1. Elektromagnetik

Elektromagnet adalah prinsip pembangkitan magnet dengan menggunakan arus listrik (elektrik, magnet).

Penerapan elektromagnet misalnya k\pada pita tape recorder, motor listrik, speaker, relay dsb Medan magnet muncul saat ada garis gaya magnet. Garis gaya magnet misalnya muncul saat ada sebatang kawat yang diberikan listrik DC arahnya meninggalkan titik, maka disekliling nya akan muncul garis gaya magnet melingkar

Gambar gaya magnet dapat dilihat dari serbuk besi yang ditaburkan di sekeliilng kawat beraliran listrik.

Karakteristik medan magnet yaitu mampu menembus sebagian besar bahan material seperti bangunan, pepohonan, dan objek lainnya lebih baik dibandingkan medan listrik.

Sebatang kawat yang ditaruh dalam posisi vertikal diberi arus listrik DC searah panah, atus menuju keatas titik maka garis gaya magnet akan terentuk membentuk selubung berlapis lapis terentuk sepanjang kawat

Garis gaya magnet tidak tampak oleh mata kita. Dan cara melihatnya adalah dengan serbuk besi halus, atau menggunakan kompas yang didekatkan dengan kawat penghantar.

Kompas akan menunjukkan bahwa arah garis gaya sektar kawat melingkar memiliki arus

Arah aliran arus listrik DC pada kawat penghantar menentukan arah garis gaya elektro magnet. Arah arus listrik DC menuju kita/menuju tanda titik pada penampang kawat maka aarah garis gaya elektromagnet melingkar berlawanan arah jarum jam

Ketika arah arus listrik DC meningglkan kita/ dengan tanda silang pada penampang kawat, maka garis gaya elektromagnet yang ada melinkar searah dengan jarum ja,

Semakin besar intensitas arus yang mengalir semakin kuat medan elektromagnet yang mengelilingi sepanjang kawat tersebut.

Konversi elektromekanik energy tergantung pada sisi input dan output nya

Pada motor electric load berupa pompa atau putaran dan input adalah energi elektrik. Pada electric generator, device ini mengkoncresi mekanik energi menjadi output berupa elektrikal.

Prinsip ini berupa turbin uap atau turbin hydro. Diagram konversi energi seperti di bawah

2. Permeabilitas magnet

Permeabilitas (μ) atau daya hantar magnetik adalah kemampuan bahan suatu media untuk dilalui medan magnet

Permeabilitas magnetik adalah sifat fisik diagnostik yang mencirikan tingkat magnet yang diinduksi suatu material yang dialami di bawah pengaruh medan magnet eksternal. Permeabilitas magnetik relevan dengan berbagai survei geofisika, termasuk: EM domain frekuensi (FDEM), EM domain waktu (TDEM), persenjataan yang tidak meledak (UXO) dan radar penetrasi tanah (GPR).

Ada tiga golongan medan magnet yaitu ferromagnet para magnet dan diamagnetik.

Semakin besar permeabilitas dari magnet, maka akan semakin mudah medan magnet melewati nya.

-relative magnetic permeability

Selain permeabilitas magnetis, sifat magnetis sering direpresentasikan menggunakan permeabilitas relatif. Permeabilitas relatif mencirikan apakah magnetisasi yang diinduksi meningkatkan atau mengurangi kerapatan fluks magnet dalam suatu material. Permeabilitas relatif μr adalah rasio antara permeabilitas magnetik suatu material dan permeabilitas ruang bebas atau udara (μo).

Rumus nya sebagai berikut μr= μ/μo

Dengan nilai μo adalaha μo= 4π x 10-7 wb A-1m-1

μr tidak memiliki unit dan dimensi, karena μo hanyala besaran numerik Gambaran pada relative magnetic field

μr= μ/μo Atau, μr= B/Bo

Dengan Bo adalah external magnetic field

-klasifikasi substances berdasarkan μo Nonmagnetik substances, μr= 1

Contohnya udara, kapas, glass, kayu, plastik, mika, karet, dan lain nya Magnetik substances μr≠1

Tabel permeabilitas relatif maks

sepeerti dijlaskan di atas, benda bermedan magnetik dibagi menjadi tiga yaitu:

