Makalah Bahan Listrik. Rivan Nasrullah. 11100007.

4

MAKALAHMAGNET (SUPERKONDUKTOR) DALAM KERETA API

Nama: Rivan NasrullahNRP: 111100007Program Studi: Teknik ElektroPeminatan : Teknik Tenaga ListrikSemester: GenapTahun Akademik: 2015/2016Mata Kuliah : Bahan Listrik

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTROINSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA2015

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan nikmat serta hidayah-Nya terutama nikmat kesempatan dan kesehatan sehingga penulis dapat menyelesaikanvmakalah mata kuliah BAHAN LISTRIK.Kemudian shalawat beserta salam kita sampaikan kepada Nabi besar kita Muhammad SAW yang telah memberikan pedoman hidup yakni al-quran dan sunnah untuk keselamatan umat di Dunia.

Makalah ini merupakan salah satu tugas mata kuliah Bahan Listrik di program studi teknik Elektro Fakultas teknik pada Institut Teknologi Indonesia. Selanjutnya penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Ibu Dra. Sri Yatmani, Msi selaku dosen mata kuliah Bahan Listrik dan kepada segenap pihak yang telah memberikan bimbingan serta arahan selama penulisan makalah ini.

Akhirnya penulis menyadari bahwa banyak terdapat kekurangan-kekurangan dalam penulisan makalah ini, maka dari itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang konstruktif dari para pembaca demi kesempurnaan makalah ini.

Serpong, Juni2015Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR2DAFTAR ISI3BAB I PENDAHULUAN4I.Latar Belakang4II.Rumusan Masalah5III.Tujuan Penulisan6IV.Manfaat Penulisan6BAB II PEMBAHASAN7I.Teori magnet7A.Magnet7B.Medan Magnetik7C.Induksi Magnetik9D.Hukum Lenz10E.Bahan Magnetik10F.Superkonduktivitas13G.Efek Meissner Pada Magnetic Levitation15II.Sejarah Perkembangan Kereta Api16III.Pengertian Magnetic Levitation Train16IV.Sistem Kerja Magnetic Levitation Train17V.Kelebihan dan Kekurangan Magnetic Levitation Train24BAB IV PENUTUP25I.Kesimpulan25DAFTAR PUATAKA27

