tugas 1

Miftahul Husnah 20214060 Page 1

Tugas I. 16 April 2015

Miftahul Husnah

20214060

Kapita Selekta Material Fotonik Dan Magnetik

1. Jelaskan perbedaan medan H, medan B dan Magnetisasi M?

Pada dasarnya kuat medan magnet (H) dengan rapat fluks magnet (B) pada suatu

bahan merupakan besaran yang sama-sama berkaitan dengan fluks medan magnet pada suatu

bahan.Rapat medan magnet pada suatu bahan ialah jumlah fluks medan magnet yang

menembus suatu permukaan,yang mana permukaan tersebut tegak lurus dengan fluks magnet

tersebut.rapat fluks magnet pada suatu titik berhubungan erat dengan kuat medan magnet di

titik tersebut,semakin besar rapat fluks magnet pada suatu titik,maka semakin besar pula kuat

medan magnetnya.

Kuat medan magnet di suatu titik di dalam medan magnet ialah besar gaya pada

suatu satuan kuat kutub di titik itu di dalam medan magnet M adalah kuat kutub yang

menimbulkan medan magnet dalam Ampere-meter.perbedaan diantara keduanya ialah bahwa

kuat medan magnetic menyatakan besar fluks yang menembus suatu permukaan secara tegak

lurus,yang mana permukaan tersebut mempunyai kemampuan untuk menahan fluks yang

melewatinya,berbeda dengan rapat fluks yang hanya didefinisikan sebagai jumlah fluks yang

masuk per satu satuan luas permukaan yang tegak lurus terhadap fluks itu sendiri.analaginya

seperti hokum gauss pada garis-garis medan listrik yang menembus suatu permukaan.

Kuat Medan Magnet (H)

Kuat medan magnet yang dinyatakan dengan (H) di suatu titik di definisiksn sebagai

gaya persatuan kutub yang bekerja pada suatu kutub dengan kuat medan magnet pada titik

yang berjarak r dari kutub m adalah:

Induksi Magnet (B)

Kutub magnet pada suatu benda / material yang terimbas oleh medan magnet luar

(H) akan menghasilkan medan magnet itu sendiri H, kemudian di hubungkan dengan

intensitas magnet I ditunjukan oleh rumus:

H=4 I


Induksi magnet (B), didefinisikan sebagai medan magnet total dalam suatu bidag

magnetik. Merupakan penjumlahan dari kuat medan magnet luar dan medan magnet dalam,

dengan rumus:

B=H+H atau B=H+4I

Magnetisasi (M)

Magnetisasi adalah momen magnetik persatuan volume,

Magnetisasi M dalam suatu bahan bergantung kepada intensitas magnetik H dan kepada sifat

bahan yang bersangkutan. Jika m merupakan komponen vektor momen magnetik sebuah

molekul dalam arah medan yang dipakai, dan ada n molekul persatuan volume, maka

magnetisasi itu dirumuskan sebagai :

M = nm

Dengan satuan magnetisasi ampere meter2 per m 3(A/m)

Hubungan antara B, H dan M dapat ditulis dengan persamaan:

B = 0 (H + M)

M = mH

Sumber : Prosiding Seminar Nasional Penelitian : Edi Istiyono, Analisis Sifat Magnetik Bahan Yang

Mengalami Proses Annealing Dan Quenching Menganalisis Besarnya potensial vektor, Hukum Ampere, Momen Dipole Magnetik,

Potensial Skalar, Magnetisasi, Kutub Magnetik dan Hukum Ampere untuk H (Komang Suardika, 2011)

https://zulfalusiana.wordpress.com/sains/

2. Jelaskan ciri-ciri dari 5 bahan magnetik yang meliputi diamagnetik, paramagnetik,

ferromagnetik, anti-ferromagnetik dan ferrimagnetik, yaitu meliputi kebergantungan

magnetisasi (suseptibilitas magnetik) terhadap waktu dan magnetisasi terhadap medan

magnetic.

a. Diamagnetik

Spin elektron berpasangan

Permeabilitasnya


Tidak ada interaksi antara satu atom dengan atom-atom disekitarnya

Pemberian medan magnet eksternal menyebabkan arah dipol berlawanan dengan

arah medan.

