Pembuatan Magnet Barium Hexaferrite Dengan Variasi Tekanan Kompaksi - Bagian II


Scanning-Electron-Microscopy-Barrium-Hexaferrite
Foto SEM (Scanning Electron Microscope) Serbuk Magnet

Pengertian Magnet


Magnet merupakan suatu material yang mempunyai suatu medan magnet. Kata magnet berasal dari Bahasa Yunani magnitis lithos yang berarti batu magnesian. Magnesian merupakan nama suatu daerah di Asia kecil, menurut cerita di daerah itu sekitar 4000 tahun yang lalu telah ditemukan sejenis batu yang memiliki sifat dapat menarik besi atau baja atau campuran logam lainya. Pada saat ini, suatu magnet adalah suatu materi yang mempunyai suatu medan maget. Materi tersebut bisa dalam berwujud magnet tetap atau magnet tidak tetap. Magnet yang sekarang ini ada hampir semuanya adalah magnet buatan.

Satuan intensitas magnet menurut sistem metrik Satuan Internasional (SI) adalah Tesla dan SI unit untuk total fluks magnetik adalah weber (1 weber/m2 = 1 tesla) yang mempengaruhi luasan satu meter persegi.

Magnet selalu memiliki dua kutub yaitu kutub utara (dilambangkan dengan huruf kapital N/ north) dan kutub selatan (dilambangkan dengan huruf kapital S/ south). Meskipun magnet itu bagi menjadi banyak bagian dengan dipotong potong atau sejenisnya, maka dari bagian yang terbagi tersebut tetap memiliki dua kutub. Hal ini sudah menjadi ketetapan alam yang tidak dapat diubah oleh ilmuan.

 
magnet tapal kuda
Gambar 2.1. Magnet permanen model sepatu kuda

Magnet dapat menarik benda lain, beberapa benda bahkan tertarik lebih kuat dari yang lain yaitu material logam. Namun tidak semua logam mempunyai daya tarik yang sama terhadap magnet.
Jika kedua kutub itu terletak disetiap ujung magnet, jika kutub yang sama didekatkan maka akan tolak menolak dan jika kutub yang berbeda akan Tarik menarik. Benda magnetik adalah benda yang dapat ditarik oleh magnet, sedangkan benda non-magnetik adalah benda yang tidak dapat ditarik oleh magnet.[28]

Elektromagnet merupakan sejenis magnet yang dibuat dengan cara melilitkan kawat pada suatu logam konduktor seperti besi atau baja, kemudian mengalirinya dengan arus listrik. Elektromagnet disebut juga dengan istilah magnet listrik.

Elektromagnetik adalah peristiwa berubahnya besi atau baja yang berada didalam kumparan berarus listrik menjadi sebuah magnet. Elektromagnet berbeda dengan magnet alam atau magnet yang dibuat secara manual. Magnet alat dan magnet buatan memiliki daya tarik menarik khas magnet untuk jangka waktu yang relatif lama, sedangkan electromagnet biasanya bersifat sementara atau remanen.

Elektromagnet hanya mempunyai daya magnet selama dialiri arus listrik. Jika arus listrik dimatikan, elektromagnet akan kehilangan daya magnetisnya.


Bahan Magnetik


Bahan magnetik adalah suatu bahan yang memiliki sifat kemagnetan dalam komponen pembentuknya. Berdasakna perilaku molekunya di dalam medan magnetik luar, bahan magnetik terdiri atas tiga katagori, yaitu diamagnetik, paramagnetik, dan ferromagnetik.



Bahan Diamagnetik


Bahan diamagnetik adalah bahan yang resultan medan magnet atomis masing-masing atom/ molekunya adalah nol, tetapi medan magnet akibat orbit dan spin elektronnya tidak nol. Bahan diamagnetik tidak mempunyai momen dipol magnet permanen.


Jika bahan diamagnetik diberi medan magnet luar, maka elektron elektron dalam atom akan mengubah gerakannya sedemikian rupa sehingga menghasilkan resultan medan magnet atomis yang arahnya berlawanan dengan medan magnet luar. Sifat diamagnetik bahan yang ditimbulkan oleh gerak orbital elektron, karena atom mempunyai elektron orbital maka semua bahan bersifat diamagnetik.


