2. teori penunjang 2.1. magnet kata magnet berasal dari

4 Universitas Kristen Petra

2. TEORI PENUNJANG

2.1. Magnet

Kata magnet berasal dari bahasa Yunani magnítis líthos yang berarti

batu Magnesian. Magnesia adalah nama sebuah wilayah di Yunani pada masa lalu

yang kini bernama Manisa di mana terkandung batu magnet yang ditemukan sejak

zaman dulu di wilayah tersebut.

Berdasarkan asalnya, magnet dibagi menjadi dua kelompok, yaitu magnet

alam, yakni magnet yang ditemukan di alam dan magnet buatan, yakni magnet

yang sengaja dibuat oleh manusia. Berdasarkan sifat kemagnetannya, magnet

buatan dikelompokkan menjadi magnet tetap (permanen) dan magnet sementara.

Magnet tetap adalah magnet yang sifat kemagnetannya tetap (terjadi dalam waktu

yang relatife lama). Sebaliknya, magnet sementara adalah magnet yang sifat

kemagnetannya tidak tetap atau sementara.

2.2. Sifat-Sifat Magnet

Sebuah magnet terdiri atas magnet-magnet kecil yang mengarah ke arah

yang sama. Magnet-magnet kecil ini disebut magnet elementer. Pada logam yang

bukan magnet, magnet elementernya mempunyai arah sembarangan sehingga

efeknya saling meniadakan dan mengakibatkan tidak adanya kutub-kutub di ujung

logam.

Gambar 2.1. Logam yang bersifat magnet

Sumber: Prasodjo (2006, p. 124)

http://www.petra.ac.id

http://dewey.petra.ac.id/dgt_directory.php?display=classification

http://digilib.petra.ac.id//help.html


Gambar 2.2. Logam bukan magnet


Setiap magnet memiliki dua kutub magnet, yaitu kutub utara dan kutub

selatan. Kekuatan sifat kemagnetan yang paling besar berada pada kutub-kutub

magnet. Selain memiliki sifat menarik logam tertentu, magnet juga memiliki sifat-

sifat tertentu bila kutub magnet yang satu berdekatan dengan kutub magnet yang

lain.

Gambar 2.3. Percobaan menentukan sifat magnet


Dari gambar diatas sesuai dengan teori magnet permanen, maka:

a) Kutub-kutub magnet sejenis (kutub utara dengan kutub utara atau kutub

selatan dengan kutub selatan) akan tolak-menolak.

b) Kutub-kutub magnet tidak sejenis (kutub utara dengan kutub selatan atau

kutub selatan dengan kutub utara) akan tarik-menarik.


Gambar 2.4. Potongan magnet


Bagian tengah magnet yang terpotong akan membentuk kutub-kutub

magnet yang baru. Kemudian bila potongan magnet tadi dipotong lagi maka

potongan-potongan magnet tadi akan membentuk kutub-kutub magnet yang baru

lagi. Jadi, sebuah magnet terdiri atas magnet-magnet kecil yang terletak berderet

dari kutub utara menghadap kerah kutub selatan magnet. Sebaliknya, kutub

selatan menghadap ke arah kutub utara magnet. Magnet-magnet kecil tersebut

dinamakan domain atau magnet elementer.

2.3. Bahan Magnetik dan Bahan Nonmagnetik

Salah satu sifat magnet adalah memiliki gaya tarik. Artinya, apabila

magnet diletakkan berdekatan dengan jenis-jenis logam tertentu akan menarik dan

mempertahankan logam tersebut untuk tetap menempel padanya. Bahan-bahan

yang dapat ditarik oleh magnet disebut bahan magnetik, dan yang tidak dapat

ditarik oleh magnet disebut bahan nonmagnetik. Bahan magnetik dapat

diklasifikasikan sebagai berikut :

a) Bahan ferromagnetik adalah bahan yang ditarik dengan kuat oleh magnet.

Contohnya adalah nikel, besi, baja, dan kobalt. Namun ada jenis baja tertentu

yang merupakan bahan nonmagnetik yaitu stainless steel yang telah

ditambahkan unsur-unsur tertentu.

b) Bahan paramagnetik adalah bahan yang ditarik lemah oleh magnet.

Contohnya adalah almunium dan platina.

c) Bahan diamagnetik adalah bahan yang sedikit menolak magnet. Contohnya

adalah seng, bismuth dan natrium klorida.