BAB I PENDAHULUANI. Latar BelakangTransportasi dapat diartikan sebagai pemindahan barang atau manusia dari suatu tempat ke tempat lain yang menjadi tujuan. Pemindahan barang atau manusia ini dapat dilakukan dengan berbagai cara. Cara-cara ini dapat kita sebut sebagai sebuah system, dimana sistem transportasi merupakan cara-cara yang dapat dilakukan untuk melakukan transportasi untuk tujuan tertentu. Dalam suatu sistem transportasi dibutuhkan berbagai sarana dan prasarana yang mendukung jalannya suatu transportasi. Sarana ini berupa kendaraan yang memindahkan barang atau manusia. Prasarana berupa media yang dapat mendukung terjadinya suatu transportasi yaitu jalan raya, rel, terminal, sungai dan udara. Sarana dan prasarana transportasi ini terus mengalami perkembangan seiring berkembangnya Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (IPTEK).Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (IPTEK) memberikan kontribusi yang besar dalam perkembangan system transportasi, karena sistem transportasi selalu berkembang mengikuti perkembangan IPTEK. Dimulai dengan berjalan kaki, menggunakan hewan, penemuan roda untuk pertama kalinya pada tahun 3500 SM yang merupakan cikal bakal transportasi modern. Perkembangan sistem transportasi selanjutnya ditandai dengan diciptakannya alat transportasi berupa kereta yang ditarik oleh hewan seperti kuda, onta, sapi dan sebagainya, penemuan kapal, lokomotif uap, mesin mobil dengan bahan bakar dan lain sebgainya.Perkembangan sistem transportasi didukung oleh penemuan pada bergabagai bidang ilmu sains. Fisika sebagai salah satu bagian dari ilmu sains slalu menyumbangkan karya-karya inovatifnya dalam sistem transportasi. Mobil, motor, kereta api, sepeda, kapal laut, kapal selam, perahu, pesawat, helikopter dan roket merupakan beberapa alat transportasi yang merupakan hasil penemuan inovatif dalam bidang fisika. Sistem transportasi diharapkan mampu menyediakan transportasi yang aman dan nyaman bagi penggunanya, namun saat ini perkembangan sistem transportasi di Indonesia sangat jauh dari harapan. Berbagai masalah di bidang transportasi sangat banyak kita temui, seperti kemacetan yang terjadi di kota-kota besar yang padat penduduk. Kemacetan terjadi karena pertambahan jumlah kendaraan yang tidak sebanding dengan pertambahan jalur lalu lintas. Di Indonesia pertambahan jumlah kendaraan berkisar antara 8%-12% per-tahun, sedangkan pertambahan jalur lalu lintas hanya berkisar 2%-5% per-tahun dengan rata-rata jalur lalu lintas di Indonesia kurang dari 4% dari total wilayah kota. Masyarakat masa kini yang memiliki tingkat kesibukan yang tinggi menuntut suatu sistem transportasi yang lancar tanpa macet, cepat dan aman, sehingga mereka tidak menghabiskan waktu berjam-jam dalam kemacetan dan perjalanan serta tidak selalu cemas akan keamanan mereka dalam melakukan perjalanan.Untuk menjawab kebutuhan masyarakat masa kini, dikembangkan suatu alat transportasi yang dapat melaju dengan sangat cepat, dengan lintasan tanpa hambatan dan memiliki tingkat keamanan perjalanan yang cukup tinggi. Alat transportasi ini berupa kereta api super cepat yang dikenal dengan Magnetic Levitation Train (Maglev Train) yang menerapkan prinsip fisika dalam pergerakannya. Prinsip fisika yang diterapkan dalam Maglev Train ini adalah konsep magnet. Berdasarkan latar belakang tersebut maka akan dibahas prinsip kerja dari kereta Maglev Train ini yang berjudul Kereta Api Magnetic Levitation.II. Rumusan MasalahBerdasarkan latar belakang masalah tersebut, rumusan masalah adalah sebagai berikut:1. Bagaimana sejarah perkembangan kereta api?2. Apa pengertian Magnetic Levitation Train?3. Bagaimana sistem kerja Magnetic Levitation Train?4. Apa kelebihan dan kekurangan Magnetic Levitation Train?III. Tujuan PenulisanTujuan penulisan makalah ini adalah untuk mengetahui1. Sejarah perkembangan kereta api2. Pengertian Magnetic Levitation Train3. System kerja Magnetic Levitation Train4. Kelebihan dan kekurangan Magnetic Levitation TrainIV. Manfaat PenulisanAdapun manfaat penulisan makalah ini adalah :1. Bagi penulis, menambah ilmu pengetahuan tentang konsep magnet pada Magnetic Levitation Train.2. Bagi pembaca, menambah pengetahuan tentang konsep magnet pada Magnetic Levitation Train.

BAB II PEMBAHASANI. Teori magnetA. MagnetMagnet merupakan sutau objek yang memiliki medan magnet yang dapat menarik material berjenis logam. Magnet barasal dari kata magnesia yang merupakan nama suatu daerah di Asia kecil yang menjadi tempat ditemukannya magnet untuk pertama kali. Sebuah magnet terdiri dari magnet-magnet kecil yang tersusun teratur (disusun dengan arah yang sama), magnet-magnet kecil ini disebut magnet elementer. Pada logam biasa (bukan magnet) megnet elementernya tersusun sembarang atau tidak sejajar, magnet-magnet elementer tersebut bersifat saling meniadakan, sehingga logam tidak memiliki kutub-kutub magnet. Magnet memiliki kutub pada kedua ujung-ujungnya,yaitu kutub positif dan kutub negative. Ujung-ujung magnet ini memiliki sifat kemagnetan yang paling tinggi. B. Medan MagnetikMedan magnet merupakan daerah disekitar magnet yang dipengaruhi oleh gaya-gaya magnet. Young & Freedman (2001) menyatakan :Medan magnetic adalah sebuah medan vector, yakni, sebuah kuantitas vector yang di asosiasikan dengan setiap titik dalam ruang. Kita akan menggunakan symbol untuk medan magnetic. Di sembarang posisi, arah didefenisikan sebagai arah yang cenderung ditunjuk oleh kutub utara sebuah magnet kompas.Sebuah partikel yang tidak bergerak tidak memiliki gaya magnetic. Dalam suatu medan magnet, gaya magnetic F selalu tegak lurus terhadap maupun .

Gambar 1. Saat berada pada sudut terhadap Sumber: Young & Freedman (2001)

(1)F = = sin Dimana = besarnya muatan (C) , = sudut yang di ukur dari arah ke arah .