Tidak ada temperature kritis

b. Paramagnetik

Resultan medan magnet atomis masing-masing atom/molekulnya tidak nol

Spin elektron yang tidak berpasangan sedikit

Suseptibilitas magnet positif, berada pada rentang 10-5 sampai 10-3 m3/kg

Permeabilitasnya >0

Memiliki momen dipol yang permanen

Momen dipole disearahkan dengan medan magnet eksternal

Ketika suatu material belum diberikan medan magnet eksternal, maka momen dipole

dalam keadaan acak (dalam arah yang bebas)

Tidak ada interaksi antara atom

c. Ferromagnetik

Resultan medan magnetis atom besar

Tetap bersifat magnetik, jika medan magnet luar dihilangkan

Memiliki momen dipol permanen

Terjadi interaksi antara satu atom dengan atom lainnya, yang memaksa semua

atom dalam arah yang sama (memiliki arah momen dipol yang sama).

Permeabilitas bahan >>0

Suseptibilitas m>>0, nilai suseptibilitas magnetik 103 106

Memiliki temperatur kritis (temperatur curie untuk tiap bahan berbeda-beda).

d. Anti-ferromagnetik

Suseptibilitas positif kecil

Tidak ada magnetisasi bila tidak ada medan luar

Memiliki dipol dengan arah yang berlawanan

Sifat anti-ferromagnetik terjadi untuk temperatur dibawah temperatur kritis yang

disebut dengan temperatur Neel.

Memiliki dipol magnet permanen

Terjadi interaksi antara satu atom dengan atom lainnya, yang menyebabkan atom-

atom menajdi anti-paralel.

Miftahul Husnah 20214060

Bedanya, pada Anti-Ferromagnetik, tidak memiliki

e. Ferrimagnetik

Besarnya momen dipol tidak sama dan berlawanan arah

Dapat memiliki sifat magnetisasi walau tanpa medan luar

Suseptibilitasnya positif besar


Terjadi interaksi antara satu atom dengan atom lainnya, yang menyebabkan atom

atom menjadi anti-paralel.

Memiliki temperatur kritis.

Sumber : Skripsi : Pengaruh Temperatur

(Batissa violacea celebensis Menganalisis Besarnya potensial vektor, Hukum Ampere, Momen Dipole Magnetik, Potensial

Skalar, Magnetisasi, Kutub Magnetik dan Hukum Ampere untuk H ( 3. Carilah contoh-contoh unsur dan senyawa sebanyak mungkin dari 5 bahan magnetik

(diamagnetik, paramagnetik, ferromagnetik, anti

Jelaskan karakteristik masing

temperature kritis (temperature Curie, temperature Neel atau temperature kritis), kurva

hysteresis magnetisasi (koersivitas, nilai magnetisasi saturasi, remanent magnetisasi),

kurva suseptibilitas terhadap

Diamagnetik

Ferromagnetik, tidak memiliki net moment magnetic

Besarnya momen dipol tidak sama dan berlawanan arah

Dapat memiliki sifat magnetisasi walau tanpa medan luar

tibilitasnya positif besar, nilai suseptibilitas magnetik 105


Terjadi interaksi antara satu atom dengan atom lainnya, yang menyebabkan atom

paralel.

Memiliki temperatur kritis.

Pengaruh Temperatur Pemanasan Terhadap Nilai Subsetibilitas KulitBatissa violacea celebensis) Di Sungai Pohara Kabupaten Konawe.

Menganalisis Besarnya potensial vektor, Hukum Ampere, Momen Dipole Magnetik, Potensial Kutub Magnetik dan Hukum Ampere untuk H (Komang Suardika, 2011)

contoh unsur dan senyawa sebanyak mungkin dari 5 bahan magnetik

(diamagnetik, paramagnetik, ferromagnetik, anti-ferromagnetik dan ferrimagnetik)!

Jelaskan karakteristik masing masing contoh unsur dan senyawa tersebut, seperti



kurva suseptibilitas terhadap suhu dan medan magnet?

Paramagnetik

Page 4

net moment magnetic.

