Kuliah 1

11Rudi Saranga/LecturerRudi Saranga/Lecturer

KOMPAS MAGNET KOMPAS MAGNET DANDAN

KOMPAS GASINGKOMPAS GASING


PRINSIP KERJA PEDOMAN MAGNIT

A. PENDAHULUAN

Kompas adalah sebuah alat yang mengandung unsur magnetik ditangguhkan bebas yang menampilkan arah komponen horisontal medan magnet bumi pada titik pengamatan. Kompas magnetik pertama kali digunakan pada zaman Cina kuno, selama dinasti Qin (221-206 SM) untuk keperluan meramal nasib.

Magnit jarum digunakan sebagai petunjuk arah berbentuk sendok lodestones (mineral dari bahan oksida besi yang mensejajarkan dirinya dengan arah utara-selatan) muncul lagi di Cina pada abad ke-8 M (antara 850 dan 1050). Mereka telah menggunakan metode ini secara umum sebagai alat navigasi di kapal.

Orang pertama yang tercatat telah menggunakan kompas sebagai alat bantuan dalam navigasi adalah Zheng He (1371-1435), dari propinsi Yunnan di Cina, yang membuat tujuh perjalanan laut antara 1405 dan 1433.

Rudi Saranga/LecturerRudi Saranga/Lecturer 33

• 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. Satuan intensitas magnet menurut sistem metrik pada International System of Units (SI) adalah Tesla dan SI unit untuk total fluks magnetik adalah weber. 1 weber/m^2 = 1 tesla, yang mempengaruhi satu meter persegi.


• Jenis Magnet tetap (magnet tetap tidak memerlukan tenaga atau bantuan dari luar untuk menghasilkan daya magnet (berelektromagnetik).

• Jenis magnet tetap selama ini yang diketahui terdapat pada:

1. Neodymium Magnets, merupakan magnet tetap yang paling kuat.

2. Samarium-Cobalt Magnets

3. Ceramic Magnets

4. Plastic Magnets

5. Alnico Magnets

• Magnet tidak tetap (remanen) , yakni magnet tidak tetap (remanen) tergantung pada medan listrik untuk menghasilkan medan magnet. Contoh magnet tidak tetap adalah elektromagnet.


• Magnet buatan , yakni magnet buatan meliputi hampir seluruh magnet yang ada sekarang ini.

• Bentuk magnet buatan antara lain: • Magnet U• Magnet ladam• Magnet batang• Magnet lingkaran• Magnet jarum (kompas)

• Cara membuat magnet antara lain: • Digosok dengan magnet lain secara searah.


• Cara menghilangkan sifat kemagnetan antara lain:

1. Dibakar.

2. Dibanting-banting.

3. Dipukul-pukul.

4. Magnet diletakkan pada solenoida dan dialiri arus listrik bolak-balik (AC)

Pembalikan daya magnet kutub adalah proses yang terjadi pada waktu kutub utara dan kutub selatan saling bertukar posisi. Ketika ini terjadi, untuk beberapasaat medan magnet bumi mencapai Gauss nol, yang berarti bumi pada waktu itupunya daya magnet nol. Ketika ini terjadi bersamaan dengan perbalikan orbitsebelas tahunan kutub matahari, masalah besar akan terjadi.

Menurut perhitungan computer Hybrid, pembalikan kutub Bumi dan Matahari dapat mengakibatkan masalah besar selain elektronik tidak bekerja dengan semestinya, burung yang bermigrasi kehilangan haluan, dan bermacam macam:

- Sistem ketahanan tubuh semua hewan dan termasuk manusia akan banyak melemah.- Lapisan luar bumi akan mengalami pertambahan gunung berapi, pergerakan tektonik, gempa bumi, dan tanah longsor.- Medan magnet Bumi akan melemah dan radiasi alam semesta berasal dari matahari bertambah berlipat ganda mengakibatkan bahaya radiasi seperti kanker dan sebagainya tidak dapat dihindari- Benda-benda angkasa akan tertarik masuk ke Bumi- Daya gravitasi Bumi akan mengalami perubahan meskipun tidak diketahui bagaimana ia akan berubah



Pembagian kompas magnet menurut :A. Konstruksinya, dibedakan atas :1. Kompas magnet kering2. Kompas magnet basah (cair)

B. Fungsi dan penempatannya, dibagai atas :1. Kompas Tolok (standard compass), biasanya

diletakkan di bagian anjungan untuk membaring benda yg berada di luar kapal & tidak boleh terhalang oleh bagian-bagian kapal.