(2)Dan gaya magnetic pada sebuah partikel bermuatan yang bergerak :F = Satuan SI dari adalah equivalen dengan 1N . s/C . m, atau karena 1 A adalah satu coulomb per detik (1A=1C/s), 1 N/A.m. satuan ini dinamakan tesla (disingkat T), untuk menghormati Nikola Tesla(1857-1943), seorang ilmuwan keturunan Amerika-Serbia dan seorang penemu :1 tesla = 1 T =1 N/A.mSatuan cgs dari , yakni gauss (1 G = 10-4 T).Young & Freedman (2001)

C. Induksi MagnetikDhina (2013) menyatakan bahwa: Jika sebuah penghantar dialiri arus listrik maka disekitar kawat penghantar akan timbul medan magnet. Hal ini dikemukakan oleh Hans Christian Oersted (1777-1851) melalui percobaannya yang dikenal dengan percobaan Oersted. Oersted menyimpulkan bahwa disekitar arus listrik terdapat medan magnet atau perpindahan muatan listrik menimbulkan medan magnet.Arah garis-garis medan magnet atau arah induksi magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik tersebut dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan. Jika arah ibu jari menunjukkan arah arus listrik maka arah lipatan jari lainnya menunjukkan arah medan magnet atau arah induksi magnetic.

Gambar 2. Kaidah tangan kananSumber: http://pepustakaancyber.blogspot.com

Jika suatu bahan magnetic diletakkan dalam medan luar , makan akan dihasilkan medan tersendiri sebesar yang meningkatkan nilai total medan magnetic bahan tersebut. Induksi magnetic yang didefenisikan sebagai medan total bahan ditulis sebagai

(3)= +Hubungan medan sekunder = 4M, satuan dalam cgs adalah gauss dan dalam SI adalah tesla (T).D. Hukum LenzHukum Lenz menyatakan : Arah sembarang efek induksi magnetik adalah sedemikian rupa sehingga menentang penyebab efek itu.Penyebab efek induksi dapat berupa fluks yang berubah-ubah melalui sebuah rangkaian stasioner yang ditimbulkan oleh sebuah medan magnetik yang berubah-ubah, atau dapat berupa fluks yang berubah-ubah yang ditimbulkan oleh gerak konduktor yang membentuk rangkaian, atau dapat berupa gabungan dari keduanya. Jika fluks dalam sebuah rangkaian stasioner berubah, maka arus induksi itu menimbulkan medan magnetiknya sendiri. Di dalam luas yang di batasi oleh rangkaian itu, medan ini berlawanan dengan medan yang semula jika medan yang semula itu semakin bertambah, tetapi mempunyai arah yang sama seperti medan medan yang semula jika medan yang semula semakin berkurang. Yakni, arus induksi menentang perubahan fluks yang melalui rangkaian tersebut (bukan fluks itu sendiri).Jika perubahan fluks ditimbulkan oleh gerak konduktor, maka arus induksi dalam konduktor yang bergerak adalah sedemikian rupa sehingga arah gaya medan magnetik pada konduktor berlawanan dengan gerak konduktor tersebut. Jadi, gerak konduktor yang menyebabkan arus induksi akan di tentang. Hukum lenz juga secara langsung dikaitkan dengan kekekalan energi seandainya arus induksi berada dalam arah yang berlawanan dengan arah yang diberikan oleh hukum lenz, maka gaya magnetik pada batang itu akan mempercepat batang ke laju yang terus bertambah tanpa ada sumber energi luar, walaupun energi listrik disisipkan dalam rangkaian itu. Ini jelas merupakan pelanggaran kekekalan energi dan tidak terjadi di alam.E. Bahan Magnetik Magnetic materials atau bahan magnetic merupakan suatu bahan yang memiliki sifat kemagnetan dalam bahan penyusunnya. Berdasarkan perilaku molekulnya di dalam medan magnetic luar, bahan magnetic dibedakan menjadi tiga yaitu paramagnetisme, diamagnetisme dan feromagnetisme.1. ParamagnetismeMenurut Halliday & Resnick (1989) : bahan paramagnetic adalah bahan yang resultan medan magnet atomis total seluruh atom/molekulnya tidak nol, hal ini disebabkan karena gerakan atom/molekul acak, sehingga resultan medan magnet atomis masing-masing atom saling meniadakan. (dikutip dalam http://magnet.repository.usu.ac.id).

