Kamis, 16 Desember 2010

Artikel Fisika 3. Magnet



Magnet atau magnit adalah suatu obyek 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.
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.
Magnet selalu memiliki dua kutub yaitu: kutub utara (north/ N) dan kutub selatan (south/ S). Walaupun magnet itu dipotong-potong, potongan magnet kecil tersebut akan tetap memiliki dua kutub.
Magnet dapat menarik benda lain. 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. Sedangkan oksigen cair adalah contoh materi yang mempunyai daya tarik yang rendah oleh magnet.
Satuan intensitas magnet menurut sistem metrik pada Satuan Internasional (SI) adalah Tesla dan SI unit untuk total fluks magnetik adalah weber. 1 weber/m^2 = 1 tesla, yang mempengaruhi satu meter persegi.Daftar isi

JENIS-JENIS MAGNET

Ø Magnet tetap
Magnet tetap tidak memerlukan tenaga atau bantuan dari luar untuk menghasilkan daya magnet (berelektromagnetik).
Jenis magnet tetap selama ini yang diketahui terdapat pada:
Neodymium Magnets, merupakan magnet tetap yang paling kuat.
Magnet neodymium (juga dikenal sebagai NdFeB, NIB, atau magnet Neo),merupakan sejenis magnet langka-bumi, terbuat dari campuran logam neodymium, besi, dan boron yang membentuk struktur kristal Nd2Fe14B tetragonal.

Ø Deskripsi
Struktur kristal Nd2Fe14B tetragonal memiliki anisotropi sangat tinggi magnetocrystalline uniaksial (HA ~ 7 teslas). Senyawa ini memberikan potensi untuk memiliki koersivitas tinggi (yaitu, perlawanan menjadi demagnetized). senyawa ini juga memiliki magnetisasi saturasi tinggi (JS ~ 1,6 T atau 16 kg). Oleh karena itu, sebagai kepadatan energi maksimum sebanding dengan Js2 magnet fase ini memiliki potensi untuk menyimpan sejumlah besar energi magnetik (BHmax ~ 512 kJ/m3 atau 64 MG · Oe), jauh lebih dari kobalt samarium (SmCo) magnet, yang jenis pertama dari magnet tanah jarang yang akan diusahakan [1]. Dalam prakteknya, sifat magnetik dari magnet neodymium bergantung pada komposisi paduan, struktur mikro, dan teknik manufaktur yang digunakan.

Pada tahun 1982, General Motors Corporation, Sumitomo Metals Khusus, dan Akademi Sains Cina menemukan senyawa Nd2Fe14B. Upaya ini terutama didorong oleh tingginya biaya bahan magnet permanen SmCo, yang telah dikembangkan sebelumnya. General Motors difokuskan pada pengembangan mencair-Nanostrukutral Nd2Fe14B magnet berputar, sementara Sumitomo dikembangkan kepadatan penuh Nd2Fe14B disinter magnet. General Motors Corporation yang dikomersialisasikan penemuan serbuk Neo isotropik, bonded magnet Neo dan proses produksi yang terkait dengan mendirikan Magnequench pada tahun 1986. Magnequench sekarang bagian dari Neo Material Technology Inc dan perlengkapan meleleh berputar bubuk Nd2Fe14B untuk produsen magnet berikat. Fasilitas Sumitomo telah menjadi bagian dari perusahaan Hitachi dan saat ini memproduksi dan lisensi perusahaan lain untuk menghasilkan magnet sinter Nd2Fe14B.

Terutama Nd2Fe14B disinter adalah bertanggung jawab untuk korosi. Korosi dapat memburuk magnet di sepanjang batas butir. Untuk mencegah paling korosi dari magnet bisa dilapisi. Pelapisan nikel atau dua lapis tembaga nikel plating digunakan sebagai metode standar, meskipun pelapisan dengan logam lain atau lapisan pelindung polimer dan pernis juga digunakan. [1] [Sunting] Produksi

Ada dua rute magnet neodymium manufaktur pokok:
  1. The metalurgi klasik bubuk atau proses magnet disinter
  2. The solidifikasi cepat atau magnet terikat proses

Neo magnet sinter disusun oleh seorang penghancur prekursor ingot dan fase cair-sintering serbuk magnetis sejajar menjadi balok padat yang kemudian panas dirawat, dipotong menjadi berbentuk, permukaan dirawat dan magnet. Saat ini, antara 45.000 dan 50.000 ton [] kabur dari magnet neodymium disinter diproduksi setiap tahun, terutama dari China dan Jepang.