Suatu bahan dapat bahan dapat bersifat magnet apabila susunan atom dalam bahan tersebut mempunyai spin elektron yang tidak berpasangan. Material diamagnetik ini mempunyai nilai suseptibilitas magnetik negatif dan sangat kecil. Beberapa material yang termasuk golongan ini adalah timah, tembaga, intan, emas, air raksa, perak, hidrogen (1 atm) dan nitrogen.

Bahan ini memiliki resultan medan magnet atomis 21 masing masing sama dengan nol. Jika diletakkan pada medan magnet maka jumlah fluks magnet didalam bahan akan berkurang karena fluks magnet bahan ditolak oleh fluks magnet luar.

Bahan diamagnetik memiliki nilai sedikit lebih kecil dari pada 0. Hal ini disebabkan oleh atom-atom bahan diamagnetik yang tidak memiliki momen dipole.


Bahan Paramagnetik


Bahan paramagnetik adalah bahan yang resultan medan magnet atomis masing-masing atom atau molekunya tidak nol, tetapi resultan medan magnet atomis total seluruh atom atau molekul dalam bahan nol. Hal ini disebabkan karena gerakan atom atau molekul acak, sehingga resultan medan magnet atomis masing-masing atom saling meniadakan. Dibawah pengaruh medan magnet eksternal, mereka mensejajarkan diri karena torsi yang dihasilkan.

Sifat paramagnetik ditimbulkan oleh momen magnetik spin yang menjadi terarah oleh medan magnet luar seperti yang terlihat pada Gambar 2.3.



arah-domain-bahan-paramagnetik
Gambar 2.2 Arah domain dalam bahan paramagnetik sebelum diberi medan magnet luar


Bahan paramagnetik jika diberi medan magnet luar, elektron-elektronnya akan berusaha sedemikian rupa sehingga medan magnet atomisnya searah dengan medan magnet luar. Sifat paramagnetik ditimbulkan oleh momen magnetik spin yang menjadi terarah oleh medan magnet luar.

Gambar 2.3 Arah domain dalam bahan paramagnetik setelah diberi medan magnet luar

Dalam bahan ini hanya sedikit spin elektron yang tidak berpasangan, sehingga bahan ini sedikit menarik garis-garis gaya. Dalam bahan paramagnetik, medan B yang dihasilkan akan lebih besar dibanding dengan nilainya dalam hampa udara, dan memiliki nilai permiabilitas > 0 . Contoh dari bahan paramagnetik yaitu : aluminium, magnesium, dan wolfram.


Bahan Ferromagnetik


Bahan ferromagnetik mempunyai resultan medan magnet atomis besar, hal ini disebabkan oleh momen magnetik spin elektron. Pada bahan ini banyak spin elektron yang tidak berpasangan, masing-masing spin elektron yang tidak berpasangan ini akan menimbulkan medan magnetik, sehingga medan magnet total yang dihasilkan oleh satu atom menjadi lebih besar.

Medan magnet dari masing-masing atom dalam bahan ferromagnetik sangat kuat, sehingga interaksi diantara atom-atom tetangganya menyebabkan sebagian besar atom akan mensejajarkan diri membentuk kelompok-kelompok. Kelompok inilah yang dikenal dengan domain.
Domain dalam bahan feromagnetik, dalam ketiadaan medan eksternal, momen magnet dalam tiap domain akan pararel, tetapi domain-domain diorientasikan secara acak, dan yang lain akan terdistorsi karena pengaruh medan eksternal. Domain dengan momen magnet pararel terhadap medan eksternal akan mengembang, sementara yang lain mengerut.

Semua domain akan menyebariskan diri dengan medan eksternal apda titik saturasi, artinya bahwa setelah seluruh domain sudah terarahkan, penambahan medan magent luar tidak memberi pengaruh apa-apa karena tidak ada lagi domain yang perlu disearahkan, keadaan ini disebut dengan penjenuhan (saturasi).

Bahan ini juga mempunyai sifat remanensi, artinya bahwa setalah medan magnet luar dihilangkan, akan tetap memiliki medan magnet, karena itu bahan ini sangat baik sebagai sumber magnet permanen. Bahan ferromagnetik memiliki nilai permeabilitas bahan < 0, sebagai contohnya yaitu besi, baja.