2. Kompas Kemudi (steering compass), ditempatkan di depan kemudi/jantra sehingga juru mudi dpt melihat setiap saat pd saat mengemudikan kapal. Kompas ini diletakkan tepat di bwh kompas tolok (standard) untuk mengoreksi perbedaan penunjukkan antara kompas tolok & kompas kemudi.

3. Kompas Cadangan (spare compass), berfungsi untuk mengganti salah satu pedoman tolok atau kemudi jika terjadi kerusakan secara fisik.


B. Pengertian Pedoman Magnit Pedoman adalah alat navigasi yang

berfungsi untuk menetapkan arah kapal di laut, yakni kemana kapal harus berlayar serta arah benda-benda di luar kapal terhadap posisi kapal kita (membaring). Misalnya arah suatu suar, tanjung, pulau dan sebagainya yang kita baring untuk menentukan posisi kapal dari waktu ke waktu.


C. PRINSIP KERJA C. PRINSIP KERJA DASAR DASAR KOMPAS MAGNKOMPAS MAGNEETT

• Dalam bernavigasi, alat kompas/pedoman merupakan alat yang sangat penting karena digunakan untuk menentukan haluan kapal dan mengambil baringan atas benda-benda guna mnentukan posisi kapal di tengah laut.

• Pada kompas magnet berkerja atas dasar suatu jarum magnet yang digantungkan pada bidang datar (horizontal) yang secara bebas akan mengarah pada arah Utara – Selatan sejati. Jadi tidak menggunakan energi listrik seperti kompas gasing/kompas giro.


Lukisan Medan Magnet di BumiLukisan Medan Magnet di Bumi


Sifat-sifat jarumSifat-sifat jarum/batang/batang magn magneett pada kompas magnet pada kompas magnet

1. memp. Gaya tarik terhdp baja dan besi.

2. Gaya tarik terkuat terdpt di ujung jarum yg disbt KUTUB.

3. Jika jarum magnet berputar bebas, maka arah garis penghubung kutub-kutub disbt poros magnet dan mengarah ke Utara-Selatan Magnit. Kutub yg mengarah ke arah Utara disbt kutub Utara dan yg ke arah Selatan disbt kutub Selatan.

4. Jika dua magnit dapat saling mempeng. Maka kutub senama akan tolak menolak dan kutub yg tidak senama akan tarik menarik.

5. Pengaruh dr suatu magnet terhdp jarum magnit yg lain diatus oleh hukum Coulomb { K = (m1 x m2) / R 2 }


I. KOMPAS MAGNET KERINGI. KOMPAS MAGNET KERING Kompas magnet kering adalah kompas magnet

dimana batang-batang magnet dipasang sejajar satu sama lain & digantungkan di bawah mawar pedoman dgn menggunakan benang sutra shg dpt bergrk bebas secara horizontal.


Bentuk-Bentuk Mawar Pedoman Pada Kompas Magnet


1.2. 1.2. Bagian-bagian utama kompas magnet kering Bagian-bagian utama kompas magnet kering adalah :adalah :

1. Ketel pedoman, berfungsi sbg tempat

semat, piringan pedoman & garis layar.

2. Piringan pedoman, memuat mawar pedoman, batang magnet & sungkup

3. Cincin lenja, berfungsi untuk menggantungklan ketel pedoman pd rumah pedoman agar pedoman selalu dlm keadaan datar pd wkt kpl mengoleng atau mengangguk.