Neo bonded magnet disusun oleh mencair berputar pita tipis dari paduan Nd-Fe-B. Pita berisi butir Nd2Fe14B berorientasi secara acak skala nano. Pita ini kemudian dilumatkan menjadi partikel-partikel, dicampur dengan polimer dan baik kompresi atau injeksi dicetak menjadi magnet berikat. fluks magnet Berikat menawarkan kurang dari magnet disinter tetapi dapat bersih-bentuk yang dibentuk menjadi bagian-bagian rumit berbentuk dan tidak menderita kerugian yang signifikan eddy current. Ada sekitar 5.500 ton Neo berikat magnet yang dihasilkan setiap tahun. Selain itu, dimungkinkan untuk menekan panas meleleh Nanostrukutral partikel berputar ke magnet isotropik sepenuhnya padat, dan kemudian upset-forge/back-extrude tersebut menjadi energi tinggi magnet anisotropik. Properties Sifat magnetik

Beberapa sifat penting yang digunakan untuk membandingkan magnet permanen adalah: remanen (Mr), yang mengukur kekuatan medan magnetik; koersivitas (HCI), resistensi bahan untuk menjadi demagnetized; energi produk (BHmax), kepadatan energi magnetik; dan Curie suhu (TC), suhu di mana material magnet yang kehilangan. Neodymium magnet telah remanen yang lebih tinggi, koersivitas jauh lebih tinggi dan produk energi, tetapi sering menurunkan suhu Curie daripada jenis lainnya. Neodymium adalah paduan dengan Terbium dan dysprosium untuk mempertahankan sifat magnetik yang pada suhu tinggi.

Ø Aplikasi
Neodymium magnet Alnico telah diganti dan ferit magnet dalam banyak aplikasi berbagai teknologi modern di mana magnet permanen yang kuat diperlukan, karena kekuatan mereka lebih besar memungkinkan penggunaan yang lebih kecil, ringan magnet. Beberapa contoh
   Aktuator kepala * untuk komputer hard disk
   * Magnetic Resonance Imaging (MRI)
   * Pickup gitar magnetik
   * Pengeras suara dan headphone
   * Magnet bantalan dan kopling
   * Motor magnet permanen:
         o alat tanpa kabel
         o servo motor
         o mengangkat dan kompresor motor
         o motor sinkron
         o stepper motor spindle dan
         o power steering listrik
         o drive motor untuk kendaraan hybrid dan listrik.

Motor listrik dari masing-masing Toyota Prius membutuhkan 1 kilogram (2,2 pon) dari neodymium. [2]
         o aktuator

Selain itu, kekuatan yang lebih besar dari magnet neodymium telah mengilhami beberapa aplikasi baru di daerah di mana magnet tidak digunakan sebelumnya, seperti perhiasan kunci jepit magnetik
Samarium-Cobalt Magnets

J-kobalt magnet samarium, salah satu dari dua jenis magnet bumi yang langka , merupakan magnet permanen yang kuat yang terbuat dari paduan samarium dan kobalt . Telah dikembangkan pada awal tahun 1970. Memiliki temperatur yang lebih tinggi dari magnet Neodimium. Harga magnet Samarium-Kobalt sangat mahal, rapuh, dan rawan terhadap retak. Magnet Samarium-kobalt memiliki produk energi maksimum (BH maks) yang berkisar antara 16 oersteds megagauss-(MGOe) ke 32 MGOe; batas teoretis mereka adalah 34 MGOe. Magnet Samarium-kobalt tersedia dalam dua "seri", yaitu Seri 1:5 dan Seri 2:17.