Sifat kemagnetan akan hilang pada temperature currie. Nilai temperature currie untuk besi lemah adalah 770 0C dan untuk baja adalah 1043 0C.

Sifat bahan Ferromagnetik biasanya terdapat dalam bahan ferti. Ferit merupakan bahan dasar magnet permanen yang banyak digunakan dalam industri-industri elektronika, seperti didalam loudspeaker, motor-motor listrik, dinamo dan KWH-meter.


Magnet Lunak dan Magnet Keras


Material magnetik diklasifikasikan menjadi dua yaitu material magnetik lemah atau soft magnetic maupun material magnetic kuat atau hard magnetic. Untuk membedakan magnet lunak dan magnet keras bisa dilihat dari nilai korsivitas normal (normal coercivity atau Hc) dari material.

Magnet lunak mempuyai nilai korsivitas normal kurang dari 1 kA/m sedangkan magnet keras mempunyai nilai koersivitas normal lebih dari 1 kA/m.

Selain itu nilai SQR (Squarness Ratio) yang didapat dari kurva histerisis M-H dapat digunakan untuk menentukan magnet lunak atau magnet keras. Magnet lunak atau soft magnetic memiliki nilai SQR < 0,5. Sedangkan material magnet keras hard atau magnetic memiliki nilai SQR > 0,5.

Magnet keras merupakan material magnet yang sulit dimagnetisasi dan sulit di demagnetisasi. Sedangkan magnet lunak adalah material yang mudah dimagnetisasi serta mudah pula mengalami demagnetisasi.

Magnet lunak merupakan pilihan tepat untuk penggunaan pada arus balik atau frekuensi tinggi, karena dapat mengalami magnetisasi dan demagnetisasi berulang kali selama selang waktu satu detik.


Medan Magnet


Medan magnet adalah daerah di sekitar magnet yang masih merasakan adanya gaya magnet. Arah medan magnetik suatu ruangan didefinisikan sebagai arah yang ditunjukkan oleh kutub utara jarum kompas yang diletakkan di sekitar medan magnet tersebut [1]. Medan magnet atau Magnetic Field disimbolkan dengan H.


Magnetisasi


Magnetisasi merupakan proses memberikan medan magnet luar agar memiliki medan magnet sendiri atau permanen [16]. Magnetisasi biasa dilambangkan dengan M. Sedangkan nilai magnetisasi total yang disebabkan oleh tiap momen magnetik m yang ada pada sampel didefinisikan sebagai momen magnetik per satuan volume.





Dimana :

M = besarnya nilai magnetisasi dari magnet (Am2/kg)
V = volume dari magnet (m3)
m = momen magnetik (Am2)



Momen Magnetik



Momen magnetik disimbolkan dengan m. Dalam medan magnet terdapat momen magnetik, momen magnetik menunjukkan dua buah kutub magnet yang berlawanan +m dan –m terpisah sejauh l, satuan momen magnetik dalam satuan SI adalah Am2. Pada bahan ferromagnetik besarnya momen magnetiknya m dapat dirumuskan.


m = MV (2.2)


Dimana :

M = besarnya nilai magnetisasi dari magnet (Am2/kg)
V = volume dari magnet (m3)
m = momen magnetik (Am2)

Arah momen magnetik dari atom bahan non magnetik adalah acak sehingga momen magnetik, arah momen magnetik atom-atom bahan itu teratur sehingga momen magnetic resultan tidak nol. Seperti yang terlihat pada Gambar 2.2 dan Gambar 2.3.

Momen magnet mempunyai satuan dalam cgs adalah gauss.cm3 atau emu dan dalam satuan SI (Standat International) mempunyai satuan A.m2.

arah-momen-magnetik-bahan-non-magnetik
Gambar 2.4. Arah momen magnetik bahan non magnetik


arah-momen-magnetik-bahan-magnetik
Add Gambar 2.5 Arah momen magnetik bahan magnetik

Written By

Amateur Full-Stack Developers and Full-Stack UI Designer • Powered by love and coffee • Portofolio on dribbble.com/sanengineer

0 Comments

Posting Komentar

please commenting not spamming