2.4. Jenis-Jenis Magnet

2.4.1. Magnet Alam

Dahulu kala, batu-batu berwarna gelap ditemukan di Magnesia, Asia

Kecil. Batu-batu itu disebut magnet karena ditemukan di Magnesia. Batu-batu

magnet tersebut dapat menarik benda-benda yang terbuat dari besi dan beberapa

bahan lainnya. Batu-batu ini juga dikenal dengan sebutan loadstones atau magnet

alam. Batu-batu ini digunakan untuk membentuk besi dan oksigen dalam bentuk

oksida yang memiliki rumus molekul Fe3O4(ferrosoferricoxide). Sifat

arah loadstone digunakan untuk membuat kompas laut pada zaman dahulu.

2.4.2. Magnet Buatan

Magnet buatan dibuat oleh manusia. Manusia memindahkan sifat

alami loadstone karena magnet dapat dibentuk dan dapat dibuat lebih kuat

berdasarkan keperluannya. Kebanyakan, magnet berbentuk batang, sepatu kuda,

dan jarum. Selain itu ada juga magnet berbentuk disk yang memberikan medan

magnet kuat pada salah satu arahnya saja.

A. Magnet Permanen

• Neodymium magnet

Gambar 2.5. Neodymium magnet

Sumber: The Magnet Source (2007, p. 6)


Pada Tahun 1980 ditemukan magnet Neodymium Iron Boron (NdFeB)

dengan kekuatan yang tinggi dan mulai dikomersilkan sejak November 1984.

NdFeB adalah material magnetic jenis permanen logam tanah jarang (rare earth).

Disebut magnet rare earth karena terbentuk oleh 2 atom dari suatu unsur logam

tanah jarang noedymium (Nd), 14 atom besi (Fe) dan 1 atom Boron (B), sehingga

rumus molekul yang terbentuk adalah Nd2Fe14B. Sifat magnet yang dimiliki

NdFeB sangat baik bila dibandingkan dengan magnet permanen lainnya, seperti

Ferit, Alnico dan Samarium Cobalt. BHmax yang dimiliki dapat berkisar antara

30 Mega Gauss Oersted (MGOe) sampai dengan 52 MGOe. Karena memiliki

karakteristik magnet tinggi, dalam aplikasinya magnet ini dapat berukuran lebih

kecil.Magnet ini juga dapat menggantikan penggunaan magnet samarium cobalt

pada temperatur kurang dari 80°C. Selain itu penggunaan magnet NdFeB dalam

banyak bidang seperti pada peralatan elektronik, motor listrik, sensor/tranduser,

industry otomotif, industry petrokimia , produk peralatan kesehatan dan lain-lain.

• Samarium Cobalt (SmCo) magnet

Gambar 2.6. Samarium Cobalt magnet



Magnet samarium cobalt adalah salah satu dari dua jenis magnet bumi

yang langka, merupakan magnet permanen yang kuat yang terbuat dari paduan

samarium dan kobalt. Dikembangkan pada awal tahun 1970 dan memiliki

temperatur yang lebih tinggi dari magnet Neodymium. 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 teoretisnya adalah 34 MGOe. Magnet

Samarium-kobalt tersedia dalam dua seri, yaitu Seri 1:5 dan Seri 2:17.

• Alnico Magnet

Gambar 2.7. Alnico magnet


Magnet ini dikembangkan pada tahun 1940-an. Magnet jenis ini terbuat

dari AI, NI, Co Fe dan unsur-unsur logam jejak lainnya dan dapat dihasilkan

melalui sinter baik atau proses pengecoran. Proses pengecoran memungkinkan

magnet dapat diproduksi dengan bentuk yang rumit dan kompleks, yang tidak

mungkin dengan bahan magnetik. Magnet ini memiliki ketahanan yang luar biasa

terhadap korosi dan temperatur tinggi, dan terutama digunakan dalam instrumen

presisi tertentu. Jenis magnet ini dapat ditemukan di dalam alat-alat motor (kipas

angin, speaker, mesin motor), juga sering dijumpai dalam perkakas rumah tangga,

mainan anak-anak,dan lain-lain. Magnet ini juga sering dijumpai dalam

laboratorium sekolah bahkan juga dapat ditemukan pada sepatu kuda yang

berfungsi untuk meningkatkan daya lari kuda. Magnet ini kekuatannya relatif

sedang dan harganya relatif murah.


• Ceramic Magnet

Gambar 2.8. Ceramic magnet


Jenis magnet ini dapat ditemukan dimana saja khususnya dalam bentuk

aksesoris rumah tangga, seperti magnet aksesoris kulkas, mainan anak-anak, white

board, jam dinding, dan lain-lain. Magnet ini kekuatannya relatif kecil dan

harganya murah serta berwarna hitam. Magnet ini adalah magnet paling rendah

tingkatannya.

B. Magnet Sementara

Magnet sementara adalah magnet yang sifat kemagnetan dapat diaktifkan

atau dinonaktifkan tergantung kebutuhan. Contohnya adalah elektromagnet yang

diaplikasikan pada peralatan seperti bel listrik di pintu rumah, mesin telegraf, dan

derek listrik.