1. Diamagnetik,

Diamagnetisme adalah sifat suatu benda yang menyebabkannya menciptakan medan magnet yang berlawanan dengan medan magnet yang diterapkan secara eksternal, sehingga menyebabkan efek tolak. Secara khusus, medan magnet luar mengubah kecepatan orbital elektron di sekitar nukleusnya, sehingga mengubah momen dipol magnet ke arah yang berlawanan dengan medan eksternal. Diamagnet adalah bahan dengan permeabilitas magnetis kurang dari μ0 (permeabilitas relatif kurang dari 1).

Secara singkatnya yaitu bahan yang sifat nya lemah bila dijadikan magnet. Permeabilitas nya paling kecil.

μr<1

Misalnya bismuth, antimonium, tembaga, seng, emas dan perak

• Paramagnetik

Adalah bahan yang kurang baik dijadikan magnet. Hasil nya lemah dan permeabilitas nya kurang baik. Paramagnetisme adalah bentuk magnet yang terjadi hanya dengan adanya medan magnet yang diterapkan secara eksternal. Bahan paramagnetik tertarik ke medan magnet, oleh karena itu

memiliki permeabilitas magnetis relatif lebih besar dari satu (atau, ekuivalen, kerentanan magnetis positif).

Momen magnet yang diinduksi oleh medan yang diterapkan adalah linier dan nilai nya agak lemah. Biasanya momen magnet membutuhkan keseimbangan analitik untuk mendeteksi efeknya. Beda dengan feromagnet, paramagnet tidak mempertahankan magnetisasi apa pun jika tidak ada medan magnet yang diterapkan secara eksternal, karena gerakan termal dar magnet akan menyebabkan putaran menjadi acak .

Hal ini menyebabkan total magnetisasi akan turun menjadi nol ketika bidang yang diterapkan dihilangkan. Bahkan di hadapan medan, hanya ada magnetisasi yang diinduksi kecil karena hanya sebagian kecil dari spin yang akan diorientasikan oleh medan. Pecahan ini sebanding dengan kekuatan medan dan ini menjelaskan ketergantungan linier. Tarikan yang dialami oleh feromagnet bersifat non-linier dan jauh lebih kuat sehingga mudah diamati, misalnya pada magnet pada lemari pendingin seseorang.

Contoh dari paramagnetik: aluminium, platina, mangan dan chromium

• Ferromagnetik

Yaitu bahan yang paling mudah dijadikan magnet dan menghasilkan medan magnet yang kuat. Serta memiliki daya hantar magnetik yang baik

Contohnya besi, baja, nikel cobalt dan campuran logam seperti alnico dan permalloy

Pembagian ferromagnetik ada dua kelas yaitu:

1. ferromagnetik lunak.

Yaitu material dimana linier dari variasi pada zona B-I memungkinkan

misalnya besi dan mumental logam paduan nikel. Lebih mudah dijadikan magnet tapi sifat magnetiknya pun mudah hilang (hanya bertahan sementara waktu). Bahan feromagnetik lunak umumnya digunakan untuk membuat elektromagnetik (magnet listrik) karena bahan-bahan ini hanya bersifat magnet selama arus listrik melalui kawat yang dililitkan pada bahan. Begitu arus listrik diputus, sifat magnetik bahan ini hilang.

• ferromagnetik keras

Adalah material dimana sulit untuk memunculkan permeabilitas nya. Materila ini cocok menjadi permanen magnet. misalnya baja dan alcomax (logam paduan besi) sangat sukar dijadikan magnet

B dan I diatas didapat dari persamaan beriku

dB = μo Idi x ar

4  

Pembahasan secara material;

-anti ferromagnetik

Pada bahan antiferromagnetik domain-domaintadi menghasilkan dipolemagnetikyang saling berlawanan arah sehingga momen magnetiksecara keseluruhan sangat kecil.Bahan antiferromagnetik yang mengalami cacat kristal akan mengalami medan magnet kecil dan suseptibilitasnyaseperti pada bahan paramagnetiksuseptibilitas kseperti paramagnetik, tetapi harganya naik sampai dengan   titik curiekemudian   turun   lagi   menurut    hukum curie-weiss.  Contoh: hematit (Fe2O3)

