-->
IKLAN PANJANG ATAS WRAPPER

PEMANFAATAN MAGNET PADA KERETA API DAN JENIS-JENIS MAGNET

PENDAHULUAN  

MAGNET


    Magnet merupakan bagian dari pokok bahasan fisika yang berperan sangat penting dalam kehidupan sehari-hari, terutama dalam rangkaian proses energi. Di dalam magnet terdapat 2 kutup, yaitu kutup utara dan kutup selatan jika salah satu kutup sama-sama utara di dekatkan maka akan terjadi gaya saling tolak menolak begitupun sebalik nya jika kutup utara dan kutup selatan di dekatkan akan saling tarik menarik.
gambar 1 : sifat magnet.
sumber : teknik-otomotif.com

       Manfaat magnet semakin berkembang didalam kehidupan. Bahan-bahan magnetik dimanfaatkan  untuk berbagai bidang diataranya: kesehatan, komunikasi, kegiatan bisnis, transpartasi, perbangkan. Pemanfaat bahan magnetik pada berbagai bidang berbeda-beda aspek yang dimanfaatkan.

     Pemanfaatan lainya dari magnet adalah pemanfaatan gaya tolak menolak magnet.Gaya tolak menolak magnet dapat digunakan untuk mengangkat atau mendorong benda.Keuntungan memanfaatkan gaya tolak menolak magnet yaitu tanpa memberi energi benda dapat terangkat atau terdorong oleh gaya sebesar gaya tolakmenolak yang terjadi. Pemanfaatan gaya tolak biasanya ada pada kereta api cepat.

1. Pengertian Magnet

     Magnet atau magnit adalah suatu objek 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.
    Medan magnet adalah daerah disekitar magnet yang masih merasakan adanya gaya magnet. Jika sebatang magnet diletakkan dalam suatu ruang, maka terjadi perubahan dalam ruang ini yaitu dalam setiap titik dalam ruang akan terdapat medan magnetik. Arah medan magnetik di suatu titik didefenisikan sebagai arah yang ditunjukkan oleh kutub utara jarum kompas ketika ditempatkan pada titik 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.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. 

2. Induksi Magnet

   Pada suatu titik ada medan magnet bila muatan yang bergerak pada titik tersebut mengalami gaya magnet. Medan magnet ini dikenal juga sebagai induksi magnet. Induksi magnet dapat dilukiskan sebagai garisgaris yang arah singgungnya pada setiap titik menunjukkan arah vektor induksi magnet di titik-titik tersebut.

   Banyaknya garis-garis induksi magnet yang melalui satuan luas bidang dinyatakan sebagai besar induksi magnet di titik tersebut. Banyaknya garis-garis induksi magnet dinamakan fluks magnet  sedang banyaknya garis-garis induksi magnet persatuan luas dinamakanrapat fluks magnet (B).

   Dalam sistem MKS, satuan fluks magnet adalah weber (W) atauTesla m2, sedang satuan rapat fluks magnet adalah weber/m2 (W/m2) atau dikenal dengan Tesla (T). Untuk sistem CGS satuan fluks magnet adalah Maxwell (M), sedang satuan rapat fluks magnet adalah Maxwell/cm2 (M/cm2). Satuan Maxwell/cm2 disebut juga dengan nama Gauss (G). Hubungan satuan sistem MKS dan sistem CGS adalah 1 T = 104 G.

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 logam yang  berada  di dekat magnet dapat ditarik. Oleh karena itu sifat kemagnetan benda dapat digolongkan menjadi :