Gambar 3. Arah domain-domain dalam bahan paramagnetic sebelum diberi medan magnet luarSumber : http://magnet.repository.usu.ac.idBahan ini jika diberi medan magnet luar, maka elektron-elektronnya akan berusaha sedemikian rupa sehingga resultan medan magnet atomisnya searah dengan medan magnet luar. Sifat paramagnetik ditimbulkan oleh momen magnetik spin yang menjadi terarah oleh medan magnet luar. Pada bahan ini, efek diamagnetik (efek timbulnya medan magnet yang melawan medan magnet penyebabnya) dapat timbul, tetapi pengaruhnya sangat kecil.

Gambar 4. Arah domain dalam bahan paramagnetic setelah diberi medan magnet luarSumber : http://magnet.repository.usu.ac.idPada umumnya tarikan dari zat paramagnetic sangat lemah karena pengacakan termal dari momen magnetic atom tersebut. Medan magnetic di sembarang titik dalam material paramagnetic lebih besar oleh sebuah factor tak berdimensi Km, yang dinamakan permebilitas relatif dari material itu, dibandingkan dengan medan magnetic di titik itu jika material tersebut digantikan dengan ruang hampa. Km umumnya bernilai 1,00001 sampai 1,003. Contoh dari bahan paramagnetic adalah aluminium, magnesium dan wolfram.2. DiamagnetismeYoung & Freedman (2001) menyatakan : momen magnetic total dari semua simpal arus-arus atom adalah nol bila tidak ada medan magnetic yang hadir. Tetapi medan magnet akibat orbit dan spin electron tidak nol.Jika bahan diamagnetik diberi medan magnet luar, maka elektron-elektron dalam atom akan berubah gerakannya sedemikian hingga menghasilkan resultan medan magnet atomis yang arahnya berlawanan.Material diamagnetic selalu memiliki suseptibilitas negative, permeabilitas relative Km umumnya berorde 0,99990 sampai 0,99999 untuk benda padat an cairan. Suseptibilitas diamagnetic hamper tidak bergantung pada suhu. Contoh dari bahan diamagnetic yaitu: bismuth, perak, emas, tembaga dan seng.3. FeromagnetismeMenurut Halliday & Resnick,1989 : Bahan ferromagnetik adalah bahan yang mempunyai resultan medan atomis besar. Hal ini terutama disebabkan oleh momen magnetik spin elektron. Pada bahan ferromagnetik banyak spin elektron yang tidak berpasangan, misalnya pada atom besi terdapat empat buah spin elektron yang tidak berpasangan. Masing-masing spin elektron yang tidak berpasangan ini akan memberikan medan magnetik, sehingga total medan magnetik yang dihasilkan oleh suatu atom lebih besar. (dikutip dalam http://magnet.repository.usu.ac.id).Material ferromagnetic memiliki permeabilitas relative Km yang jauh lebih besar daripada satu satuan, yaitu berorde sebesar 1.000 sampai 100.000. contoh dari bahan ferromagnetic yaitu: besi, baja, besi silicon, dll.F. SuperkonduktivitasSifat superkonduktor yang paling dikenal yaitu hilangnya semua resistansi pada material jika material didingingkan hingga mencapai suhu dibawah suhu kritis (Tc). Pada tahun 1933 Walter Meissner dan Robert Ochsenfeld menemukan bahwa suatu superkonduktor akan menolak medan magnet. Sebagaimana diketahui, apabila suatu konduktor digerakkan dalam medan magnet, suatu arus induksi akan mengalir dalam konduktor tersebut. Prinsip inilah yang kemudian diterapkan dalam generator. Akan tetapi, dalam superkonduktor arus yang dihasilkan tepat berlawanan dengan medan tersebut sehingga medan tersebut tidak dapat menembus material superkonduktor tersebut. Hal ini akan menyebabkan magnet tersebut ditolak. Fenomena ini dikenal dengan istilah diamagnetisme dan efek ini kemudian dikenal dengan efek Meissner. Efek Meissner ini sedemikian kuatnya sehingga sebuah magnet dapat melayang karena ditolak oleh superkonduktor.Efek Meissner menunjukkan bahwa medan magnet di dalam sebuah logam superkonduktor seolah-olah sama dengan nol. Oleh karena itu, kita dapat menuliskan persamaan untuk medan magnet dalam logam superkonduktor sebagai berikut :

(4)B = Bac + 4M = 0 (dalam system satuan CGS) atau B = Bac + 0M = 0 (dalam system msatuan SI)Dengan Bac = medan magnet kritis dan M= magnetisasi.Dari persamaan di atas dapat medan magnet dari luar (Bac) yaitu :

