Mesin Mesin 1.docx

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT , karena atas rahmat-Nya kami dapat menyelesaikan pembuatan tugas makalah Mesin-Mesin Elektrik 1 ini. Adapun pembuatan tugas ini telah kami usahakan semaksimal mungkin. Tidak lupa kami ucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam pembuatan tugas makalah ini. Kami menyadari bahwa tugas ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu dengan kerendahan hati kami menerima adanya kritik dan saran yang membangun dari pihak manapun demi perbaikan dimasa yang akan datang.

PALU, 23 MARET 2019

KELOMPOK 7

1

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR.................................................................................................................... DAFTAR ISI................................................................................................................................ BAB IPENDAHULUAN ............................................................................................................... 3 1.1 Latar Belakang ............................................................................................................. 3 1.2 Rumusan Masalah........................................................................................................ 3 1.3 Tujuan ........................................................................................................................... 3 BAB II PEMBAHASAN................................................................................................................ 4 2.1 Pengertian Medan Magnet .......................................................................................... 4 2.2 Fluks Magnetik dan Kepadatan Fluks ....................................................................... 6 2.3 Permeabilitas dan B H kurva...................................................................................... 6 2.4 Reluktansi ..................................................................................................................... 8 2.4 Hysterisis....................................................................................................................... 9 BAB III PENUTUP .................................................................................................................... 11 3.1 Kesimpulan ................................................................................................................. 11

2

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Magnet merupakan bagian tak terpisahkan dari kehidupan manusia masa kini. Mulai dari peralatan listrik sampai dengan peralatan non listrik dengan memanfaatkan magnet tetap. Magnet atau magnit adalah suatu obyek yang mempunyai suatu medan magnet. Medan magnet erat kaitannya dengan medan listrik, keduanya tidak dapat dipisahkan, hubungan ini selanjutnya dikenal dengan istilah elektromagnetik. Elektromagnetik sendiri pertama kali ditemukan oleh William Sturgeon seorang berkebangsaan inggris pada tahun 1823. Pada percobaannya Sturgeon membuat sebuah kumparan kawat yang dililitkan pada batang besi yang kemudian dialiri listrik. Sumber medan magnet yang paling awal dikenal adalah magnet permanen. Sekarang ini sumber medan magnet selain dari magnet permanen banyak sekali jenisnya, salah satu sumber medan magnet lainnya adalah dari aliran arus yang mengalir dalam kumparan. Sumber medan magnet dibedakan menjadi dua yaitu sumber medan magnet statik dan sumber medan magnet dinamik. Sumber medan magnet statik disebabkan oleh magnet permanen dan arus DC. Sedangkan sumber medan magnet dinamik (Dynamic Magnetic Field) disebabkan arus AC dan medan listrik dinamik. Bumi sendiri merupakan sumber medan magnet statik alami yang membentang dari utara ke selatan. Selain bumi sebagai sumber medan magnet statik alami banyak sumber medan magnet statik lain yang diciptakan oleh manusia. Meskipun sumber kelistrikan menggunakan arus AC tapi berbagai alat kebutuhan manusia itu menggunakan arus DC dan menghasilkan medan magnet statik.Sumber medan magnet statik dalam kehidupan seharihari contohnya seperti peralatan elektronik, alat-alat kesehatan, alat transportasi dan lainlain. 1.2 Rumusan Masalah 1.2.1 Apa yang dimaksud dengan medan magnet ? 1.2.2 Apa itu fluks magnetik dan kepadatan fluks ? 1.2.3 Apa itu permeabilitas dan B H kurva ? 1.2.4 Apa yang dimaksud reluktansi ? 1.2.5 Apa itu hysteristis dan hysterisis loss ?

1.3 Tujuan Agar mahasiswa dapat memahami tentang sirkuit magnetik

3

BAB II PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Medan Magnet Medan magnet merupakan sebuah gambaran yang biasa kita gunakan untuk merepresentasikan bagaimana gaya magnet terdistribusi diantara suatu benda bermagnet atau disekitar benda bermagnet tersebut. Seperti yang sudah kita ketahui bahwa magnet memiliki dua kutub dimana jika kita dekatkan dua buah magnet maka dapat terjadi gaya tarik-menarik ataupun gaya tolak-menolak tergantung kutub-kutub yang didekatkan. Selain itu, kita juga tahu bahwa gaya tarik-menarik atau tolak-menolak tersebut memiliki batas jangkauan disekitar magnet tersebut yang tidak bisa kita lihat Visualisasi Medan Magnet Terdapat dua cara untuk menggambarkannya: 1. Dideskripsikan secara matematik sebagai vektor. Setiap vektor pada setiap titik yang berbentuk panah tersebut memiliki arah dan besaran tergantung dari besar gaya magnetik pada titik tersebut.