Terjadi interaksi antara satu atom dengan atom lainnya, yang menyebabkan atom-

Terhadap Nilai Subsetibilitas Kulit Kerang Pokea

Menganalisis Besarnya potensial vektor, Hukum Ampere, Momen Dipole Magnetik, Potensial Komang Suardika, 2011)

contoh unsur dan senyawa sebanyak mungkin dari 5 bahan magnetik

ferromagnetik dan ferrimagnetik)!

masing contoh unsur dan senyawa tersebut, seperti



Miftahul Husnah 20214060

Ferromagnetik

Anti-Ferromagnetik

Gambar 1. Tabel periodic unsure, menunjukkan sifar magnet unsur

kamar.

Ferrimagnetik

Gambar 1. Tabel periodic unsure, menunjukkan sifar magnet unsur-unsur pada temperatur

Page 5

unsur pada temperatur


Contoh lain :

Karakteristik Partikel Nano Fe3O4 dengan Template PEG-1000

Metode: Pasir besi yang telah diekstraksi dilarutkan dalam HCl sebanyak 35 ml

pada suhu 70oC diaduk selama 15 menit dalam magnetic strirrer. Setelah larutan terbentuk,

dilakukan penyaringan dengan menggunakan kertas saring. PEG-1000 dipanaskan pada suhu

40oC, setelah mencair ditambahkan dalam larutan dengan variasi perbandingan volume 1:1,

1:2, dan 1:4, kemudian diaduk menggunakan magnetic strirrer, NH4OH ditambahkan 30

ml sebanyak dalam larutan, diaduk dan dipanaskan menggunakan magnetic strirrer pada

suhu 70oC tertentu. Endapan Fe3O4 yang terbentuk dipisahkan dari larutannya, kemudian

dicuci menggunakan aquades. Endapan Fe3O4 dikeringkan dalam oven pada suhu tertentu

selama 5 jam sehingga diperoleh serbuk partikel nano Fe3O4. Serbuk dikaraktrerisasi dengan

Vibrating Sample Magnetometer (VSM) untuk mengetahui sifat magnet.

Hasil: Sifat partikel nano Fe3O4 bersifat ferrimagnetik [1].

Gambar Kurva Histerisasi Partikel Nano Fe3O4 (a) Fe3O4, (b) perbandingan PEG-1000 1:1,

(c) Perbandingan PEG-1000 1:2, (d) Perbandingan PEG-1000 1:2

Tabel Nilai magnetisasi saturasi (Ms), medan koersivitas (Hc) dan magnetisasi remanen (Mr)

untuk masing-masing sampel

Sampel Ms (emu/gr) Hc (Tesla) Mr (emu/gr)

a 46,0 -0,00835 40,1

b 42,0 -0,01 35,7

c 38,0 -0,00985 33,3

d 38,0 -0,0097 33,7


Sumber : Angelia, F., P.,. Sintesis dan Karakterisasi Partikel Nano Fe3O4 dengan Template PEG-1000.

Jurusan Fisika FMIPA, ITS, Surabaya.

4. Carilah perbedaan antara paramagnetik dengan paramagnetik pauli!

Paramagnetisme Pauli

Paramagnetisme pauli merupakan jenis paramagnetik ini merupakan paramagnetik

yanng tidak bergantung pada temperatur, sedangkan Paramagnetik Curie merupakan

Paramaganetik yang bergantung pada temperatur, dimana memenuhi Hukum Curie yang

diberikan dalam persamaan:

=

dengan: = suseptibilitas magnetik

C = konstanta Curie

T = temperatur (K)

Untuk paramagnetik Pauli, tidak memenuhi Hukum Curie. Fenomena ini teramati pada

elemen logam.

Menurut Pauli kontribusi terbesar paramagnetisme logam berasal dari elektron-

elektron bebasnya, tiap elektron memiliki spin magnetik. Tanpa medan magnet, arah spin

elektron cenderung acak sehingga magnetisasi total logam adalah nol, karena efek

menghilang satu sama lain. Jika diberikan medan magnet maka sebagian spin mengambil

arah sejajar medan magnet dan sebagian lainnya berlawanan dengan arah medan magnet.