4. Rumah pedoman, sebagai tempat ketel pedoman & batang-batang penimbal .


Keterangan :A. Magnet B. Mawar pedoman C. SungkupD. Cairan E. Pelampung/ketel udara F. Perluasan G. Cincin beralur

Penampang Melintang Pedoman Magnet Kering


1.2.1. KETEL PEDOMAN1.2.1. KETEL PEDOMAN

Ketel pedoman umumnya terbuat dari perunggu atau kuningan & berbentuk bulat torak. Pada ketel pedoman terdapat bagian-bagian berupa :a. Tutup atas berupa kaca bening yg kedap air. Pada pedoman model lama masih menggunakan tuas paku pada bagian tengahnya untuk meletakkan pesawat baring. Namun bila pesawat baring menggunakan azimuth circle, tuas paku tdk diperlukan lagi.b. Kaca baur sbg penutup bagian bawah agar tembus cahayac. Garis layar, yaitu tanda yg dipasang pd bagian tepi bagian dlm

ketel. Dipasang dua bagian yg sejajar dgn lunas kapal. Fungsinya untuk membaca haluan kapal.

d. Pemberat. Dipasang di bagian bawah ketel, berfungsi untuk menjaga ketegangan & kestabilan ketel.

e. Penyangga semat, berfungsi sbg penjepit sematf. Baut/tanduk, Dipasang di sisi luar ketel berfungsi menyangkutkan

ketel dgn cincin lenja.


Cincin Lenja

Tanduk

Garis Layar


Syarat-syarat ketel pedoman yg baik :Syarat-syarat ketel pedoman yg baik :

1. Tdk boleh mengandung magnet

2. Kaca bening harus rata

3. Dalam segala situasi & kondisi, ketel pedoman tdk boleh menyentuh bagian pedoman yg lain.

4. Semat atau pasak pedoman hrs benar-benar terpasang tegak tepat di tengah-tengah ketel.

5. Tuas (jika ada), hrs berada tepat di tengah-tengah ketel (tepat di atas pusat piringan pedoman.

6. Tdk terdpt kesalahan grs layar.


1.2.2. Piringan Pedoman1.2.2. Piringan Pedoman

Adalah bagian yg sangat penting dr suatu pedoman magnet. Piringan

pedoman yg terkenal adalah piringan pedoman dari model THOMSON

yg memiliki spesifikasi sbb :• Sungkup & cincin terbuat dari almunium• Jarum magnet berjumlah 8 & dipasang pd kiri-kanan semat dgn

pjg 5 cm (makin ke tepi makin mengecil/memendek)• Garis tengah piringan 25 cm dgn berat 15 – 20 gram• Pembagian skala derajat setiap 2 surat atau 22 ½O

• Cincin almunium berlobang 32 buah (setiap surat 11 1/4 O)• Berat mawar pedoman 12 gram• Sisi atas ketel ditutup dengan kaca bening & dibagian bwhnya

dgn kaca baur• Panjang jarum magnet antara 5 – 8 cm


Syarat-syarat piringan pedoman yg baik :Syarat-syarat piringan pedoman yg baik :

1. Ringan, sungkup piringan pedoman bagian bawahnya harus licin

2. Tidak memiliki kesalahan kolimasi, yaitu apabila jarum-jarum magnet tidak sejajar dgn arah Utara-Selatan pd skala derajat pd mawar pedoman atau sudut yg dibentuk oleh jarum magnetis dgn arah Utara-Selatan pd mawar pedoman

3. Pembagian derajatnya hrs jelas shg mudah dibaca & dibuat secara teratur

4. Besarnya piringan pedoman hrs seimbang dgn besarnya ketel pedoman

5. Piringan pedoman hrs tenang6. Piringan pedoman hrs peka7. Waktu ayun piringan hrs cukup besar, yaitu minimum

14 detik agar tdk terjadi sinkronisasi dgn olengan kapal


Sifat Peka Piringan PedomanSifat Peka Piringan Pedoman

Adalah apabila suatu saat piringan pedoman keluar dr keadaan

seimbang krn suatu pengaruh dr luar seperti terkena pengaruh magnet dr luar,

maka segera setelah pengaruh magnet tersbt dihilangkan (dijauhkan) maka

piringan pedoman hrs segera kembali pada kedudukan seimbang.