Gambar. Vektor medan magnet pada sebuah magnet persegi panjang 2. Cara lain untuk mengilustrasikannya adalah dengan menggunakan garis. Setiap vektor disambungkan dengan sebuah garis yang tidak terputus dan banyaknya garis dapat dibuat sebanyak mungkin. Cara inilah yang paling sering dipakai untuk menggambarkan suatu medan magnet.

4

Gambar. Garis-garis medan magnet pada sebuah magnet persegi panjang

Garis-garis medan magnet memiliki karakteristik yang berguna untuk analisa:  









 



Setiap garis tidak pernah berpotongan satu sama lain Garis akan makin semakin rapat pada wilayah dimana medan magnet semakin besar. Hal ini menandakan bahwa semakin rapat garis-garis medan magnet, maka semakin besar gaya magnetnya pada wilayah tersebut. Garis-garis ini tidak bermulai atau berhenti dari manapun, akan tetapi garis-garis tersebut membentuk suatu lingkaran tertutup dan tetap menyambung di dalam material magnet. Arah medan magnet direpresentasikan dengan panah pada garis-garisnya. Terkadang, tanda panah tidak digambar pada garis-garis medan magnet, akan tetapi medan magnet akan selalu memiliki arah dari kutub Utara (North) ke Selatan (South). Garis-garis ini dapat divisualisasikan secara nyata. Cara yang paling sederhana adalah dengan menyebarkan bubuk pasir besi di sekitar magnet dan akan menghasilkan karakteristik yang sama seperti pada garis-garis medan magnet. Pada rumus medan magnet, besarnya medan magnet dituliskan dengan simbol B. Sesuai dengan sistem Internasional, besarnnya memiliki satuan dalam tesla (T) yang diambil dari nama Nikola Tesla. Tesla didefinisikan sebagai seberapa besar gaya medan magnet. Contohnya, sebuah kulkas kecil memproduksi medan magnet sebesar 0,001 T. Terdapat satu cara untuk membuat medan magnet tanpa menggunakan magnet, yakni dengan mengalirkan arus listrik. Jika kita alirkan arus listrik melalui kabel (contohnya dengan menyambungkannya ke baterai), maka kita akan mendapat dua fenomena. Semakin besar arus yang mengalir pada kabel, maka akan semakin besar pula medan magnet yang dihasilkan. Demikian juga sebalilknya. Sesuai dengan hukum Ampere, besar medan magnet yang dihasilkan dapat dihitung dengan rumus:

5

 

dimana I adalah besar arus listrik, r jarak dari kabel, dan merupakan konstanta permeabilitas ( ). Untuk mengetahui arahnya, kita dapat menggunakan prinsip tangan kanan. Ibu jari merupakan arah aliran listrik dan jari-jari lainnya menunjukkan arah medan magnet disekitar kabel.

Gambar. Prinsip tangan kanan untuk menentukan arah medan magnet (B) berdasarkan arah arus listrik (I)

2.2 Fluks Magnetik dan Kepadatan Fluks Fluks magnetik (sering disimbolkan Φm), adalah ukuran atau jumlah medan magnet B yang melewati luas penampang tertentu, misalnya kumparan kawat (hal ini sering pula disebut "kerapatan medan magnet"). Fluks magnetik yang melalui bidang tertentu sebanding dengan jumlah medan magnet yang melalui bidang tersebut. Jumlah ini termasuk pengurangan atas medan magnet yang berlawanan arah. Jika medan magnet seragam melalui bidang dengan tegak lurus, nilai fluks magnetik didapat dari perkalian antara medan magnet dan luas bidang yang dilaluinya. Fluks magnetik yang datang dengan sudut tertentu diperoleh menggunakan perkalian titik antara medan magnet dan vektor luas a. Fluks magnetik biasanya diukur dengan fluksmeter. Alat ini berisi kumparan dan rangkaian yang mampu menghitung fluks magnetik berdasarkan pada perubahan tegangan yang disebabkan oleh perubahan medan magnet yang melalui kumparan di dalam alat ini.

2.3 Permeabilitas dan B H kurva BH Magnetisasi Curve (Gambar 27) menunjukkan berapa banyak kerapatan fluks (B) hasil dari meningkatkan intensitas fluks (H). Kurva pada Gambar 27 adalah untuk dua jenis core besi lunak diplot untuk nilai-nilai khas. Kurva untuk soft besi 1 menunjukkan bahwa fluks kepadatan B meningkat pesat dengan peningkatan fluks intensitas H, sebelum jenuh inti, atau mengembangkan "lutut". Setelah itu, peningkatan fluks intensitas H memiliki sedikit atau tidak berpengaruh pada fluks kepadatan B. Lunak besi 2 membutuhkan banyak peningkatan yang

6

lebih besar dalam fluks intensitas H sebelum mencapai tingkat kejenuhan tersebut pada H = 5000 Pada / m , B = 0,3 T.

Permeabilitas ( μ ) dari bahan magnetik adalah rasio B H. Persamaan dibawah ini adalah representasi matematis untuk permeabilitas bahan magnetik .