a. Diamagnet

    Diamagnet merupakan sifat suatu benda untuk menciptakan suatu medan magnet ketika dikenai medan magnet. Sifat ini menyebabkan efek tolak menolak. Diamagnetik adalah salah satu bentuk magnet yang cukup lemah, dengan pengecualian superkonduktor yang memiliki kekuatan magnet yang kuat.
  • Diamagnet, yaitu bahan yang sulit untuk menyalurkan garis-garis gaya magnit (ggm).
  • Permeabilitasnya lebih kecil dari 1 (satu) dan tidak mempunyai dua kutub
  • Contoh bahan ini antara lain : Bi (bismut), Cu (tembaga), Au (emas), Al2O3, NiSO4, dan lain-lain.
b. Ferromagnetik
     Ferromagnetik adalah sebuah fenomena dimana sebuah material dapat mengalami magnetisasi secara spontan, dan merupakan satu dari bentuk kemagnetan yang paling kuat. Fenomena inilah yang dapat menjelaskan kelakuan magnet yang kita jumpai sehari-hari. Ferromagnetik dan Ferrimagnetik merupakan dasar untuk menjelaskan fenomena magnet permanen.
  • Ferromagnetik, yaitu bahan yang mudah menyalurkan ggm, dengan
  • permeabilitas jauh di atas 1 (satu).
  • Contohnya : Fe (besi), Co (cobalt), Ni (nikel), Gd (gandolinium), Dy (disprosium).
c. Ferrimagnetik
     Ferrimagnetik adalah suatu energi dan gaya yang timbul karena suatu magnetisasi secara spontan, yang dapat ditemui pada kehidupan sehari-hari. Namun, pada bahan ferrimagnetik, gaya yang melawan tidak sama dan magnetisasi secara spontan tetap ada. Hal ini terjadi jika meliputi materi atau ion yang berbeda (seperti Fe2+ dan 3+).
  • Ferrimagnetik (ferrit), yaitu suatu bahan yang mampu digunakan untuk peralatan dengan frekuensi tinggi disamping arus eddy yang terjadi kecil.
  • Rumus bahan ferrimagnetik adalah MO, Fe2O3 (M : logam bervalensi 2 yaitu : Mn, Mg, Ni, Cu, Co, Zn, Cd). Contohnya : ferrit ( NiO), seng ( ZnO), dan nikel (Fe2O3)

c. Paramagnetik

     Paramagneti adalah suatu bentuk magnetisme yang hanya terjadi karena adanya medan magnet eksternal. Material paramagnetik tertarik oleh medan magnet, dan karenanya memiliki permeabilitas magnetis relatif lebih besar dari satu (atau, dengan kata lain, suseptibilitas magnetik positif).
      Meskipun demikian, tidak seperti ferromagnet yang juga tertarik oleh medan magnet, paramagnet tidak mempertahankan magnetismenya sewaktu medan magnet eksternal tak lagi diterapkan.
  • Paramagnetik, yaitu bahan yang dapat menyalurkan ggm tetapi tidak banyak.
  • Permeabilitasnya sedikit lebih besar dari 1 (satu), dan susunan dwikutubnya tidak beraturan.
  • Contoh bahan ini diantaranya : Al (alumunium), FeSO4, FeCl2, Mo (molibdenum), W (wolfram), Ta (tantalum), Pt (platina), dan Ag (perak).

        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.

Jenis-jenis Magnet

  1. Magnet Tetap

          Magnet tetap tidak memerlukan tenaga atau bantuan dari luar untuk menghasilkan daya magnet (elektromagnetik).
wan budiman

















gambar 2 : Magnet Tetap.
sumber : slidepalyer.info

Jenis magnet tetap selama ini yang diketahui terdapat pada:
  • Magnet neodimium: Merupakan magnet tetap yang paling kuat. Magnet neodymium (juga dikenal sebagai NdFeB, NIB, atau magnet Neo), merupakan sejenis magnet tanah jarang, terbuat dari campuran logam neodymium.
  • Magnet Samarium-Cobalt: Salah satu dari dua jenis magnet bumi yang langka, merupakan magnet permanen yang kuat yang terbuat dari paduan samarium dan kobalt.
  • Magnet Keramik
  • Plastic Magnets
  • Magnet Alnico

     2. Magnet tidak Tetap

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














gambar 3 : Magnet tidak Tetap.
sumber : medium.com


      3. Magnet buatan

           Magnet buatan meliputi hampir seluruh magnet yang ada sekarang ini.








gambar 4 : Magnet Buatan.
sumber : berpendidikan.com


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

a. Cara pembuatan

Cara membuat magnet antara lain:
  • Digosok dengan magnet lain secara searah.
  • Induksi magnet.
  • Magnet diletakkan pada solenoida (kumparan kawat berbentuk tabung panjang dengan lilitan yang sangat rapat) dan dialiri arus listrik searah (DC).
Bahan yang biasa dijadikan magnet adalah. Besi lebih mudah untuk dijadikan magnet daripada baja. Tapi sifat kemagnetan besi lebih mudah hilang daripada baja. Oleh sebab itu, besi lebih sering digunakan untuk membuat elektromagnet.