-ferromagnetik

Pada bahan ferrimagnetik domain-domain tadi juga saling antiparalel tetapi   jumlah dipolepada masing-masing arah   tidak   sama   sehingga   masih mempunyai resultan magnetisasi cukup besar. Suseptibilitas nya tinggi dan tergantung temperatur. Contoh: magnetit (Fe3O4), ilmenit (FeTiO3), pirhotit (FeS), hematit (Fe2O3), ferrite(NiOFe2O3), yttrium(Y3Fe5O12).

(Suseptibilitas magnetik: adalah tingkat kemagnetan suatu benda untuk termagnetisasi, biasanya erat kaitan dengan kandungan mineral dan oksida besi. Semakin besar kandungan mineral magnetit dalam batuan. semakin besar harga suseptibilitasnya.)

-Kurba magnetik

KurvaBH mengandung informasi yang berhubungan dengan permeabilitas suatu bahan. Dengan satuan permeabilitas Wb/Am.

Permeabilitas hampa udara diperoleh dari perbandingan antara kerapatan fluk dan kuat medan magnet.

Persamaan permeabilitas hampa udara: μ0= B/H

μ0 =

���

₂ = ���

= ���

μo= 4π x 10-7 wb A-1m-1

μ0 adalah permeabilitas hampa udara B fluks magnet

H kerapatan magnet

Permeabilitas untuk bahan magnet sifatnya tidak konstan, selalu berbanding dengan terhadap permeabilitas hampa udara, dimana perbandingan tersebut disebut permeabilitas relatif.

Contoh Kurva pada BH magnetik

Contoh perhitungan permeabilitas pada kawat

Belitan kawat rongga udara memiliki kerapatan 2.500 A/m, Hitung besar fluk magnetnya, bila diketahui µ0 =1,257. 10-6 Wb/Am!

B = μox H

B= 1,257×10-6 Wb/Am. 2500A/m

= 0,00314 T

=3,14 mT

Contoh 2

Besi toroid mempunyai keliling 0,3 meter dan luas penampang 1cm2. Toroida dililitkan kawat 600 belitan dialiri arus sebesar 100 mA. Agar diperoleh fluk magnet sebesar 60 µWb pada toroida tersebut. Hitung:

• kuat medan magnet, H = IxN /L

=600tx0,1A/0,3m = 200A/m

• kerapatan fluk magnet, B = φ/A

=60×10-6/1,0×10-6=0,0003 Wb/Am

=0,6 T

• Permeabilitas absolut, dan μo=B/H

=0,6/200

=0,003 Wb/Am

• permeabiltas relatif besi. μo=μ/μo

=0,003/1,257×10-6

=2.400

-compleks permeabilitas

Pada frekuensi rendah dalam material linier, medan magnet dan medan magnet tambahan cukup proporsional satu sama lain melalui beberapa permeabilitas skalar, pada frekuensi tinggi jumlah ini akan bereaksi satu sama lain dengan beberapa jeda waktu. Bidang-bidang ini dapat ditulis sebagai fasor, seperti

H=H0e^jwt

B = B0ejwt-δ

Dimana δ adalh phasa delay dari B ke H

rasio fasor dapat ditulis dan disederhanakan sebagai berikut sehingga permeabilitas menjadi bilangan kompleks.

B = μox H μo=B/H

=B0ejwt-δ/H0ejwt

=B0/H0 x e-jδ

-Bio savart law

Dalam elektromagnetis, hukum Biot-Savart adalah persamaan yang menjelaskan medan magnet yang dihasilkan oleh arus listrik konstan. Ini menghubungkan medan magnet dengan besar, arah, panjang, dan kedekatan arus listrik. Hukum Biot-Savart adalah dasar magnetostatika, berperan seperi hukum Coulomb dalam elektrostatika. Hukum ini didapat dengaan pendekatan magnetostatis, dan konsisten dengan hukum sirkuital Ampere dan hukum Gauss untuk magnetisme.