Nilai rata-rata permeabilitas diukur di mana titik jenuh, atau lutut, pertama-tama. Gambar 27 menunjukkan bahwa permeabilitas normal atau rata-rata untuk dua besi sebagai berikut .

Dalam satuan SI, permeabilitas ruang hampa adalah μo = 4 px 10-7 H / m atau 1,26 x 10-6 atau Tm / At. Untuk menghitung permeabilitas, nilai permeabilitas relatif μr harus dikalikan dengan μo. Persamaan dibawah ini adalah representasi matematis untuk permeabilitas.

7

2.4 Reluktansi Rangkaian magnetik terdiri dari beberapa bahan yang bersifat magnet masingmasing memiliki permeabilitas dan panjang lintasan yang tidak sama. Maka setiap bagian mempunyai reluktansi yang berbeda pula, sehingga reluktansi total adalah jumlah dari reluktansi masing-masing bagian. Reluktansi adalah besarnya fluks magnet yang dihasilkan dalam kumparan bergantung dari besaran.

Gambar.Rangkaian magnet Inti besi yang berbentuk mirip dengan huruf C dengan lilitan kawat dan mengalir arus I, terdapat celah sempit udara yang dilewati garis gaya magnet.Rangkaian ini memiliki dua buah reluktansi yaitu reluktansi besi RmFe dan reluktansi celah udara RmLuft. Satuan Reluktansi adalah A/Wb (Amper /Weber)

Persamaan Reluktansi :

Keterangan :

8

Rm = Reluktansi magnet (A/Wb) Θ = Gaya gerak magnet (A) Φ = Fluks Magnet (Wb) l = Panjang penampang atau panjang lintasan (m) μ = Daya hantar magnet (Wb/Am) A = Luas peanmpang (m2)

Keterangan : Rm = Reluktansi magnet (A/Wb) RmFe = Reluktansi Besi (A/Wb) RmLuft = Reluktansi Udara (A/Wb)

Keterangan: Θ = Gaya gerak magnet ΘFe = Gaya gerak magnet pada Besi ΘLuft = Gaya gerak magnet pada Udara

2.4 Hysterisis Ketika arus dalam kumparan berbalik arah ribuan kali per detik , hysteresis dapat menyebabkan banyak kehilangan energi. Hysteresis didefinisikan sebagai "tertinggal", fluks magnetik di inti besi tertinggal kekuatan magnetizing. Hysteresis loop adalah serangkaian kurva yang menunjukkan karakteristik magnetik bahan (Gambar 28). Seberang arah arus akan mengakibatkan arah berlawanan fluks Intensitas ditampilkan sebagai + H dan -H. Polaritas berlawanan juga ditampilkan untuk kerapatan fluks sebagai + B atau -B. Mulai saat ini di pusat (nol) ketika unmagnetized. Positif H nilai meningkatkan B untuk saturasi titik, atau + Bmax, seperti yang ditunjukkan oleh garis putus-putus. Kemudian H menurun kenol, tapi B tetes dengan nilai Br karena hysteresis. Dengan membalik saat ini asli, H sekarang menjadi negatif. B turun menjadi nol dan terus ke -Bmax. Sebagai nilai -H penurunan (kurang negatif), B dikurangi menjadi –Br ketika H adalah nol. Dengan positif ayunan saat ini, H sekali lagi menjadi positif, memproduksi kejenuhan pada + Bmax. Histeresis lingkaran selesai. Loop tidak tidak kembali ke nol karena hysteresis. Nilai + Br atau -Br, yang merupakan kerapatan fluks yang tersisa setelah kekuatan magnet nol, disebut retentivity itu bahan magnetik. Nilai -Hc, yang merupakan kekuatan yang harus diterapkan dalam arah sebaliknya untuk

9

mengurangi kepadatan fluks ke nol, disebut gaya koersif bahan. Semakin besar daerah di dalam lingkaran histeresis, semakin besar kerugian histeresis.

10

BAB III PENUTUP

3.1 Kesimpulan Sederhana sirkuit magnetik fluks magnetik (Φ) adalah sebanding dengan gaya magnetomotive (Fm) dan secara tidak langsung sebanding dengan keengganan (R) di sirkuit.

Kurva BH magnetisasi menunjukkan berapa banyak kerapatan fluks magnetik (B) hasil dari peningkatan intensitas fluks magnetik. "Lutut" mengidentifikasi titik di mana peningkatan intensitas fluks (H) hasil dalam peningkatan minimal kerapatan fluks (B). Kerugian hysteresis disebabkan oleh membalikkan arah arus ribuan kali dalam kumparan.

11

MAKALAH MAGNETIC CIRCUITS

DISUSUN OLEH:

KELOMPOK 7

SURYANI WINDASARI

(F44117040)

EDWANTHO TAYAN

(F44117071)

AGUNG PRATAMA

(F44117113)

ALAMSYAH

(F44114019)

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS TADULAKO 2019

12

13