Vidio cara membuat Magnet

 

b. Cara penghilangan magnetisme

Cara menghilangkan sifat kemagnetan antara lain:
  • Dibakar.
  • Dibanting-banting.
  • Dipukul-pukul.
Magnet diletakkan pada solenoida (kumparan kawat berbentuk tabung panjang dengan lilitan yang sangat rapat) dan dialiri arus listrik bolak-balik (AC).

Vidio cara menghilangkan sifat Magnet.





Pemanfaatan Magnet untuk Rel Kereta api.

    Maglev atau magnetic levitationn sudah digunakan dalam kereta. maglev merupakan solusi transportasi yang cerdas. Maglev memungkinkan kereta melayang sekitar 10cm dari rel. Hal ini membuat kereta hampir tidak lagi memerlukan roda. Dengan tidak adanya roda, maka gaya gesek yang dihasilkan kereta semakin sedikit.

     Gesekan antara landasan gerbong kereta api dengan rel. Gesekan ini akan menimbulkan gaya gesek yang arahnya berlawanan dengan gerak kereta api sehingga kereta api berjalan lebih lamban. Memanfaatkan gaya tolak menolak magnet landasan gerbong kereta api akanterangkat sehingga gaya gesek terkurangi. Semakin kecilnya gaya gesek maka berkurang pula gaya yang melawan gaya yang ditimbulkan oleh pembangkit gerakan kereta api.Menurut yohanes surya (2009), Kereta api terbang yang dikenal sebagai Magnetically Levitated Train (Maglev Train) ini hanya akan melayang setinggi beberapa sentimeter di atas rel kereta dan kereta ini juga bisa meluncur dengan kecepatan sangat tinggi.

Cara Kerja

    Kereta Maglev mengambang kurang lebih 10mm di atas rel magnetiknya. Dorongan ke depan dilakukan melalui interaksi antara rel magnetik dengan mesin induksi yang juga menghasilkan medan magnetik di dalam kereta.














Gambar 5 : pemanfaatan magnet pada kereta api.
sumber : http://freetoeducation.blogspot.com

     Dengan rel berbentuk T dan terdapat arus yang mengalir dalam kumparan (Current in track) sebagai magnet yang terinduksi layaknya gulungan pada motor induksi yang dibongkar kemudian ditempelkan di rel. Train magnet seperti rotor pada motor induksi yang menjaga agar ketinggian Maglev tetap terjaga antara lebih kurang 10mm. Serta Guide Magnet yang berfungsi untuk menjaga kereta agar tetap berada di rel (sebagai salah satu faktor keamanan Maglev).

       prinsip kerja dari kereta api ini adalah memanfaatkan gaya angkat magnetik pada relnya sehingga terangkat sedikit ke atas, kemudian gaya dorong dihasilkan oleh motor induksi. Kereta ini mampu melaju dengan kecepatan sampai 650 km/jam (404mpj) jauh lebih cepat dari kereta biasa. Beberapa negara yang telah menggunakan kereta api jenis ini adalah Jepang, Perancis, Amerka, dan Jerman.

Gambar 6 :  Salah satu kereta maglev.
sumber : http://base.binus.ac.id/2018/04/13/maglev/














    Dalam sejarah, paten kereta maglev tercantum dalam U.S. Patent 3,158,765 “Magnetic system of transportation” yang ditulis oleh G. R. Polgreen pada tahun 25 Agustus 1959 . Tahun 1984-1995 di Birmingham, Inggris, untuk pertamakalinya kereta maglev digunakan untuk komersial dioperasikan dari terminal Bandara Internasional Birmingham ke stasiun kereta Internasional Birmingham. Dengan panjang jalur 600m dan kereta melayang setinggi 15mm. Di Jepang sendiri, maglev juga berkembang di tahun 1980-an. Dimulai dari HSST-03 dengan kecepatan 30km/j di tahun 1985. HSST-04-1 juga melaju dengan 30km/j di Saitama pada tahun 1988. Di Yokohama tahun 1989, HSST-05 mencapai 42km/j di kecepatan maksimum .