B = μo ∫       ���  ‘

4 ‘ 3

Integral biasanya mengelilingi kurva tertutup, karena arus listrik stasioner hanya dapat mengalir di sekitar jalur tertutup jika dibatasi. Namun, hukum tersebut juga berlaku untuk kabel yang panjangnya tak terhingga

Untuk menerapkan persamaan, titik dalam ruang tempat medan magnet akan dihitung dipilih secara sembarang. Dengan menahan titik itu tetap, integral garis di atas jalur arus listrik dihitung untuk mencari medan magnet total pada titik itu.

Penerapan hukum ini secara implisit bergantung pada prinsip superposisi untuk medan magnet, yaitu fakta bahwa medan magnet adalah jumlah vektor dari bidang yang dibuat oleh setiap bagian sangat kecil dari kawat secara individual.

Hukum Biot-Savart juga digunakan dalam teori aerodinamika untuk menghitung kecepatan yang diinduksi oleh garis pusaran.

Dalam aplikasi aerodinamis, peran vortisitas dan arus dibalik dibandingkan dengan aplikasi magnet.

Kekuatan medan magnet H secara langsung disamakan dengan vortisitas murni (spin), sedangkan B adalah vortisitas tertimbang yang ditimbang untuk kepadatan laut pusaran. Maxwell menganggap permeabilitas magnetik μ sebagai ukuran densitas pusaran laut

Persamaan yang dipaakai ada dua, Induksi arus magneik

B=μ.H

Dan arus elektrik konvesi J= ρ.v

Dimana ρ adalah rapat muatan listrik. B dilihat sebagai semacam arus magnet pusaran yang selaras dalam bidang aksial mereka, dengan H sebagai kecepatan melingkar pusaran tersebut.

ilustrasi arus konveksi.

Persamaan arus listrik dapat dipandang sebagai arus konvektif muatan listrik yang melibatkan gerak linier. Dengan analogi, persamaan magnet adalah arus induktif yang melibatkan spin. Tidak ada gerakan linier dalam arus induktif di sepanjang arah vektor B. Arus induktif magnet mewakili garis gaya. Secara khusus, ini mewakili garis-garis gaya hukum kuadrat terbalik.

Dalam aerodinamika, arus udara yang diinduksi membentuk cincin solenoida di sekitar sumbu pusaran. Analogi dapat dibuat bahwa sumbu pusaran memainkan peran yang dimainkan arus listrik dalam magnet. Hal ini menempatkan arus udara aerodinamika (medan kecepatan fluida) ke dalam peran yang setara dengan vektor induksi magnetik B dalam elektromagnetisme.

Dalam elektromagnetisme, garis B membentuk cincin solenoida di sekitar sumber arus listrik, sedangkan dalam aerodinamika, arus udara (kecepatan) membentuk cincin solenoida di sekitar sumbu pusaran sumber.

-kurva histerisis

Saat arus kumparan inti besi dinaikkan maka fluks akan naik. Kuat medan magnet naik dan rapat fluk juga naik . sampai ke titik jenuh. Saat kuat medan diturunkan, maka kerapatan fluk juga turun, tetapi tidak seperti turun kuat medan. Jika kuat medan diturunkan hingga minus dan nilai arus terbalik, maka kerapatan fluk akan naik negatif (turun?) hingga mencapai tingkat jenuh negatif.

Bila kuat medan diturunkan, kejadiannya sama seperti pada sisi positif. sehingga gambar grafik akan terbentuk yang disebut dengan jerat histeristis

Dari jerat histerisis dapat dilihat bahwa nilai tidak kembali ke titik nol. Jika diinginkan maka dilakukan tahapan tadi dan berulang ulang dengan kuat medan dikecilkan sedikit sedikit hingga samapi ke titik kuat medannya nol

-Retensivitas

Remanence, remanent magnetization, Retentivity atau residual magnetism adalah magnetisasi yang tertinggal dalam bahan feromagnetik (seperti besi) setelah medan magnet luar dilepaskan. Setelah kelas tertentu bahan magnet “dimagnetisasi”, mereka memiliki remanensi.

Sisa bahan magnet menyediakan memori magnet di perangkat penyimpanan magnet, dan di magnet umum atau bahan yang mudah termagnetisasi.