(5)Bac = - 4 M (dalam system satuan CGS) atauBac = - 0M (dalam system satuan SI) Dimana 0 = permeabilitas ruang hampa = 4 x 10-7 Wb/A.m dan = permitivitas ruang hampa = 8,854 x 10-12 F/m.Berdasarkan sifat magnetisasi bahan superkonduktor dapat dibedakan menjadi dua yaitu1. Superkonduktor Tipe ITipe superkonduktor ini sering disebut sebagai superkonduktor lunak. Memiliki kharakteristik efek meissner secara utuh, yaitu pada saat suhu superkonduktor lebih kecil dari suhu kritisnya, maka superkonduktor memiliki resistansi nol dan menolak semua medan magnet luar. Tetapi jika medan magnet itu diperbesar sampai tepat sama dengan medan magnet kritisnya (Bac), maka sifat superkonduktivitasnya langsung rusak atau hilang. Sehingga magnetisasi (M) dari superkonduktor langsung jatuh ke nol. Nilai Bac superkonduktor ini sangat kecil yaitu sekitar 0,1 Tesla. Bahan superkonduktor tipe I ini kebanyakan adalah unsur tunggal.2. Superkonduktor Tipe IISuperkonduktor tipe ini memiliki suhu kritis (Tc) yang lebih tinggi dan memiliki nilai Bac yang jauh lebih besar daripada nilai Bac superkonduktor tipe I, yang mengirimkan medan magnetic jauh lebih besar tanpa merusak keadaan superkonduksi itu. Superkonduktor tipe II memiliki dua medan magnet kritis yaitu Bac1 dan Bac2. G. Efek Meissner Pada Magnetic LevitationMagnetic Levitation berkaitan erat dengan efek meissner, Efek meissner yang ditemukan pada tahun 1933 oleh Meissner merupakan efek yang terjadi dalam superkonduktor yakni material yang memiliki resistansi nol pada suhu di bawah suhu kritisnya. Medan magnet eksternal yang seharusnya melakukan penetrasi dalam bahan menjadi terblokade dan mengalir diluar bahan dan dekat ke permukaan bahan sampai kedalaman London (London depth). London depth merupakan jarak yang ditimbulkan pada saat medan magnet akan menembus superkonduktor, jarak ini sangat kecil pada umumnya beriksar 100 nm.

Gambar 5. Efek MeissnerSumber:// maglevworld.wordpress.comEfek Meissner ini sangat kuat sehingga magnet dapat melayang karena ditolak oleh superkonduktor. Medan magnet ini tidak boleh terlalu besar, jika medan magnetnya terlalu besar maka efek meissner ini akan hilang dan material akan hilang sifat superkonduktifitasnya.(Bardiyah Sri Aprilia.2013)II. Sejarah Perkembangan Kereta ApiKereta api merupakan suatu alat transportasi massal yang secara umum terdiri dari lokomotif dan serangkaian gerbong-gerbong yang luas yang dapat mengangkut banyak penumpang dan barang. Perkembangan kereta api tak lepas dari perkembangan mesin lokomotif yang merupakan tempat mesin penggerak kereta api. Lokomotif uap mengalami penyempurnaan seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, penyempurnaan dari lokomotif inilah yang membuat lokomotif berubah menjadi kereta api. Saat ini ada beberapa kereta api yang dikenal oleh masyarakat yaitu: kereta api rel konvensional (kereta yang umum dijumpai dengan dua batang besi sebagai rel yang diletakkan di bantalan), kereta api monorel(terdiri dari satu batang besi sebagai rel), kereta api permukaan atau sufcace (yang berjalan di atas permukaan tanah), kereta api layang atau elevated (berjalan di atas dengan bantuan tiang-tiang) kereta api bawah tanah (subway), dan akhir-akhir ini dikembangkan teknologi kereta apai terbaru yaitu kereta api Magnetically levitation yang dapat menempuh kecepatan hingga 500 km/jam (311 mph).III. Pengertian Magnetic Levitation TrainMagnetic leviatation merupakan sebuah metode yang digunakan untuk membuat sebuah objek melayang di udara tanpa bantuan selain medan magnet. Medan ini digunakan untuk menolak atau meniadakan gaya tarik gravitasi. Magnetic levitation train atau yang sering disebut dengan Maglev train adalah kereta api super cepat tanpa roda yang memanfaatkan gaya magnet untuk melayang, menggerakkannya dan mengontrol jalannya kereta.