Jumlah spin yang searah dan berlawanan medan magnet tidak sama sehingga magnetisasi

tidak nol, seperti yang terlihat pada gambar dibawah :

Gambar Spin elektron acak ketika tanpa medan magnetik luar (kiri), ketika diberikan medan

magnet sebagian spin elektron paralel dengan medan magnet luar (kanan)

Pauli menjelaskan fenomena ini dengan menggunakan statistik Fermi-Dirac karena

yang dibahas adalah spin magnetik elektron dan elektron merupakan fermion yang memiliki

spin 12. Untuk kasus ini diambil pada suhu yang sangat rendah dibanding suhu Fermi,

sehingga fungsi distribusi untuk energi yang dibawah suhu Fermi adalah satu, sedangkan


yang di atas energi fermi adalah nol. Peninjauan suhu yang jauh di bawah suhu Fermi

berhubungan dengan tingginya suhu Fermi itu sendiri, yaitu sekitar 104 K.

Gambar Perubahan energi elektron ketika diberikan medan magnet luar

Paramagnetisme adalah sifat magnetik dari material yang timbul ketika diberi medan

magnet luar. Ketika diberi medan magnet dari luar, maka momen magnetik spin material

akan paralel atau mensejajarkan diri dengan arah medan magnet luar. Suseptibilitas

magnet dari bahan paramagnetik lebih besar dari nol ( > 0) dan permeabilitas bahan lebih

besar dari permeabilitas vakum ( > o).

Contoh: Aluminium (Al), wolfram (W), platinum (Pt) dan lainnya.

Pauli Paramagnetisme berlaku untuk elektron yang berada dalam band gap

sementara Paramagnetisme berlaku untuk elektron lokal. Pauli Paramagnetisme biasanya jauh

lebih lemah karena hanya elektron yang berada di dekat permukaan Fermi yang dapat

mengubah putarannya untuk menyesuaikan dengan arah medan magnet. Di sisi lain, karena

elektron dalam Paramagnet bebas, karena itu semua dari mereka dapat mengubah spin -

mengarah ke kerah medan magnet yang lebih tinggi.

Sumber :

Pointon, J., A., 1967. An Introduction to Statistical Physics for Student. Principal Lecturer In Physics, Longman, London and New York.

5. Jelaskan yang anda ketahui mengenai Rumusan Curie dan Rumusan Curie Weiss.

Tuliskan formulasinya serta jelaskan parameter-parameter fisis pada rumusan tersebut!

Temperatur Curie (TC) adalah temperatur yang membedakan magnetisasi

spontan, ini memisahkan paramagnetik pada daerah T > TC dan ferromagnetik pada

daerah T < TC.

Suseptibilitas paramagnetik ditentukan oleh hukum Curie

C

T (1)

Dimana C adalah konstanta Curie.


Suseptibilitas untuk bahan feromagnetik adalah:

a c

M c

B T T

Keterangan:

c = Konstanta Curie

Tc = Suhu Curie; suhu yang memisahkan antara Ferromagnetik dengan non

Ferromagnetik.

Suseptibilitas memiliki kesingularan pada T=C , Pada temperatur ini (dan

dibawahnya) terdapat magnetisasi spontan, karena jika infinit kita akan dapatkan

finit M untuk Ba sama dengan nol. Dari persamaan di atas, kita dapatkan hukum Curie-

Weiss.

C

T C

dengan TC = C.

KETERANGAN GRAFIK:

Sebuah bahan yang paramagnetik bisa berlaku sebagai ferromagnetik bila suhunya

diturunkan sampai dengan suhu tertentu (Suhu Curie)

Suatu bahan yang paramagnetik bisa berlaku sebagai anti ferromagnetik bila suhunya

dinaikkan sampai dengan suhu tertentu (suhu Weiss)

Fenomena paramagnetisme Curie dikaji berdasarkan kontribusi paramagnetisme

material logam yang berasal dari keberadaan spin elektron. Pergerakan spin elektron

memiliki dua keadaan yaitu momen magnetik elektron dapat sejajar dengan medan magnetik


(paralel), atau melawannya (anti-paralel). Sehingga nilai momen magnetik yang mungkin

hanya dan . Jika demikian, maka elektron tersebut hanya memiliki dua keadaan energi,

yaitu dan seperti tampak pada Gambar dibawah ini :

Gambar Energi dari orbital atomik terbagi di dalam suatu medan magnet, sehingga keadaan

spin-up dan spin-down tidak lagi memiliki energi yang sama.

Formula untuk magnetisasi dan suseptibilitas dapat diungkapkan dengan terlebih

dahulu menentukan jumlah elektron spin-up dan spin-down per satuan volume.