Dalam kasus di mana Retensivitas tidak diinginkan, ini dapat dihilangkan dengan menerapkan medan induksi negatif dalam proses yang sering disebut degaussing.

Retensivitas berbentuk ukuran kerapatan fluks sisa yang sesuai dengan induksi saturasi bahan magnet.

Dengan kata lain, ini adalah kemampuan material untuk mempertahankan sejumlah medan magnet sisa ketika gaya magnet dihilangkan setelah mencapai saturasi. (Nilai B di titik B pada kurva histeresis.)

– Residual Flux

Ialah kerapatan fluks magnet yang tersisa dalam material saat gaya magnetisasi nol. Perhatikan bahwa magnet sisa dan retentivitas sama ketika material telah dimagnetisasi ke titik jenuhnya. Namun, tingkat magnet sisa mungkin lebih rendah dari nilai retentivitas ketika gaya magnet tidak mencapai tingkat saturasi.

-Gaya Coercivtiy

Besarnya medan magnet balik yang harus diterapkan pada bahan magnet untuk membuat fluks magnet kembali ke nol. (Nilai H di titik C pada kurva histeresis.)

• Magnetic intensity

Pada sebuah medan magnetik yang timbul pada sebuah material dalam bentuk gaya magnet maka besaran nya disebut intensitas magnet (H)

Kekuatan medan magnet, disebut juga intensitas magnet atau intensitas medan magnet, bagian dari medan magnet dalam suatu material yang timbul dari arus eksternal dan tidak bersifat intrinsik pada material itu sendiri.

Ini dinyatakan sebagai vektor H dan diukur dalam satuan ampere per meter. Definisi H adalah H

= B / μ – M, di mana B adalah kerapatan fluks magnet, ukuran medan magnet aktual dalam material yang dianggap sebagai konsentrasi garis medan magnet, atau fluks, per satuan luas penampang;

μ adalah permeabilitas magnetik; dan M adalah magnetisasi.

Medan magnet H dapat dianggap sebagai medan magnet yang dihasilkan oleh aliran arus dalam kabel dan medan magnet B sebagai medan magnet total termasuk juga kontribusi M yang dibuat oleh sifat magnet bahan di lapangan.

Ketika arus mengalir dalam kawat yang dibungkus pada silinder besi lunak, medan magnet H cukup lemah, tetapi medan magnet rata-rata aktual (B) di dalam besi mungkin ribuan kali lebih

kuat karena B sangat ditingkatkan oleh penyelarasan magnet atom kecil yang sangat kecil dari besi ke arah medan.

Rumus Intensitas Magnetik B=μo.H

maka

H = Bo/μo Atau H=B/μ

Dengan satuan H adalah Am-1 Untuk penurunan H

dH =  4

dI x ar

2

H =  4

dI x ar

2

  .   0

μ=μ(H)

Dengan nilai μ=4π x 10-7

-Perbandingan satuan perhitungan dalam elektrostatis dan magnetostatis

-hukum bio-savart

Hukum Biot dan Savart mengenai besar induksi magnetik adalah sebagai berikut:

1. Sebanding dengan kuat arus listrik (i)
2. Sebanding dengan panjang elemen kawat penghantar (dl)
3. Berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara titik itu ke elemen kawat penghantar (1/r2

)

• Sebanding dengan sinus sudut apit antara arah arus dan garis penghubung titik itu ke elemen kawat penghantar (sinθ )

-Gaya gerak listrik

EMF pada mesin induksi biasa diaartikan adalah EMF tersebut ditimbulkan oleh angker dinamo yang yang melawan tegangan yang diberikan padanya.

Teori dasarnya adalah jika sebuah konduktor listrik memotong garis medan magnet maka timbul ggl pada konduktor.

EMF induksi terjadi pada motor listrik, generator serta rangkaian listrik dengan arah berlawanan terhadap gaya yang menimbulkannya.

-Medan Listrik Dan Medan Magnet

Medan listrik adalah dampak yang terjadi oleh adanya muatan listrik, mislnya elektron, ion maupun proton dalam ruangan yang ada di sekelilingnya. Medan listrik mempunyai satuan N/C (Newton/Coulomb). Medan listrik diterangkan dalam persamaan Maxwell I yang diturunkan dari hokum Gauss untuk medan listrik dan medan magnetik.