Gambar 7. Magnetic Levitation TrainSumber : http://yohanessurya.comKereta magnetic levitatation ini melayang sekitar 10 cm -15 cm di atas relnya. Hal ini menyebabkan tidak adanya gaya gesek antara rel dengan kereta yang dapat menghambat pergerakan kereta sehingga kereta dapat melaju dengan cepat mencapai 500 km/jam (310 mph).IV. Sistem Kerja Magnetic Levitation TrainSistem kereta api Maglev memiliki tiga kompenen utama yaitu:1. Sumber daya listrik2. Kumparan logam 3. GuidewaySystem kerja Magnetic Levitation Train memanfaatkan 2 prinsip magnet yaitu gaya tarik magnet dan gaya tolak magnet. Ada dua buah system kerja dari maglev train ini sehingga ia dapat mengambang atau melayang di atas rel nya yaitu: Electromagnetic Suspension (EMS) yang dikembangkan di Negara Jerman dan Electrodinamic Suspension (EDS) yang dikembangkankan di Negara Jepang. Pada saat sekarang ini ada sebuah system baru yang sedang dikembangkan yaitu system Inductrack, yaitu menggunakan magnet tetap, namun cara ini belum diterapkan. Yang banyak dikembangkan dan digunakan saat ini yaitu system EDS karena lebih stabil.

1. Electromagnetic Suspension (EMS) System kerja dari Electromagnetic Suspension (EMS) memanfaatkan gaya tarik magnet. Dimana bagian-bagian pada rel kereta yaitu beam (balok rel) dan levitations rails yang merupakan bagian rel penuntun. Bagian-bagian pada gerbong kereta yaitu support magnet (magnet pendukung), guidance magnets (magnet penuntun),dan vehicle ( gerbong kereta). Antara rel dengan gerbong terdapat air gap vertical dan air gap horizontal. (Hamid.2012)

Gambar 8. Schematic diagram of EMS Maglev systemSumber: Yaghoubi, Hamid.2012. Practical Aplications Of Magnetic Levitation Tecnologi. Iran: IMT.Pada Electromagnetic suspension (EMS) magnet berada pada badan kereta. Electromagnet pada badan kereta berintekasi dan menarik levitation rails pada guideway (jalur pemandu), hal ini mempertahankan posisi kereta secara horizontal. Electromagnet pada bagian bawah kereta dipasang mengarah langsung ke jalur pemandu, yang mengambangkan kereta sekitar 1 cm di atas jalur pemandu dan menjaga kereta agar tetap mengambang bahkan di saat kereta tidak bergerak. Saat bergerak dorongan kedepan didapatkan melalui interaksi antara rel magnetic dengan mesin induksi. Namun cara ini kurang stabil sehingga jarak antara rel dengan gerbong harus selalu di control kerena ketika daya magnet berkurang gerbong dapat turun dan menabrak rel. (Hamid.2012)

Gambar 9. Maglev Train dengan EMS sistemSumber: http://ilmumum.blogspot.comMagnetic Levitation Train dengan system EMS ini dikembangkan di Negara Jerman. 2. Electrodinamic Suspension (EDS)EDS (electrodinamik suspension) memanfaatkan gaya tolak magnet. System ini menggunakan magnet superkonduktor. Superkonduktor memiliki sifat yang menarik yaitu sifat Efek Meissner, yaitu efek pada bahan superkonduktor yang berada dibawah suhu kritisnya(Tc). Bahan superkonduktor menjadi bagian pada badan kereta sedangkan magnet terdapat pada relnya. Sistem EDS ini menggunakan nitrogen cair yang digunakan untuk mendinginkan bahan superkonduktor sehingga bahan superkonduktor mencapai suhu di bawah suhu kritis (Tc). Pada saat suhu bahan superkonduktor berada dibawah suhu kritisnya, maka bahan superkonduktor akan memiliki resistansi nol (0) dan akan menolak medan magnet disekitarnya

Gambar 10. Electrodinamik Suspension System

Pada gerbong kereta bagian bawah terdapat Levitation Magnets yang berhadapan dengan magnet yang terdapat pada rel, magnet ini saling tolak-menolak sehingga membuat kereta melayang di atas relnya.Hamid (2012) menyatakan: pada bagian rel kereta terdapat beam sebagai dinding pemandu, levitation and guidance coil (kumparan penuntun kereta), propulsion coil (kumparan penggerak kereta) dan wheel support path (bagian rel pendukung).