Berikut merupakan catatan sejarah kecepatan tertinggi tiap kereta dalam tesnya :

1971 – West Germany – Prinzipfahrzeug – 90km/h
1971 – West Germany – TR-02 – 164km/h
1972 – Japan – ML100 – 60km/h – (manned)
1973 – West Germany – TR04 – 250km/h(manned)
1974 – West Germany – EET-01 – 230km/h(Unmanned)
1975 – West Germany – Komet – 401.3km/h(by steam rocket propulsion).(Unmanned)
1978 – Japan – HSST01 – 307.8km/h(by Supporting Rockets propulsion, made in Nissan).(Unmanned)
1978 – Japan – HSST02 – 110km/h (manned)
1979 – Japan – ML500 – 517km/h (unmanned)It succeeds in operation over 500km/h for the first time in the world.
1987 – West Germany – TR06 – 406km/h(manned)
1987 – Japan – MLU001 – 400.8km/h(manned)
1988 – West Germany – TR-06 – 412.6km/h (manned)
1989 – West Germany – TR-07 – 436km/h (manned)
1993 – Germany – TR-07 – 450km/h(manned)
1994 – Japan – MLU002N-431km/h(unmanned)
1997 – Japan – MLX01 – 531km/h (manned)
1997 – Japan – MLX01 – 550km/h (unmanned)
1999 – Japan – MLX01 – 548km/h (unmanned)
1999 – Japan – MLX01 – 552km/h (manned/Five formation). Guinness authorization.
2003 – Germany – TR-08 – 501km/h (manned)
2003 – Japan – MLX01 – 581km/h (manned/Three formation). Guinness authorization.

      Maglev sendiri punya beberapa teknik dalam pengaplikasiannya pada kereta. Teknik pertama yaitu EMS atau electromagnetic suspension. Teknik ini membuat kereta melayang diatas jalur yang terbuat dari besi, sedangkan pada kereta sendiri terdapat elektromagnet yang menyatu dengan kereta itu sendiri. Pada teknik ini, kereta menggunakan feedback yang canggih sehingga kereta mampu menjaga jarak dengan jalur. Pada kereta yang menggunakan teknik ini, kereta biasanya memiliki lengan berbentuk C dan di bagian dalam lengan terdapat magnet .

      Teknik lainnya yaitu EDS atau electrodynamic suspension. Pada teknik ini, kereta dan jalurnya memiliki magnet sendiri. Pada bagian depan gerbong kereta, magnet kereta dan jalur dibuat agar saling tarik menarik. Sedangkan pada bagian belakang gerbong kereta, magnet dibuat agar saling tolak menolak, sehingga kereta mampu bergerak .

       Adanya sedikit variasi teknik memberikan beberapa kelebihan pada teknik itu sendiri. Pada EMS, kereta tidak lagi membutuhkan roda sama sekali. Hal ini membuat gaya gesek semakin sedikit, sehingga memberi keuntungan dengan semakin sedikitnya energi yang hilang. Berbeda dengan teknik EDS, teknik ini memberi kecepatan yang lebih cepat dibanding teknik EMS. Selain itu, teknik EDS juga menggunakan superkonduktor, dimana superkonduktor ini didinginkan dengan menggunakan cairan nitrogen sehingga tidak semahal EMS.

         Namun, kedua teknik ini tidak terlepas dari kelemahan. Pada EMS, jarak antar kereta dengan rel harus secara konsisten dicek dan dikoreksi. Hal ini harus dilakukan sebab medan magnet secara natural tidaklah stabil. Lain halnya pada EDS. Kuatnya medan magnet membuat kereta menjadi tidak aman untuk benda yang berhubungan dengan magnet seperti kartu kredit, sehingga mengharuskan kereta menggunakan pelindung medan magnet. Selain itu, pada kecepatan rendah, kereta masih harus menggunakan roda.

Teknologi

Ada tiga jenis teknologi maglev :
1. Yang tergantung pada magnet superkondutivitas (suspensi elektrodinamik).
2.Yang tergantung pada elektromagnetik terkontrol (suspensi elektromagnetik).
3.Yang terbaru, mungkin lebh ekonomis, menggunakan magnet permanen (Inductrack).

wan budiman wm











Gambar 7 : tiga jenis teknologi maglev.
sumber : http://base.binus.ac.id/2018/04/13/maglev/


Video cara kerja Magnetically Levitated Train (MAGLEV).




kelebihan dan kekurangan dari kereta MAGLEV

       Kelebihan utama dari kereta ini adalah kemampuan yang bisa melayang di atas rel, sehingga tidak menimbulkan gesekan.
tidak ada gaya resistansi akibat gesekan sehingga Daya aktif yang disedot dari sumber bisa lebih sedikit dibanding kereta konvensional yang masih terdapat gesekan. Gaya resistansi udara tentunya masih ada. Untuk itu dikembangkan lagi kereta Maglev yang lebih aerodinamis.
Dikarenakan bentuk dan kecepatan kereta yang fantstis ini, kebisingan (suara) yang ditimbulkan disaat kereta ini bergerak hampir sama dengan sebuah pesawat jet, dan di perhitungkan lebih mengganggu daripada kereta konvensional.

kekurangan nya kereta ini adalah di mahalnya investasi terutama pengadaan relnya.


Referensi

[1] M. Hayashi, “Subliminal ads fast-tracked for maglev trains in Japan | The Japan Times”, The Japan Times, 2017. [Online]. Available: https://www.japantimes.co.jp/news/2017/04/01/business/tech/subliminal-ads-fast-tracked-for-maglev-trains-in-japan/. [Accessed: 18- Dec- 2017]

[2] “Patent US3158765 – Magnetic system of transportation”, Google Books, 2017. [Online]. Available: https://www.google.com/patents/US3158765. [Accessed: 27- Oct- 2017].

[3]”Maglev train – New World Encyclopedia”, Newworldencyclopedia.org, 2017. [Online]. Available: http://www.newworldencyclopedia.org/entry/Maglev_train#cite_note-0 Website TitleMaglev train – New World Encyclopedia Article TitleMaglev train Date AccessedOctober 26, 2017. [Accessed: 27- Oct- 2017]

[4] “Sustainability Through Technology Part 1 – Magnetic Levitation – West of Everything with English 003, Fall 2012”, Personal.psu.edu, 2017. [Online]. Available: http://www.personal.psu.edu/cjm5/blogs/west_of_everything_with_english_003_fall_2012/2012/12/it-is-not-certain-that.html. [Accessed: 18- Dec- 2017]

[5]P. Steps, “Know : How Maglev Trains Work without Wheels?”, PROPEL STEPS, 2017. [Online]. Available: https://propelsteps.wordpress.com/2015/04/23/know-how-maglev-trains-works-without-wheels/. [Accessed: 27- Oct- 2017]


[6] “Advantages and Disadvantages of Maglev Trains”, WheelZine, 2017. [Online]. Available: https://wheelzine.com/advantages-disadvantages-of-maglev-trains. [Accessed: 18- Dec- 2017]



Sumber :

https://id.wikipedia.org/wiki/Magnet
https://id.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetisme
http://freetoeducation.blogspot.com/2012/07/magnetically-levitated-train-maglev.html
http://base.binus.ac.id/2018/04/13/maglev/


Mungkin itu saja yang dapat saya tulis,artikel tentang Magnet 
untuk Mata kuliah Fisika Bahan.
 terlebih terkurang saya mohon maaf
mohon saran dan kritikan nya !!



                                                        Biodata  :
                                                                              ↘


NAMA  : Wan Budiman
NIM      : 16220002
TTL       :  Sedanau 16,JULI 1997
STATUS     : Mahasiswa Universitas Gajayana Malang(UNIGA).
NO Seluler : 082284235112

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

HPK TARUH DISINI

Iklan Bawah Artikel