Secara dasar nya, medan listrik memiliki intensitas E dengan rumus E = F/q =kQ/R2a

= Q/4π ε0R2

intensitas pada sebuah muatan listrik dapat diilustrasikan dengan

Maka didapat persamaan umum E = = Q/4πε0R2 ar

Medan magnet

Di sekitar magnet permanen atau kawat yang membawa arus listrik yang stabil ke satu arah, medan magnet tersebut tidak bergerak dan disebut sebagai medan magnetostatis.

Pada titik tertentu, besaran dan arahnya tetap sama. Di sekitar arus bolak-balik atau arus searah yang berfluktuasi, medan magnet terus berubah besar dan arahnya.

Medan magnet dapat diwakili oleh garis gaya kontinu atau fluks magnet yang muncul dari kutub magnet pencari utara dan memasuki kutub magnet pencari selatan. Kerapatan garis menunjukkan besarnya medan magnet.

Di kutub magnet, misalnya, di mana medan magnet kuat, garis medan saling berdekatan, atau lebih padat. Lebih jauh lagi, di mana medan magnet lemah, mereka menyebar, menjadi kurang padat.

Medan magnet yang seragam diwakili oleh garis lurus paralel yang berjarak sama. Arah fluks adalah arah di mana kutub utara dari magnet kecil menunjuk. Garis fluks kontinu, membentuk loop tertutup.

Untuk magnet batang, mereka muncul dari kutub pencari utara, menyebar dan berputar, memasuki magnet di kutub pencari selatan, dan berlanjut melalui magnet ke kutub utara, di mana mereka muncul lagi. Satuan SI untuk fluks magnet adalah weber. Jumlah webers adalah ukuran dari total jumlah garis lapangan yang melintasi area tertentu.

Medan magnet dapat direpresentasikan secara matematis dengan besaran yang disebut vektor yang memiliki arah dan juga besaran. Dua vektor berbeda digunakan untuk merepresentasikan medan magnet: satu disebut kerapatan fluks magnet, atau induksi magnet, dilambangkan dengan B; yang lainnya, disebut kekuatan medan magnet, atau intensitas medan magnet, dilambangkan dengan H.

Medan magnet H dapat dianggap sebagai medan magnet yang dihasilkan oleh aliran arus dalam kabel dan medan magnet B sebagai medan magnet total termasuk juga kontribusi yang dibuat oleh sifat magnetik material di lapangan.

Ketika arus mengalir dalam kawat yang dibungkus pada silinder besi lunak, medan magnet H cukup lemah, tetapi medan magnet rata-rata aktual (B) di dalam besi mungkin ribuan kali lebih

kuat karena B sangat ditingkatkan oleh penyelarasan magnet atom kecil yang sangat kecil dari besi ke arah medan.

-Medan Magnet Pada Modor Dc

Pada motor listrik umumnya bekerja dari adanya medan magnet induksi yang menimbulkan arus listrik.

Tahapan mekanisme kerja motor listrik sebagai berikut

1. Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya.
2. Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran atau loop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.
3. Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar atau torque untuk memutar kumparan.
4. Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan

elektromagnetik yang disebut kumparan medan.

Gambar diatas adalah prinsip arah medan magnet yang ditentukan arah arus pada konduktor

Pada motor dc, luas kumparan medan yang dialiri arus listrik akan menghasilkan medan magnet yang mengelilingi kumparan pada arah tertentu. Konversi energi listrik menjadi energi

mekanik (motor) atau sebaliknya terjadi melalui medan magnet, sehingga medan magnet disini berfungsi sebagai tempat penyimpanan energi dan juga merupakan tempat berlangsungnya proses konversi energi tersebut. daerahnya bisa dilihat pada gambar ini:

Untuk menentukan arah putaran motor digunakan metode. Kutub magnet akan menghasilkan medan magnet dengan arah dari kutub utara ke kutub selatan. Jika medan magnet memotong kabell penghantar yang mengalirkan arus searah dengan empati jari, maka akan terjadi gerakan ke arah ibu jari. Gaya ini disebut gaya Lorentz, yang paling banyak sama dengan F. Motor utamanya adalah aliran arus dalam penghantar yang berada di bawah pengaruh medan magnet akan menghasilkan gerakan. Besarnya gaya pada penghantar akan bertambah jika arus yang melalui penghantar bertambah.

