KD. 9
(Kamis, 22 April 2021)

MAGLEV adalah singkatan dari MAGnetically LEVitated (levitasi magnetik), yang berarti bahwa kereta ini akan mengapung/mengambang di atas relnya (tidak menyentuh rel) dengan menggunakan prinsip-prinsip dasar kemagnetan. Kita tahu bahwa dua buah magnet apabila didekatkan akan terjadi interaksi pada keduanya (masing-masing mendapatkan gaya magnet), kutub magnet yang berbeda jika didekatkan akan tarik menarik dan kutub magnet yang sejenis akan tolak menolak, konsep inilah yang merupakan prinsip dasar di balik mengapung dan bergeraknya kereta Maglev. Magnet yang digunakan pada proses kerja kereta Maglev ialah elektromagnet sehingga sifat kemagnetan, polarisasi kemagnetan dan medan magnet yang dihasilkannya dapat diatur sesuai dengan keinginan. Ada tiga komponen yang dibutuhkan untuk sistem kereta seperti ini, yaitu:

1). Sumber daya listrik yang besar,

2). Kumparan logam pada lintasan rel, 

3). Elektromagnet yang cukup kuat pada bagian bawah kereta.

Masing-masing komponen ini memiliki nilai yang berbeda-beda sesuai dengan kebutuhan.

KD. 9
(Kamis, 22 April 2021)

Komponen penting yang lain dalam sistem kereta maglev adalah jalurnya (rel keretanya). Sepanjang jalur kereta Maglev dilengkapi dengan logam yang termagnetisasi yang disebut guideway. Guideway ini berfungsi untuk membuat kereta Maglev yang ada diatasnya mengapung dengan cara memberikan gaya magnet yang cukup besar pada badan kereta yang telah dilengkapi dengan elektromagnet yang memungkinkan kereta untuk naik antara 0,39 sampai 3,93 inci (1 sampai 10 cm) di atas guideway tersebut (proses mengapungnya kereta Maglev dapat dilihat dari gambar diatas). Karena kereta maglev mengapung diatas relnya (tidak menyentuh rel), maka tidak ada gaya gesekan antara kereta dengan rel yang dapat menghambat pergerakan kereta, sehingga kereta maglev dapat bergerak dengan sangat cepat yaitu bisa mencapai lebih dari 310 mil/jam atau sekitar 500 km/jam (138,8 m/s). Sebagai perbandingan, pesawat Boeing-777 yang digunakan sebagai pesawat komersial untuk penerbangan jarak jauh dapat mencapai kecepatan tertinggi sekitar 562 mil/jam atau sekitar 905 km/jam (251,3 m/s).

Kecepatan kereta Maglev yang sangat besar ini didukung oleh sistem penggerak yang cukup unik, tidak seperti kereta lain yang memanfaatkan motor listrik atau pambakaran bahan bakar, kereta Maglev memanfaatkan medan magnet yang diciptakan oleh kumparan listrik (elektromagnet) di dinding guideway untuk menggerakan kereta. Ketika kereta mengapung, listrik dipasok ke kumparan pada dinding guideway untuk menciptakan sebuah sistem medan magnet yang unik yang dapat menarik dan mendorong kereta sepanjang guideway. Sistem medan magnet yang unik ini dapat dilihat pada gambar berikut ini:

Polaritas arus listrik yang dialirkan ke kumparan pada dinding guideway terus bergantian dengan tujuan untuk mengubah polaritas kumparan magnet pada guideway. Perubahan polaritas ini diatur sedemikian rupa sehingga medan magnet yang dihasilkan kumparan guideway yang terdapat di depan kereta menarik kereta ke depan, sementara medan magnet yang dihasilkan kumparan guideway yang terdapat di belakang kereta mendorong kereta ke depan. Peristiwa ini dapat dengan jelas kita lihat dari ilustrasi gambar diatas, dimana polaritas elektromagnet guideway yang terdapat di depan kereta selalu berlawanan dengan polaritas elektromagnet yang terdapat pada bagian depan kereta sehingga kereta ditarik kedepan, sedangkan polaritas elektromagnet guideway yang terdapat di belakang kereta selalu sama dengan polaritas elektromagnet yang terdapat pada bagian belakang kereta sehingga kereta didorong kedepan. Sistem penggerak seperti inilah yang menggerakan kereta maglev.

KD. 9
(Kamis, 15 April 2021)

 A. Medan Magnet
Jika dua Buah Magnet di dekatkan maka kutub kutub sejenis akan tolak menolak, Jika Kutub tidak sejenis akan saling tarik menarik.

- Bentuk Medan Magnetik Disekitar Magnet Batang

Jadi Garis garis gaya dengan tanda anak panah menampilkan medan magnetik pada magnet batang.

  B. Bentuk Medan Magnet
1. Garis Gaya magnet tidak saling berpotongan
2. Garis Gaya magnet Akan keluar dari kutub utara dan akan masuk ke kutub selatan.
3. Tempat tempat dengan garis gaya rapat menyatakan medan magnetnya kuat, Sebaliknya jika garis gaya renggang medan magnetnya lemah

KD. 9
(Kamis, 15 April 2021)

Berdasarkan Respon Bahan Terhadap suatu magnet dapat dikelompokkan menjadi 3 dengan penjelasannya, antara lain:

1. Feromagnetik
Bahan yang mudah sekali di tarik oleh magnet seperti besi, nikel, baja dst.
Bila berada pada medan magnetik bahan ini akan menarik banyak garis garis medan magnetik luar.
Pada bahan Feromagnetik Sekelompok spin elektron yang bertetangga dan searah membentuk daerah khusus disebut domain magnet.
Bahan Feromagnetik memiliki permeabilitas yang jauh lbh besar dari pada permeabilitas vakum.
2. Paramagnetik
Bahan yang sedikit menarik garis garis magnetik luar seperti aluminium, platinum disebut bahan Paramagnetik
(Tidak adanya Domain Magnetik)
3. Diamagnetik
Bahan ini sedikit menolak garis garis medan magnetik luar seperti, Emas,Tembaga.
Diamagnetik memiliki Permeabilitas sedikit lebih kecil daripada permebilitas vakum.