Gambar 11. Schematic diagram of EDS Maglev systemYaghoubi, Hamid.2012. Practical Aplications Of Magnetic Levitation Tecnologi. Iran: IMT.Pada saat diam kereta magnet ini tidak melayang di atas rel melainkan diam berdiri di atas rel nya. Saat akan bergerak magnet superkonduktor dinyalakan, kemudian kereta mulai mengambang sekitar 100 mm di atas rel. Magnet superkonduktor mengatur posisi kereta agar tepat berada di tengah jalur giudeaway nya kemudian computer pada sisitem control mengunci posisi kereta dan mengstabilkan magnet superkonduktor agar posisi kereta tidak berubah. Kemudian daya listrik diberikan ke kumparan dalam dinding-dinding jalur pemandu yang menciptakan medan magnet yang dapat menarik dan mendorong kereta sepanjang jalur pemandu. Arus listrik yang diberikan ke kumparan pada dinding jalur pemandu secara berganti-ganti mengubah polaritas kumparan magnet. Perubahan polaritas ini menyebabkan medan magnetik di depan kereta menarik kereta ke depan, sementara medan magnet di belakang kereta menambahkan gaya dorong ke depan.

Gambar 12.sistem control EDS system http://prinsipkereta.webatu.com/keretamagnet.htmlPolaritas kumparan yang berubah menghasilkan gaya megnet yang saling tarik menarik dan saling tolak menolak, seperti pada gambar A di atas interaksi antara magnet pada rel dengan kereta menghasilkan gaya tarik oleh magnet tidak sejenis di bagian depan terhadap gerbong yang menarik kereta ka arah depan (ditunjukkan oleh garis hijau) dan magnet di bagian belakang menghasilkan gaya tolak terhadap megnet sejenis pada gerbong yang menjadi gaya dorong dalam pergerakan kereta (ditunjukkan oleh garis biru). Pada gambar B ditunjukkan system yang membuat kereta tetap melayang di atas rel nya dengan gaya tolak yang dihasikan oleh magnet superkonduktor dari bagian badan kereta terhadap guideway nya, magnet pada sisi jalur pemandu menjaga agar kereta tetap melayang, apabila posisi kereta turun maka magnet berlawan pada sisi dinding pemadu bagian atas dengan magnet pada sisi gerbong akan menarik gerbong ke atas (ditunjukkan oleh garis hijau) dan magnet bagian bawah dinding pemandu yang sejenis dengan magnet pada sisi gerbong akan menolaknya (ditunjukkan oleh garis biru) sehingga posisi gerbong akan tetap terangkat atau melayang di atas rel nya. Selain itu dinding jalur pemandu ini juga berfungsi mempertahankan posisi kereta di jalur guideway nya, saat kereta oleng ke kiri maka dinding pemandu sebelah kiri akan memiliki sifat magnet yang akan menolak kereta dan sifat magnet pada dinding sebelah kanan akan menarik kereta, sehingga posisi kereta selalu dipertahankan. Sistem ini lebih stabil karena daya angkat pada sistem tidak hanya dihasilkan dari rel atau guideway nya saja tetapi juga dihasilkan dari gerbong kereta itu sendiri.Kecepatan kereta Maglev ini dari awal bergerak hingga akhir memiliki kecepatan yang bervariasi. Variasi kecepatan ini diatur dengan mengatur frekuensi dari arus bolak-balik yang melalui kumparan.

Gambar 13. Maglev Train dengan EDS system saat bergerakSumber: http://prisnsipkereta.webatu.comCara penghentian dari kedua system kereta maglev ini sama seperti dengan cara ia bergerak yaitu menggunakan induksi magnetic pada kumparan dengan memberikan tolakan antara kutub yang sama. Pada saat akan berhenti medan magnet dari kumparan ini dirubah atau dibalik, sehingga akan menimbulkan efek pengereman dan kereta akan berhenti. Maglev train memiliki system control (control room) yang terhubung dengan control pusat melalui system transmisi radio yang berfungsi menjaga keselamatan kereta, mengatur perpindahan jalur rel. Kereta maglev ini memiliki system rem dinamis, dengan bantalan rem untuk berhenti, untuk kebutuhan darurat setiap gerbong dilengkapi dengan empat cakram per sebagai rodanya, dan bantalan rem cadangan. Struktur atau bentuk dari bagian depan kereta ini dirancang seperti mulut lumba-lumba yang ramping untuk mengurangi hambatan udara (drag udara), sehingga maglev train dapat meluncur seperti peluru.(Irham. 2013)V. Kelebihan dan Kekurangan Magnetic Levitation Train1. Kelebihan maglev traina. Mampu melayang di atas relb. Kecepatannya yang sangat tinggi mencapai 500 km/jam (310mph)c. Penghematan biaya perawatan karena tidak akan ada pergantian rel d. Tidak adanya gaya resistansi akibat gesekane. Tidak membutuhkan bahan bakar fosil2. Kekurangan maglev traina. Kebisingan yang ditimbulkan saat bergerak hampir sama dengan sebuah jet (lebih bising sekitar 5 dB dari kereta konvensioanl biasa)b. Mahalnya investasi terutama pada pengadaan rel