Penggunaan medan magnet pada motor DC adalah karena magnent termasuk komponen utama pada motor DC

Komponen utama lain pada motor DC adalah:

-kutub medan

-dinamo

-komutator

Kutub medan digambarkan seperti interaksi dua kutub magnet yanh akan menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing yang letaknya pada ruang diantara kutub medan.

Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan yaitu kutub utara dan selatan.

Garis magnetik energi pada medan magnet membesar melintasi bukan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet.

Elektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia struktur medan.

Dinamo motor.

Saat arus masuk ke dinamo, arus ini akan menjadi elektromagnet. Dinamo yang berbentuk silinder dihubungkan dengan penggerak untuk memindahkan beban.

Untuk kasus motor DC kecil, dinamo berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub, hingga kutub magnet utara dan selatan berpindah lokasi. Ketika ini terjadi, arus berbalik untuk mengubah kutub utara dan selatan dinamo.

fungsi rotor dan stator adalah untuk menghasilkan induksi medan magnet karena gerakan yang terjadi antara rotor dan stator. Penempatan stator dan komponen rotor tergantung pada jenis generator yang digunakan, ada stator yang didalam rotor dan ada yang di luar rotor. Kondisi pemasangan dan penempatan stator dan rotor, jumlah lilitan kumparan dan magnet dapat mempengaruhi kinerja generator.

Komutator

Komponen ini terutama ada dalam motor DC. Kegunaannya adalah untuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo. Commutator juga membantu dalam transmisi arus antara dinamo dan sumber daya.

-motor DC dengan magnet permanen

Pada motor DC terdapat yang namanya motor DC magnet permanen,yakni motor dengan magnet yang kuat digunakan untuk menghasilkan medan magnet shingga motor DC magnet permanen ini hanya terdiri dari belitan dinamo saja.

Nama lain motor ini adalah motor DC brush (?)

Motor DC brush tipe magnet permanen memiliki ukuran lebih kecil dan lebih murah jika dibandingkan dengan jenis motor DC stator eksitasi.

Magnet pada motor DC magnet permanen biasanya memakai bahan kobalt boron atau samariium (?) karena magnet tersebut sangat kuat dan mempunyai medan magnet tinggi, disamping itu karakteristik kecepatan / torsi pada motor DC magnet permanen lebih linier daripada motor DC stator eksitasi

Seperti yang ditunjukkan pada nama motor DC magnet permanen, kutub medan motor ini pada dasarnya terbuat dari magnet permanen.

Motor PMDC terutama terdiri dari dua bagian. Stator dan angker. Di sini stator yang merupakan silinder baja. Magnet dipasang di pinggiran bagian dalam silinder ini.

Magnet permanen dipasang sedemikian rupa sehingga kutub-N dan kutub-S dari masing-masing magnet menghadap ke arah angker secara bergantian seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Artinya, jika kutub-N dari satu magnet dihadapkan ke arah dinamo maka kutub-S dari magnet berikutnya dihadapkan ke arah dinamo.

Selain menahan magnet di pinggiran dalamnya, stator silinder baja juga berfungsi sebagai jalur balik reluktansi rendah untuk fluks magnet.

Meskipun kumparan medan tidak diperlukan dalam motor DC magnet permanen, kadang-kadang ditemukan bahwa mereka digunakan bersama dengan magnet permanen.

Ini karena jika magnet permanen kehilangan kekuatannya, kekuatan magnet yang hilang ini dapat dikompensasikan dengan eksitasi medan melalui kumparan medan ini. Umumnya, bahan magnetis keras tanah jarang digunakan dalam magnet permanen ini.

Motor PMDC banyak digunakan di mana motor DC kecil diperlukan dan juga tidak diperlukan kontrol yang sangat efektif, seperti pada starter mobil, mainan, wiper, mesin cuci, hot blower, AC, drive disk komputer, dan banyak lagi.