Suhu Currie
Suhu Currie adalah suhu dimana zat feromagnetik kehilangan ferimagnetisme dan menjadi paramagnetik.

KD. 9
(Kamis, 15 April 2021)

Arah dari gaya Lorentz selalu tegak lurus dengan arah kuat arus listrik (I) dan induksi magnetik yang ada (B).
Arah gaya Lorentz dapat ditentukan dengan menggunakan kaidah tangan kanan.
Kaidah tangan kanan pertama menggunakan tiga jari tangan kanan dimana:

Ibu jari = arah arus listrik (I)
Jari telunjuk = arah medan magnet (B)
Jari tengah = arah gaya Lorentz (F)

KD. 9
(Kamis, 22 April 2021)

Kumparan penghantar berinti besi yang dialiri listrik dapat menarik besi dan baja. 
Hal ini menunjukkan bahwa kumparan penghantar berarus listrik dapat menghasilkan medan magnet. 
Medan magnet juga dapat ditimbulkan oleh penghantar lurus yang dialiri listrik. Berdasarkan hasil percobaan tersebut terbukti bahwa arus listrik yang mengaliri dalam kawat penghantar ini menghasilkan medan magnetik, atau disekitar kawat berarus listrik terdapat medan magnetik.

Pada saat arus listrik yang mengalir dalam penghantar diperbesar, ternyata kutub utara jarum kompas menyimpang lebih jauh. Hal ini berarti semakin besar arus listrik yang digunakan semakin besar medan magnetik yang dihasilkan.
Disekitar penghantar berarus listrik terdapat medan magnetiknya.
Untuk Kuat arus pada penghantar menyebabkan medan magnetik disekitarnya. 
Arah gaya magnet yang ditimbulkan tersebut tergantung dengan arah arus listrik yang mengalir dalam penghantar tersebut.

Medan listrik dan medan magnetik selalu saling tegak lurus, dan keduanya tegak lurus terhadap arah perambatan gelombang. Jadi, gelombang elektromagnetik merupakan gelombang transversal. Cepat rambat gelombang elektromagnetik tergantung pada permeabilitas vakum ( μ₀ ) dan permitivitas vakum ( ε₀ ) sesuai dengan hubungan :

Persamaan Teori Maxwell

Permeabilitas vakum diketahui sebesar 4π × 10^-7 Wb/A.m dan permitivitas vakum adalah 8,85 × 10^-12 C/Nm², sehingga diperoleh nilai c = 3 × 10⁸ m/s.

Spektrum elektromagnetik adalah susunan semua bentuk gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya. Berikut adalah penjelasan spektrum gelombang elektromagnetik:
1. Gelombang Radio 

Gelombang radio dihasilkan oleh muatan-muatan listrik yang dipercepat melalui kawat-kawat penghantar. Muatan-muatan ini dibangkitkan oleh rangkaian elektronika yang disebut osilator. Gelombang radio ini dipancarkan dari antena dan juga diterima oleh antena. Gelombang ini dimanfaatkan untuk teknologi radio, televisi, telepon, dan radar. 

Gelombang mikro (mikrowaves) dihasilkan oleh tabung klystron yang berfungsi sebagai penghantar energi panas. Jika gelombang mikro diserap oleh sebuah benda, maka akan muncul efek pemanasan pada benda tersebut. Jika makanan menyerap radiasi gelombang mikro, maka makanan menjadi panas. Gelombang ini dimanfaatkan dalam teknologi microwave. 

Sinar inframerah dihasilkan oleh elektron dalam molekul-molekul yang bergetar ketika benda dipanaskan. Energi dilepaskan oleh atom dan molekul yang bergetar dalam bentuk radiasi inframerah. Sinar inframerah digunakan untuk remote TV, transfer data di ponsel, dan terapi fisik. 

ADVERTISEMENT

Seperti namanya, gelombang ini dapat ditangkap langsung oleh mata manusia. Gelombang ini terdiri dari 7 macam warna. Urutan dari yang paling besar frekuensinya adalah merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Gelombang cahaya tampak digunakan pada laser dalam serat optik pada bidang telekomunikasi dan kedokteran. 

Matahari adalah sumber utama yang memancarkan sinar ultraviolet di permukaan bumi. Sinar ultraviolet juga dapat dihasilkan oleh transisi elektron dalam orbit atom, busur karbon, dan lampu mercury. Sinar ultraviolet dimanfaatkan untuk lampu UV dan untuk operasi mata lasik.

Sinar X memiliki panjang gelombang yang sangat pendek dan frekuensi yang tinggi. Sinar X mempunyai daya tembus kuat yang dapat menembus buku tebal, kayu setebal beberapa sentimeter, dan pelat aluminium setebal 1 cm. 

ADVERTISEMENT

Gelombang sinar X dimanfaatkan dalam teknologi rontgen dan melacak isi tas penumpang di bandara. 

Sinar gamma mempunyai frekuensi antara 10 Hz sampai 10 Hz atau panjang gelombang antara 10 cm sampai 10 cm. Gelombang sinar gamma dihasilkan dari peristiwa peluruhan radioaktif atau inti atom yang tidak stabil. Sinar gamma memiliki daya tembus paling besar hingga mampu menembus plat besi. 

Gelombang sinar gamma digunakan untuk mensterilkan peralatan medis dan proses radioterapi dalam pengobatan kanker.