BAB IV PENUTUPI. KesimpulanSejarah perkembangan kereta api dimulai dengan ditemukannya lokomotif uap oleh Richard Trevithick, yang kemudian lokomotif ini mengalami perkembangan dan modernisasi sehingga menjadi kereta api. Kereta api juga mengalami perkembangan mulai dari kereta api yang pertama yaitu kereta api dengan bahan bakar batu bara yang kemudian berkembang menjadi kereta api listrik yang menggunakan tenaga listrik dalam perkembangannya dan sekarang berkembang sebuah kereta api yang dapat melayang diatas relnya yang dikenal dengan nama Magnetic Levitation Train. Magnetic Levitation Train ini merupakan kerete api super cepat tanpa roda yang dapat melayang atau mengambang kira-kira 10 cm di atas relnya dengan memanfaatkan gaya magnet untuk melayang, menggerakkanya dan mengontrol jalannya kereta. Sistem kerja Maglev Train memanfaatkan sifat gaya magnet yaitu gaya terik magnet dan gaya tolak magnet. Ada dua buah pengembangan system kerja dari Maglev Train ini, yang pertama yaitu : Elektromagnetic Suspension (EMS) yang memanfaatkan gaya tarik magnet dan yang kedua yaitu : Elektrodinamik Suspension (EDS) yang memanfaatkan gaya tolak magnet.Maglev Train ini memiliki beberapa kelebihan disbanding dengan kereta api konvensional yaitu: dalam pergerakannya Maglev Train ini tidak bersentuhan dengan relnya (melayang), sehingga tidak ada gaya gesek yang terjadi antara kereta dengan rel nya yang mengakibatkan kereta dapat melaju dengan sangat cepat yaitu mencapai 500 km/jam, tidak menggunakan bahan bakar fosil. Penghematan biaya perawatan karena tidak akan ada penggantian rel. Namun ada beberapa kelemahan dari Maglev Train ini yaitu kebisingan yang dihasilkannya saat bergerak hampIr sama dengan kebisingan yang ditimbulkan oleh sebuah pesawat jet dan mahalnya investasi terutama dalam hal pengadaan rel.

DAFTAR PUATAKA

Bardiyah,Sri A. 2013. Sifat Quantum Superkonduktor. Diakses pada 04/22/1014 dari http://bardiyahsriaprilia-Fst09.web.unair.ac.id.Cyber . 2013. Medan Magnet Disekitar Arus Listrik Induksi. Diakses pada 22/04/2014 dari http://perpustakaancyber.blogspot.com.Eva, Farah D. 2013. Induksi Magnetik. Diakses pada 22/04/2014 dari http://ivaradhin.blogspot.comIlmu . 2013. Sensasi Melayang di Kereta Maglev. Diakses pada 28/03/2014 dari http://ilmuumum.blogspot.com.Irham. 2013. Fisika Terapan Kereta Maglev. Diakses pada 28/03/2014 dari http:// irhamdoank.blogspot.com/2013/02/fisika-terapan-kereta-maglev_7.Muhammad, Ardi R.A. 2012. Dasar Magnetic Levitation Train. Diakses pada 28/03/2014 dari http://maglevworld.wordpress.com. Ovan Theman. (21/07/2011). Tentang Sistem Transportasi. Diakses pada 09/04/2014 dari http://ovantheman.blog.co.uk.Usu .tanpa tahun. Magnet. Diakses pada 08/04/2014 dari http:// magnet.repository.Usu.ac.id.Yaghoubi, Hamid. 2012. Practical Aplications of Magnetic Levitation Technologi. Iran: IMT.