Ø Seri 1:5
Magnet ini merupakan perpaduan dari Samarium dan Kobalt(umumnya ditulis sebagai SmCo 5, atau SmCo Seri 1:5) memiliki satu atom samarium tanah jarang dan lima atom kobalt.Berat paduan magnet ini biasanya berisi samarium 36% dengan kobalt keseimbangan.P roduk-produk energi dari paduan samarium kobalt MGOe berkisar antara 16 sampai 25 MGOe. Samarium Cobalt ini umumnya memiliki koefisien temperatur reversibel seesar -0,05% / ° C. Magnetisasi saturasi dapat dicapai dengan bidang magnetizing moderat. Rangkaian magnet ini lebih mudah untuk mengkalibrasi medan magnet tertentu dari magnet 2:17 SmCo seri.

Dengan medan magnet cukup kuat, unmagnetized magnet dari seri ini akan mencoba untuk menyelaraskan sumbu orientasi terhadap medan magnet. Unmagnetized magnet dari rangkaian saat berhubungan dengan bidang cukup kuat akan menjadi sedikit magnet. Ini bisa menjadi masalah jika postprocessing mensyaratkan bahwa magnet akan disepuh atau dilapisi.Karena magnet dapat menarik mengambil puing-puing selama proses pelapisan atau coating menyebabkan potensi untuk pelapisan atau coating kegagalan atau mekanis kondisi luar toleransi.

Ø Suhu Koefisien
Brdrift dengan suhu tinggi merupakan salah satu ciri penting dari kinerja magnet. Beberapa aplikasi, seperti giroskop interial dan perjalanan tabung gelombang (TWTs), harus memiliki lapangan konstan pada kisaran temperatur yang luas. Br didefinisikan sebagai
  
 (∆B r /B r ) x (1/∆ T) × 100%. (ΔB r / B r) x (1 / Δ T) × 100%.

Untuk mengatasi kebutuhan ini, magnet kompensasi suhu dikembangkan pada akhir tahun 1970. Untuk magnet SmCo konvensional, menurun r B sebagai akibat dari kenaikan suhu. Sebaliknya, untuk magnet GdCo, meningkat Br sebagai meningkatnya temperatur dalam rentang suhu tertentu.Dengan menggabungkan samarium dan gadolinium dalam paduan, koefisien suhu dapat dikurangi hingga hampir nol.

Ø Mekanisme Koersivitas
Dalam SmCo 5 magnet dibuat dengan kemasan lebar-satunya butir-domain serbuk magnetik. Semua motes selaras dengan arah sumbu mudah. Dalam hal ini, semua dinding domain bersuhu 180 derajat. Bila tidak ada kotoran, proses pembalikan magnet massal setara dengan motes tunggal-domain, di mana rotasi koheren mekanisme dominan. Namun, karena ketidaksempurnaan fabrikasi, mungkin pengotor diperkenalkan dalam magnet, yang merupakan inti. Dalam hal ini, karena mungkin kotoran anisotropi yang lebih rendah atau sejajar sumbu mudah, arah magnetisasi mereka lebih mudah untuk berputar, yang melanggar konfigurasi 180 ° domain dinding. Dalam bahan tersebut, koersivitas dikontrol oleh nukleasi. Untuk mendapatkan koersivitas banyak, kontrol kotoran sangat penting dalam proses fabrikasi.

Ø Seri 2:17
Paduan ini (ditulis sebagai Sm 2 Co 17, atau Seri SmCo 2:17) adalah usia-keras dengan komposisi dua atom-bumi samarium langka dan 13-17 atom logam transisi (TM). Isi TM kaya kobalt, tetapi mengandung unsur-unsur lain seperti besi dan tembaga. Unsur lain seperti zirconium, hafnium, dan seperti dapat ditambahkan dalam jumlah kecil untuk mencapai respon perlakuan panas yang lebih baik. Dengan berat paduan pada umumnya akan berisi 25% dari samarium. Produk energi maksimum paduan ini berkisar 20-32 MGOe. Paduan ini memiliki koefisien temperatur reversibel terbaik dari semua paduan tanah jarang, biasanya menjadi -0,03% / ° C. Generasi kedua "" materi juga dapat digunakan pada suhu yang lebih tinggi.