Jumlah elektron spin-up: Jumlah elektron spin-down:

Tk

H

Tk

H

Tk

H

Nn

B

B

B

B

B

B

expexp

exp

Tk

H

Tk

H

Tk

H

Nn

B

B

B

B

B

B

expexp

exp

(2)

dengan:

N jumlah total atom (yang memiliki momen magnetik) per satuan volume pada material

kemudian, Magnetisasi total pada material dapat diperoleh sebagai berikut:

Hk

HN

Tk

H

Tk

H

Tk

H

Tk

H

NnnMB

BB

B

B

B

B

B

B

B

B

BB

tanh

expexp

expexp

(3)

Persamaan (3) dikenal sebagai persamaan paramagnetik Langevin. Pierre Curie menemukan

aproksimasi terhadap persamaan tersebut yang diterapkan pada suhu relatif tinggi dan medan

magnetik lemah yang digunakan dalam eksperimennya. Jika suhu meningkat dan medan

magnetik berkurang, ungkapan tangen hiperbolik juga berkurang, dengan kata lain :

Tk

H

B

B


Sehingga, Tk

NM

B

B2

(5)

Suseptibilitasnya adalah:

T

C

Tk

N

H

M

H

M

B

oBo

2

dengan B

oB

k

NC

2 (6)

Persamaan (6) dinamakan dengan hukum Curie untuk suseptibilitas paramagnetik.

Dari persamaan (6), tampak bahwa suseptibilitas paramagnetisme selalu berkurang dengan

semakin bertambahnya suhu. Hal ini dikarenakan adanya kecenderungan momen magnetic

atom untuk mensejajarkan dirinya agar paralel dengan medan magnetik luar bertentangan

dengan gerak termal acak yang cenderung mengacak orientasi dari atom. Jadi, hukum curie

menyatakan kebergantungan suseptibilitas terhadap suhu dengan C adalah sebuah konstanta

yang berbeda untuk tiap material yang dinamakan dengan konstanta Curie.

Hukum Curie-Weiss

Hukum Curie-Weiss merupakan hukum, lebih secara umum, menjelaskan

kebergantungan suseptibilitas paramagnetik terhadap temperatur. Diperkenalkan sebuah

interaksi mean field yang merupakan interaksi pertukaran pada tinjauan mekanika kuantum

(exchange interaction).

Sumber : John, M., Jurnal: Magnetic Properties of Materials. Diakses tanggal: 19 April 2015.

http://www.ucl.ac.uk/qsd/people/teaching/MPM-Part2 Bahan Kuliah: Pendahuluan Fisika Zat Padat,

http://www.file.upi.Bab_X_KEMAGNETAN_BAHAN.pdf

6. Jelaskan apa yang anda ketahui tentang bahan Soft Magnetic dan Hard Magnetik? Carilah

sebanyak mungkin masing-masing contoh materialnya, karakteristik terhadap medan dan

aplikasinya ?

Berdasarkan sifat hysteresis-nya, kedua bahan feromagnetik dan ferimagnetik

diklasifikasikan menjadi bahan magnetik lunak (soft magnet) dan bahan magnetik keras (hard

magnet).

Soft Magnetik

Soft Magnetik merupakan jenis material magnetik yang memiliki nilai koersivitas

kurang dari 1000 A/m.

Digunakan pada alat yang bekerja dalam medan magnetik bolak-balik dimana

kehilangan energinya harus rendah


Daerah yang berada di dalam kurva hysteresis harus relatif kecil/ sempit, akibatnya,

bahan magnetik lunak harus memiliki permeabilitas awal yang tinggi dan koersivitas

yang rendah.

Material yang bersifat soft magnet, dapat mencapai magnetisasi jenuh dengan

pemberian medan magnet dari luar yang relatif rendah, sehingga akan mudah untuk

dimagnetisasi ataupun didemagnetisasi.

Contoh aplikasi antara lain: Transformator step up dan transformator step down,

penerima sinyal radio, induktor, dll.

Hard Magnetik

Hard Magnetik merupakan jenis material magnetik yang memiliki nilai koersivitas

lebih besar dari 10000 A/m.

Memiliki energi yang relatif lebih besar dibandingkan dengan material soft magnetic.

