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 = Bds
e = do dt
e = ds dt
Maka : e = Bv
ds = v dt
KONSTRUKSI GENERATOR KUMPARAN STATOR
KUMPARAN ROTOR
KOTAK TERMINAL
BODY GENERATOR
U
S
Sumber DC
EXCITER