Ø Mekanisme koersivitas
Dalam Sm 2 Co 17 magnet, mekanisme koersivitas didasarkan pada dinding domain pinning. Kotoran di dalam magnet menghalangi gerakan dinding domain dan dengan demikian melawan magnetisasi pembalikan proses. Untuk meningkatkan koersivitas itu, kotoran yang sengaja ditambahkan selama proses fabrikasi.

Ø Kobalt Samarium Machining
Paduan biasanya mesin di negara unmagnetized. Samarium-kobalt harus ditumbuk menggunakan proses penggilingan basah (berbasis air pendingin) dan diamond grinding wheel. Jenis yang sama diperlukan jika proses pengeboran lubang atau fitur lain yang terbatas. Penggilingan limbah yang dihasilkan harus tidak diizinkan untuk benar-benar kering sebagai samarium-kobalt memiliki titik pengapian rendah. Sebuah percikan kecil, seperti yang dihasilkan dengan listrik statis, dengan mudah dapat pembakaran dimulai. Api yang dihasilkan akan sangat panas dan sulit untuk dikendalikan.

Bahaya
   * Magnet Samarium-kobalt dapat dengan mudah chip; pelindung mata harus dipakai bila menangani mereka.
   * Menjauhkan mereka dari anak-anak.
   * Membiarkan magnet untuk snap bersama-sama dapat menyebabkan magnet untuk menghancurkan, yang dapat menimbulkan potensi bahaya.
   * Samarium-kobalt diproduksi oleh suatu proses yang disebut sintering , dan seperti semua bahan disinter, retak melekat sangat mungkin. Desain insinyur tidak harus mengharapkan magnet untuk menyediakan integritas mekanis, melainkan magnet harus dimanfaatkan untuk fungsi-fungsi magnet dan sistem mekanis lainnya harus dirancang untuk memberikan keandalan sistem mekanik.

Atribut
   * Tahan terhadap demagnetization
   * Stabilitas temperatur baik (suhu menggunakan maksimum antara 250 dan 550 ° C, temperatur Curie 700-800 ° C)
   * Bahan pengeluaran tinggi (kobalt adalah harga pasar sensitif)

Sifat Material
   * Kepadatan : 8,4 g / cm ³
   * Listrik resistivitas 0,8 × 10 -4 Ω / cm
   * Koefisien ekspansi termal (tegak lurus sumbu): 12,5 μm / (m ° K)

Penggunaan
   * Fender menggunakan salah satu dari desainer legendaris Bill Lawrence s 'desain

terbaru bernama Samarium Cobalt seri tanpa suara pickup (SCN) di Fender's Deluxe Amerika Seri gitar dan Bas.
   * High-end motor listrik yang digunakan dalam kelas lebih kompetitif dalam balap Slotcar .
   * Mesin turbo.
   * Traveling-gelombang tabung .
   * Aplikasi yang akan memerlukan sistem berfungsi di cryogenic temperatur atau panas temperatur sangat (di atas 180 ° C).
   * Aplikasi di mana kinerja diperlukan agar sesuai dengan perubahan suhu. Kepadatan fluks magnet kobalt samarium akan berbeda-beda di bawah 5% per 100 ° C perubahan suhu (dalam kisaran 25-250 ° C).
Ceramic Magnets
Plastic Magnets
Alnico Magnets

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

Ø Magnet buatan
Magnet buatan meliputi hampir seluruh magnet yang ada sekarang ini.

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

Ø Cara membuat magnet
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 dan baja. 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.

Ø Menghilangkan sifat kemagnetan
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).


BY MUNAWARAH XI IPA 1 ASMAGAM
Sumber :
http://id.wikipedia.org/wiki/Magnet
id.wikipedia.org/wiki/Magnet
id.wikipedia.org/wiki/Medan_magnet

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar