOSTATIK ADALAH ENERGI POTENSIAL MAGNETIK SUATU

BAHAN MAGNET YANG DIHASILKAN OLEH MEDAN MAGNET EKSTERNAL.

Reduksi energi magnetostatik oleh perubahan susunan domain magnet

3. ENERGI ANISOTROPI MAGNETOKRISTALIN

• MERUPAKAN ENERGI YANG DIBUTUHKAN SELAMA PROSES MAGNETISASI SUATU BAHAN UNTUK MEROTASI DOMAIN MAGNETIK AKIBAT KRISTAL ANISOTROPI.• SEBAGAI CONTOH PERBEDAAN ENERGI ANISOTROPI MAGNETOKRISTALIN

PADA MAGNETISASI ARAH KRISTAL [111] DAN [100] PADA BESI BCC ADALAH SEKITAR 1,4 X 104 J/M3.

4. ENERGI DINDING/BATAS DOMAIN• DINDING DOMAIN ADALAH BATAS ANTARA DUA DOMAIN DIMANA

KESELURUHAN MOMEN MAGNETIK PADA ORIENTASI YANG BERBEDA.

Energi dinding domain dan pengaruh ketebalan dinding domain terhadap tingkat energi

5. ENERGI MAGNETOSTRIKSI• ENERGI AKIBAT TEKANAN MEKANIK YANG DIAKIBATKAN OLEH

MAGNETOSTRIKSI PADA BAHAN MAGNETIK

Energi magnetostriksi pada domain magnet

MAGNET LUNAK DAN MAGNET KERAS

• MAGNET KERAS MENARIK MATERIAL YANG MENGALAMI MAGNETISASI MENUJU DIRINYA

• MAGNET LUNAK DAPAT MENGALAMI MAGNETISASI DAN TERTARIK KE MAGNET LAIN

• PERBEDAAN ANTARA MAGNET PERMANEN, ATAU MAGNET KERAS DENGAN MAGNET LUNAK JELAS TERLIHAT PADA LOOP HISTERISIS

A. SIFAT- SIFAT MAGNET PERMANEN (KERAS)

Material Magnetik

RemanensiBr

V.s/m2

Medan Koersif-Hc

kA/m

Hasil kali Demagnetisasi Maksimum

BHmax, kJ/m3

Baja karbon biasa

1 4 1

Alnico V 1,2 55 34

Feroxdur (BaFe12O19)

0,4 150 20

RE-Co 1,0 700 200

Nd2Fe14B 1600

B. SIFAT- SIFAT MAGNET- MAGNET LUNAKMaterial Magnetik Induksi saturasi

Bs

V.s/m2

Medan koersif -Hc

A/m

Permeabelitas Relatif Maksimum

μr (max)

Besi murni (bcc) 2,2 80 5000Lembaran

transformator silikon ferit (berorentasi)

2,0 40 15000

Permalloy, Ni-Fe 1,6 10 2000Superpermalloy, Ni-

Fe-Mo0.2 0.2 100.000

Feroxcube A, (Mn,Zn)Fe2O4

0,4 30 1200

Feroxcube B, (Ni, Zn)Fe2O4

0,3 30 700

Gelas metalik (Fe81B13,5Si3.5C2

1.5 1 100.000

SEKIAN DAN TERIMA KASIH