Pada material hard magnet akan lebih sulit untuk dimagnetisasi ataupun

dindemagnetisasi, karena itu dibutuhkan kuat medan magnet yang besar.

Contoh aplikasi antara lain: Disk komputer atau Hard disk, Loudspeaker,

Microphones, komponen motor listrik, komponen generator listrik, dll.

Bahan-bahan magnetik lunak

Klasifikasi Komposisi

(sisanya % Fe)

Hc

Ampere

lilit/m

Br

Wb/m2

Besi murni untuk baja

listrik 0,01 % C 6,32 - 31,6 2,1 - 2,15

Besi tuang 2 3,5 %C 126,4 >1,5

Dinamo dan Transformator

Baja trafo I

Baja trafo II

Baja trafo III

Baja trafo IV

0,7 % Si

1% Si

1,7 - 2,7 % Si

3,4 - 4,3 % Si

158

252,8

63,2 - 79

23,7 - 47,7

2,1

2

1,95

1,9

Bahan-bahan yang

mengandung Ni

Permenorm 3601K1 (it)

Nikkel murni

36 %Si

99% Ni; 0,2 % Cu

7,9

1,2

1,3

0,6


Hyperm

Memetal

Supermalloy

50% Ni

76 % Ni; 5 % Cu

79 % Ni; 55 Mo; 0,5% Mn

4,74 - 1,9

1,2

0,47

1,5

0,8

0,78

V Bahan-bahan yang

mengandung Al

Sendust

Vacadur

5.4 %Al; 9,6 % Si

16 Al

1,74

3,95

1,1

0,9

VI Bahan-bahan yang

mengandung Co

Vacaflux 50

Cobal murni

49% C0; 1,8 V

99 % Co

110,6

790

2,35

7,8

Beberapa Bahan Magnet Keras

Kurva Histeresis Untuk Soft Magnetik dan Hard Magnetik


Judul : Synthesis, Structur, and Magnetic Properties of SrFe12O19/La1-xCaxMnO3 Hard/Soft

Phase Composites

Hasil :

Gambar Magnetik histeresis loop pada (a) 300 K dan (b) 10 K untuk SFO murni,

nanokristalin LCM (x), dan komposit SFO-LCM (x)

Pada Gambar (a) saturasi magnetisasi (Ms) 42,4 emu/g untuk zzzsfo-LCM (0,1) dan

50,1 emu/g untuk SFO-LCM (0,5). Koersivitas (Hc) 2,83 kOe SFO-LCM (0,1) dan 2,96 kOe

untuk SFO-LCM (0,5). Pada Gambar (b) Sampel LCM (0,5) menunjukkan sifat magnetik soft

pada 10 K dengan Hc kecil 0,07 kOe.

Sumber :

Chinh, D., H., Hue, D., M., T., Lampen, P., Manh, T., V., Phan, H., M., Srikanth, H., 2013. Synthesis, Structur, and Magnetic Properties of SrFe12O19/La1-xCaxMnO3 Hard/Soft Phase Composites. Journal of Applied Physics 114, 123901, Usa.

Bahan-Bahan Magnetik (Putu Rusdi Ariawan,2010)

7. Bagaimana sifat-sifat muatan magnet dibandingkan dengan muatan listrik? Cari dan bahas

referensi yang menyatakan sifat monopole atau dipole dari muatan magnetik.

a. Muatan listrik, memiliki sifat-sifat:

Muatan-muatan dengan tanda yang berlawanan akan tarik-menarik dan muatan-muatan

dengan tanda yang sama akan tolak-menolak.

Muatan total dalam sistem yang terisolasi adalah kekal

Muatan listrik terkuantisasi.

b. Muatan magnet

Sifat-sifat gaya magnetik pada muatan yang bergerak di dalam medan magnet B

Besar gaya magnetik FB yang bekerja pada partikel sebanding dengan muatan q dan

sebanding dengan kecepatan partikel .


Besar dan arah FB bergantung pada kecepatan partikel pada besar dan arah medan

magnet B.

Ketika partikel bermuatan sejajar dengan vektor medan magnet gaya magnetik yang

bekerja pada partikel adalah nol.

c. Perbedaan antara gaya listrik dan gaya magnetik

Gaya listrik bekerja sepanjang arah medan listrik, sementara gaya magnetik tegak

lurus medan magnet.