– Beban Pada Motor

Secara umum dibagi tiga ialah:

-Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torquenya tidak bervariasi. Contoh beban dengan torque konstan adalah corveyors, rotary kilns, dan pompa displacement konstan.

-Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengan kecepatn operasi. Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kuadrat kecepatan).

Peralatan Energi Listrik : Motor Listrik.

-Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan. Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesin.

-Pengaturan Keceparan Motor DC

Ada tiga cara utama untuk mencapai regulasi kecepatan pada motor DC seri – kontrol fluks, kontrol tegangan, dan kontrol resistansi jangkar.

Yang pertama dengan Metode Pengendalian Fluks.

Dalam metode kontrol fluks, rheostat (sejenis resistor variabel) dihubungkan secara seri dengan gulungan medan. Tujuan dari komponen ini adalah untuk meningkatkan resistansi seri pada belitan yang akan mengurangi fluks, sehingga meningkatkan kecepatan motor.

Kedua. Metode Pengaturan Tegangan

Metode regulasi variabel biasanya digunakan pada motor dc shunt. Sekali lagi, ada dua cara untuk mencapai kendali pengaturan tegangan:

-Menghubungkan bidang shunt ke tegangan menarik tetap sambil memasok angker dengan tegangan yang berbeda (alias kontrol tegangan ganda).

Atau

-Memvariasikan tegangan yang disuplai ke angker (alias metode Ward Leonard)

Ketiga, metode Kontrol Resistensi Angker

Kontrol tahanan angker didasarkan pada prinsip bahwa kecepatan motor berbanding lurus dengan EMF belakang. Jadi, jika tegangan suplai dan resistansi jangkar dijaga pada nilai konstan, kecepatan motor akan berbanding lurus dengan arus jangkar.

-Pengaturan Kecepatan Dengan Medan Flux Φ.

Berdasarkan persamaan di atas kita juga dapat memvariasikan kecepatan motor dc dengan memvariasikan medan fluks Φ. Tegangan jangkar Es dijaga konstan sehingga pembilang pada persamaan di atas juga konstan. Oleh karena itu, kecepatan motor sekarang berubah rasionya terhadap fluks Φ; jika kita menaikkan fluksnya, kecepatannya akan turun, begitu pula sebaliknya.

Metode kontrol kecepatan ini sering digunakan saat motor harus berjalan di atas kecepatan rata-ratanya, yang disebut kecepatan dasar. Untuk mengatur fluks (dan kecepatannya), kami menghubungkan rheostat Rf secara seri dengan medan.

Untuk memahami metode kendali kecepatan, gambar di atas awalnya dijalankan dengan kecepatan konstan. Eo sedikit lebih rendah dari tegangan suplai jangkar Es, karena penurunan IR jangkar. Jika tiba-tiba resistansi rheostat dinaikkan, arus menarik Ix dan fluks Φ akan berkurang. Ini akan mengurangi nilai Eo, menyebabkan arus I melonjak ke nilai yang lebih tinggi.

Arus berubah secara dramatis karena nilainya bergantung pada perbedaan yang sangat kecil antara Es dan Eo.

Meskipun medan lemah, torsi motor berkembang lebih dari sebelumnya. Ini akan mempercepat sampai Eo hampir sama dengan Es.

-Perbedaan Jumlah Magnet Pada Motor

Pada medan magnet di motor DC ada yang dinamakan POLE atau kutub. Ini menyatakan banyaknya jumlah kutub pada kumparan suatu motor listrik

Karena motro bekerja mengubag enerhi listrik ke enegi putar. Atau prinsip elektromagnetik. Untuk menghasilkan energi ini ada kumparan kawat didalam nya yang akan menciptakan energi magnet, medan magnet, yang muncul jika dialiri arus.

Medan ini akan menggerakkan rotor dan mengjasilakn tenaga putar dari motor

Semakin banyak kutub magnet maka gap selisih no load rpm dan with load akan tipis, semakin sedikit kutup magnet maka gap semakin jauh. Semakin banyak pole, maka semakin mirip kecepatan no load dan with load.