2.5. Motor Magnet Permanen

Motor magnet permanen adalah motor yang menggunakan magnet

permanen untuk memutar rotornya. Berbeda dengan motor listrik yang pada

umumnya menggunakan arus listrik dalam menghasilkan fluks magnet pada

statornya untuk menggerakkan rotor. Motor ini dapat dikatakan sebagai motor

bebas energi karena tidak menggunakan energi dari luar untuk bergerak. Energi

diperoleh dari diri sendiri yaitu memanfaatkan dan mengubah energi magnet

permanen menjadi energi gerak. Dengan demikian hal ini bisa menjadi energi


alternatif baru untuk menggantikan energi fosil yang selama ini digunakan,

mengingat energi yang dimiliki magnet permanen tidak akan habis selama 400

tahun lamanya.

Saat ini motor magnet permanen sudah banyak dikembangkan oleh para

peneliti. Ada banyak macam model motor magnet permanen yang telah dibuat dan

telah dipublikasikan kepada umum melalui media internet. Dari sekian banyak

model yang dipublikasikan, tidak semua model mampu berjalan dengan baik,

sehingga dibutuhkan penelitian lebih mendalam untuk menghasilkan motor

magnet permanen. Adapun beberapa contoh motor magnet permanen yang telah

dipublikasikan kepada umum yang diasumsikan dapat diimplementasikan adalah

sebagai berikut :

2.5.1. Perendev Motor

Perendev motor merupakan salah satu model motor magnet permanen

yang sepenuhnya memanfaatkan sifat tolak menolak antar kutub magnet sejenis

(gambar 2.9). Pada Perendev motor, susunan dan sudut magnet diatur secara

presisi untuk mendapatkan gaya tolak antara magnet stator dan magnet rotor

sehingga dihasilkan gaya tolak menolak yang mampu mengerakkan rotor.

Gambar 2.9 Perendev Motor

Sumber: Flying Dutchman projects (n.d., p. 1)


2.5.2. Gravity Magnet Motor

Grafity magnet motor (gambar 2.10) merupakan motor magnet permanen

yang memanfaatkan gaya tolak menolak dan tarik menarik antar kutub magnet

serta gaya gravitasi suatu benda (rotor). Motor ini terdiri dari roda yang memiliki

jari-jari dibagian tengahnya, dimana pada jari-jari ini terdapat magnet permanen

yang berbentuk tabung dan dapat bergerak bebas pada poros jari-jari roda. Kutub-

kutub dari magnet tersebut diatur sama, yaitu kutub utara menghadap keluar.

Sementara keliling roda diberi magnet permanen, dimana setengah lingkaran roda

diberi kutub selatan magnet menghadap kedalam, dan setengah lingkaran lagi

diberi kutub utara magnet menghadap kedalam. Pada poros lingkaran juga diberi

magnet permanen seperti pada keliling roda luar yang kutub-kutub magnetnya

sejenis dengan keliling roda luar

Pada saat roda diputar, maka magnet yang berada pada jari-jari roda akan

bergerak mengikuti kutub magnet yang ada didepannya yaitu kutub magnet pada

keliling roda, dimana bila berhadapan dengan kutub yang tidak sejenis, maka

magnet akan ditarik dan bergerak mendekati keliling roda dan sebaliknya jika

berhadapan dengan kutub yang sejenis maka magnet akan ditolak dan bergerak

menjauhi keliling roda. Gerak dari magnet-magnet inilah yang kemudian akan

menggerakkan roda untuk berputar secara konstan.

Gambar 2.10 Grafity Magnet Motor

Sumber: Snovak (2008, p. 1)


2.5.3. V Gate Magnetic Motor

V gate magnetic motor (gambar 2.11) memiliki kesamaan dengan gravity

magnet motor yaitu sama-sama memanfaatkan gaya tarik dan tolak magnet

permanent, serta gaya gravitasi benda (stator). Namun pada V gate magnetic

motor tidak menggunakan roda berjari-jari sebagai motor, namun menggunakan

sebuah poros lingkaran yang yang kelilingnya diberi magnet permanen yang

disusun membentuk huruf V, dan sebuah magnet stator yang dapat bergerak naik

turun yang berfungsi untuk menggerakkan rotor. Pada motor ini menggunakan

kem untuk menggangkat statornya keatas dan untuk bergerak kebawah, stator

memanfaatkan gaya grafitasi.

Gambar 2.11 V Gate Magnetic Motor

Sumber: JKG design (n.d, p. 1)

2. teori penunjang 2.1. magnet kata magnet berasal dari

Documents