Syarat yg hrs dipenuhi agar piringan pedoman memiliki sifat peka :

1. Memiliki momen magnet (kepekaan piringan pedoman tergantung dr : pjg jarum magnet & kekuatan kutub-kutub magnetnya)

2. Intensitas horizontal yg besar (H = T cos i)

3. Kerat piringan hrs ringan (makin ringan makin peka)

4. Ujung semat harus tajam (makin tajam makin peka)

Sifat Tenang Piringan PedomanAdalah apabila pd saat ada gangguan/pengaruh dr luar seperti olengan

kapal, getaran mesin, perubahan haluan dsb, maka keseimbangan piringan

pedoman tidak terganggu.


Sifat tenang piringan pedoman akan semakin besar jika :

1. Ujung semat sangat lancip/tajam

2. Piringan pedoman sangat ringan

3. Momen magnet besar

4. Momen lembam besar

Kepekaan & ketenangan piringan pedoman sngat tergantung dari

perbandingan antara Momen Lembam (TR) dgn Momen Magnetis (M) serta

Momen Magnetis (M) dgn Besar Massa (G)

TR dan M (TR = m x d, dimana m = massa & d = jarak kedua kutub)

M G

Untuk memperbesar momen lembam, sebagian besar massa piringan

pedoman ditempatkan pd bagian tepi piringan.


1.2.3. Cincin Lenja (Alat 1.2.3. Cincin Lenja (Alat Penggantung)Penggantung)

Pd wkt kapal berlayar, oleh pengaruh angin & Pd wkt kapal berlayar, oleh pengaruh angin & gelombang serta gerakan dr kapal itu sendiri, mk gelombang serta gerakan dr kapal itu sendiri, mk kapal akan mengoleng & mengangguk setiap kapal akan mengoleng & mengangguk setiap saat. Sdgkan pedoman hrs senantiasa dlm saat. Sdgkan pedoman hrs senantiasa dlm keadaan tegak. Untuk itu pedoman dihubungkan keadaan tegak. Untuk itu pedoman dihubungkan ke rumah pedoman dgn menggunakan cincin ke rumah pedoman dgn menggunakan cincin lenja.lenja.

Cincin lenja terdr dr 2 lingkaran yg dikaitkan pd Cincin lenja terdr dr 2 lingkaran yg dikaitkan pd tanduk pedoman & rumah pedoman shg pd wkt tanduk pedoman & rumah pedoman shg pd wkt kapal mengoleng maupun mengangguk, ketel kapal mengoleng maupun mengangguk, ketel pedoman tetap dlm keadaan mendatar. pedoman tetap dlm keadaan mendatar.


Cincin Lenja

Tanduk

Garis Layar


Tanduk pd ketel pedoman diletakkan pd arah melintang pd dgn arah kapal krn pengaruh olengan kapal lbh cepat dr pd mengangguk & pengaruh olengan kapal lebih sering terjadi.

Tanduk ini harus dipasang mendatar & berpotongan satu sama lain dgn sudut 90O


1.2.4. Rumah 1.2.4. Rumah PedomanPedoman

Adalah rangka tertutup dimana pedoman diletakkan. Terbuat dr kayu atau bahan lainnya yg tidak bermagnet. Konstruksinya hrs cukup kuat untuk menopang & menyimpan semua peralatan pedoman, termsk alat-alat penimbalnya (Hrs sesuai dgn Konvensi SOLAS).

Pd kapal-kapal model lama diletakkan di depan roda kemudi untuk tempat pedoman kemudi & diatas geladak bagian atas geladak teratas untuk pedoman tolok. Pd kapal modern sdh tidak terdpt lagi rumah pedoman yg diletakkan disamping kiri & kanan kapal karena pd umumnya kapal-kapal modern telah dilengkapi dgn pedoman gasing sgn disisi kapal diletakkan gyro-repeater. Demikian pula pd buritan krn umumnya kapal-kapal modern memiliki anjungan di dekat buritan.


Bagian-Bagian Rumah Bagian-Bagian Rumah PedomanPedoman

1. Tutup rumah pedoman.2. Tanduk-tanduk untuk meletakkan cincin lenja.3. Bola-bola besi penimbal, diletakkan dlm suatu tabung & ditempatkan di bagian depan luar rumah pedoman.4. Batang-batang besi lunak penimbal (flinder bar). Diletakkan dlm suatu tabung & ditempatkan di bagian rumah pedoman.5. Batang-batang magnet penimbal.Terdiri dari :

a. Batang magnet melintang (Batang-batang magnet P)b. Batang magnet membujur (Batang-batang magnet Q)c. Batang magnet tegak (Batang-batang magnet R)

6. Bola lampu penerangan, untuk penerangan pedoman pd malam hari.7. Clinometer, diletakkan pd bagian luar rumah pedoman.8. Degaussin coil, terletak pd bagian luar rumah pedoman pd bagian agak ke bwh.


Pengoperasian Kompas Tolok


Bentuk Rumah Pedoman Magnet Kering


• Penampang Rumah Pedoman Magnet Kering

Bola besi lunak

Flinder Bar

Rudi Saranga/LecturerRudi Saranga/Lecturer 3333Bagian-Bagian Rumah Pedoman (Magnet) Kering


Contoh Clinometer (Sumber : KM. Samodra 08 PSB – Benoa Bali


Hal-hal yg harus diperhatikan pd saat menyimpan Hal-hal yg harus diperhatikan pd saat menyimpan atau meletakkan kompas di kapalatau meletakkan kompas di kapal

1. Sedapat mungkin pd pertengahan kapal (diatas garis lunas kapal).

2. Jauh dari massa besi, yg terbagi tdk sama pd kedua sisi.

3. Tdk ditempatkan dekat linggi-linggi krn terdpt kutub2 magnetis permanen.

4. Jauh dari massa besi yg besar & vertikal (cerobong asap, tiang baja, penopang, dll).

5. Jauh dari besi lunak membujur & melintang yg berjalan terus (most continous iron/steel)


Lunas Kapal


Lunas Kapal

Pembalikan daya magnet kutub adalah proses yang terjadi pada waktu kutub utaradan kutub selatan saling bertukar posisi. Ketika ini terjadi, untuk beberapasaat medan magnet bumi mencapai Gauss nol, yang berarti bumi pada waktu itupunya daya magnet nol. Ketika ini terjadi bersamaan dengan perbalikan orbitsebelas tahunan kutub matahari, masalah besar akan terjadi.

Menurut perhitungan computer Hyderabad, pembalikan kutub Bumi dan Matahari dapatmengakibatkan masalah besar selain elektronik tidak bekerja dengan semestinya,burung yang bermigrasi kehilangan haluan, dan bermacam macam:

- Sistem ketahanan tubuh semua hewan dan termasuk manusia akan banyak melemah.- Lapisan luar bumi akan mengalami pertambahan gunung berapi, pergerakantektonik, gempa bumi, dan tanah longsor.- Medan magnet Bumi akan melemah dan radiasi alam semesta berasal dari mataharibertambah berlipat ganda mengakibatkan bahaya radiasi seperti kanker dansebagainya tidak dapat dihindari- Benda-benda angkasa akan tertarik masuk ke Bumi- Daya gravitasi Bumi akan mengalami perubahan meskipun tidak diketahuibagaimana ia akan berubah

Jika anda menambahkan semua skenario bencana yang mungkin terjadi, anda dapatdengan mudah mengatakan dengan kalimat sederhana ini, Bumi dapat menjadi tempatyang tidak cocok untuk ditinggali peradaban manusia pada 2012 ataupun merekayang hidup dekat lapisan luar bumi. Hal ini mungkin saja dapat terjadi pada Marsjutaan tahun yang lalu.


Education

Kuliah 1