Gaya listrik bekerja pada partikel bermuatan, terlepas dari apakah partikel tersebut

bergerak atau tidak, sementara gaya magnetik bekerja pada partikel bermuatan hanya

ketika partikel tersebut bergerak

Gaya listrik melakukan usaha saat memindahkan suatu partikel bermuatan, sementara

gaya magnetik yang dikaitkan dengan suatu medan magnet yang tunak tidak

melakukan usaha ketika partikel dipindahkan karena gayanya tegak lurus

perpindahannya.

Contoh :

Judul: Studi Pengaruh Magnetisasi Sistem Dipole Terhadap Karakteristik Kerosin

Metode:

Komponen utama kerosin adalah paraffin, cycloalkanes (naphtha) serta senyawa

aromatik, dimana parafin adalah komposisi terbesar. Viskositas mempengaruhi jumlah

kerosin yang dapat dihisap oleh kapiler untuk kemudian terbakar. Hal ini sangat

mempengaruhi tingkat pembakaran dan kecepatan pembakaran. Indeks refraksi merupakan

sifat fisik dasar yang dapat digunakan sebagai parameter kepolaran molekul penyusun

kerosin. Ketika ikatan kimia terbentuk antara dua atom yang berbeda elektronegativitasnya,

maka terdapat perbedaan densitas elektron diantara dua atom tersebut. Densitas elektron

tertinggi terdapat pada atom yang berkeelektronegatifan tertingggi (muatan partial negatif)

dan ikatan tersebut membentuk muatan muatan (Q) parsial dan jarak tertentu.

Gambar Rancangan Alat magnetisasi

Prosedur magnetisasi dilakukan dengan mengatur jarak antar kedua magnet, sesuai

dengan variabel kekuatan medan magnet yang digunakan seperti terlihat pada Gambar diatas


Kemudian sampel kerosin dimasukkan ke dalam tabung sampel secukupnya sesuai dengan

standar pengujian yang dilakukan, lalu biarkan sesaat, sesuai dengan variabel lama

magnetisasi yang digunakan. Setelah itu sampel kerosin diambil dari tabung sampel

secepatnya lalu mulai dilakukan pengujian magnetisasi dan pengujian karakteristik kerosin.

Magnetisasi dilakukan dengan menggunakan material magnet permanen dengan

kekuatan medan 0, 2340, 3854, dan 4330 Gauss pada lama magnetisasi 0, 30, dan 60 menit.

Pengujian karakteristik kerosin untuk struktur dan komposisi kerosin dilakukan dengan Gas

Chromatography (ASTM D 5134-92) dan FTIR Spectrometer ATI Mattson, Kepolaran

dengan Indeks Refraksi (ASTM D-1218) dan Viskositas (ASTM 445- 88).

Hasil:

Peningkatan kepolaran molekul dimungkinkan oleh perubahan densitas elektron

pada daerah ikatan atom,atau molekul, karena pengorientasian molekul atau ikatan polar saat

magnetisasi. Perubahan ini mengarahkan pada peningkatkan momen dipol ikatan. Hal ini

mempunyai hubungan yang kuat dengan fenomena de-clustering, karena peningkatan momen

dipol pada ikatan memungkinkan rangsangan penolakan antar molekul. Akhirnya distribusi

molekul meningkat dan indeks refraksi kerosin menjadi lebih tinggi dibandingkan sebelum

magnetisasi.

Sumber :

Adiwar, Chalid, M., Darsono, N., Saksono, N., 2005. Studi Pengaruh Magnetisasi Sistem Dipol Terhadap Karakteristik Kerosin. Makara, Teknologi, Vol.8, No.1, Hal 36-42, Jakarta.

Jewett, J., W., Serway, A., R., 2010.Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics. California State Polytechnic University-Pamona, Singapore.

8. Sebutkan teknik karakterisasi yang dipakai untuk menentukan atau mempelajari sifat

magnetic dari material, baik secara langsung maupun tak langsung. Beri contoh hasilnya

dan referensinya ?

a. Vibrating Sample Magnetometer (VSM)

Untuk mengukur sifat-sifat magnet tersebut biasanya alat yang digunakan yaitu

Vibrating Sample Magnetometer (VSM), Alat VSM

merupakan salah satu jenis peralatan yang digunakan

untuk mempelajari sifat magnetik bahan. Dengan alat

ini akan diperoleh informasi mengenai besaran-

besaran sifat magnetik sebagai akibat perubahan

medan magnet luar yang digambarkan dalam kurva

histerisis, sifat magnetik bahan sebagai akibat


perubahan suhu, dan sifat-sifat magnetic sebagai fungsi sudut pengukuran atau kondisi

anisotropik bahan.

b. Magnetometer

Magnetometer adalah sebuah instrumen pengukuran yang digunakan untuk dua

tujuan umum - untuk mengukur magnetisasi bahan magnetik seperti feromagnet, atau untuk

mengukur kekuatan dan, dalam beberapa kasus, arah medan magnet pada suatu titik dalam

ruang angkasa (juga dikenal sebagai Gaussmeter atau magnetometer survei)

c. Bartington magnetic susceptibility meter

Bartington magnetic susceptibility meter,untuk pengukuran suseptibilitas

d. Magnetic Susceptibility Balance (MSB)

Pengukuran momen magnet dan pengukuran kerentanan magnetik dilakukan dengan

menggunakan Magnetic Susceptibility Balance (MSB)

e. Permagraph

Permagraph digunakan untuk mengukur kurva histeresis dan kuantitas magnetik

lainnya seperti remanen, koersivitas dan energi produk

maksimum.

Karakteristik yang dipakai untuk menentukan sifat

magnetik material:

Kurva histeresis

Temperatur Kritis (Temperature Curie dan

Temperatur Neel)

Koersivitas (untuk menentukan jenis Soft

Magnetik dan Hard Magnetik)

Perbedaan VSM dengan Bartington Instrument dan Magnetometer

No Aspek Pembeda Instrument

VSM Bartington Magnetometer

1 Jenis Sampel Unsur alam khusus

seperti Ferrofluid dan

Mangan

Partikel halus

atau serbuk

material

Kawasan base

(lingkungan)

2 Ukuran Sampel Nanopartikel Milipartikel

(partikel halus)

Menggunakan

objek

pengukuran

berupa kawasan

tertentu

3 Prinsip Kerja Memanfaatkan getaran

(vibrasi) yang

Pemograman

berdasarkan

Pengukuran

berdasarkan


dihasilkan pickup koil input data dan

sampel

base station

(lokasi dan grid)

di lapangan

4 Objek Ukur Suseptibilitas Magnetik Suseptibilitas

Magnetik

Intensitas

Medan Magnet

5 Aplikasi Fabrikasi komponen,

dianosa medis

Kajian dan

penelitian

material bahan

guano

Eksplorasi

bahan mineral

dan prospeksi

benda-benda

arkeologi

Contohnya:

Vibrating Sample Magnetometer (VSM)

Judul Paper: Synthesis and Properties of Polyaniline/Ferrites Nanocomposit

(PANI/MFe2O4)

Metodologi : - Pembuatan Polianilin (PANI-EB)

- Pembuatan Nanokomposit PANI/MFe2O4

Karakterisasi : Sifat magnet dilakukan dengan menggunakan Vibrating Sample

Magnetometer (VSM) pada temperatur ruang.

Hasil :


Gambar Histeresis loop magnetik nanokomposit PANI/MFe2O4 pada temperatur ruang [3]

Gambar diatas menunjukkan histeresis loop magnetik nanokomposit PANI/MFe2O4

pada temperatur ruang. Loop menunjukkan sifat ferromagnetik pada Gambar 1 (a) dan (b).

Parameter magnetik seperti koersivitas (Hc), magnetisasi saturasi (Ms), magnetisasi

remanance (Mr) pada nanokomposit.

Sumber : http://skripsikimia-s1.blogspot.com/ http://id.wikipedia.org/wiki/Magnetometer http://dytchia.blogspot.com/2011/06/studi-karakterisasi-bahan-magnetik.html http://physics-astronomy.jhu.edu/research-instrumentation/ Elsayed, A., H., Mohy Eldin, M., S., Elazm, Abo., Younes, E., M., Motaweh, H., A.,

2011. Synthesis and Properties of Polyaniline/ferrites Nanocomposites. Int. J. Electrochem Sciences, 6 (2011) 206 221.

tugas 1

Documents