Permeansi: Definisi Satuan & Koefisien

Bidang: Listrik Dasar

Electrical Engineer

10Year<

China

Apa itu Permeansi?

Permeansi didefinisikan sebagai ukuran kemudahan dengan mana fluks magnetik dapat diterima melalui suatu material atau sirkuit magnetik. Permeansi adalah kebalikan dari reluktansi. Permeansi berbanding lurus dengan fluks magnetik dan dinotasikan dengan huruf P.

$Permeansi (P) = \frac {1} {Reluktansi(S)}$

$\begin{align*} P = \frac {\phi} {NI} \ Wb/AT \end{align*}$

Dari persamaan di atas kita dapat menyimpulkan bahwa jumlah fluks magnetik untuk sejumlah ampere-putaran tergantung pada permeansi.

Dalam hal permeabilitas magnetik, permeansi diberikan oleh

$\begin{align*} P = \frac {\mu_0 \mu_r A} {l} = \frac {\mu A} {l} \end{align*}$

Dimana,

$\mu_0$ = Permeabilitas ruang bebas (vakum) = $4\pi * 10^-^7$ Henry/meter
$\mu_r$ = Permeabilitas relatif bahan magnetik
$l$ = Panjang jalur magnet dalam meter
$A$ = Luas penampang dalam meter persegi ( $m^2$ )

Dalam rangkaian listrik, konduktansi adalah tingkat di mana suatu objek menghantar listrik; demikian pula, permeansi adalah tingkat di mana fluks magnet menghantar dalam rangkaian magnet. Oleh karena itu, permeansi lebih besar untuk penampang yang lebih besar dan lebih kecil untuk penampang yang lebih kecil. Konsep permeansi dalam rangkaian magnet ini mirip dengan konduktansi dalam rangkaian listrik.

Reluktan vs Permeansi

Perbedaan antara reluktan dan permeansi telah dibahas dalam tabel di bawah ini.

Reluktan	Permeansi
Reluktan menentang produksi fluks magnetik dalam rangkaian magnetik.	Permeansi adalah ukuran kemudahan dengan mana fluks magnetik dapat dibentuk dalam rangkaian magnetik.
Dilambangkan dengan S.	Dilambangkan dengan P.
$Reluctance =\frac{m.m.f}{flux} = \frac{NI}{\phi}$	$Permeance = \frac {flux}{m.m.f} =\frac {\phi}{NI}$
Satuan reluktan adalah AT/Wb atau 1/Henry atau H-1.	Satuan permeansi adalah Wb/AT atau Henry.
Reluktan setara dengan hambatan dalam rangkaian listrik.	Permeansi setara dengan konduktansi dalam rangkaian listrik.
Reluktan bertambah dalam rangkaian magnetik seri.	Permeansi bertambah dalam rangkaian magnetik paralel.

Satuan Permeansi

Satuan permeansi adalah Weber per ampere-turns (Wb/AT) atau Henry.

Fluks Magnetik Total (ø) dan Permeansi (P) dalam Sirkuit Magnetik

Fluks magnetik diberikan oleh

(1)

$\begin{equation*} \phi = \frac{m.m.f(F)}{Reluctance(S)} \end{equation*}$

tetapi $Permeance(P) = \frac{1}{Reluctance(S)}$

Dengan menggunakan hubungan ini ke dalam persamaan (1) kita mendapatkan,

(2)

$\begin{equation*} \phi = f * P \end{equation*}$

Sekarang, fluks magnet total yaitu $\phi_t$ untuk seluruh rangkaian magnet adalah jumlah dari fluks celah udara yaitu $\phi_g$ dan fluks bocor yaitu $\phi_l$ .

(3)

$\begin{equation*} \phi_t = \phi_g + \phi_l \end{equation*}$

Seperti yang kita tahu bahwa permeansi untuk rangkaian magnet diberikan oleh

(4)

$\begin{equation*} P = \frac{\mu A}{l} \end{equation*}$

Dari persamaan (4), kita dapat mengatakan bahwa semakin besar luas penampang dan permeabilitas, serta semakin pendek panjang jalur magnet, maka semakin besar permeansi (yaitu semakin kecil reluktansi atau resistensi magnet).

Sekarang permeansi yaitu Pt untuk seluruh rangkaian magnetik adalah jumlah dari permeansi celah udara yaitu Pg dan permeansi kebocoran yaitu Pf yang disebabkan oleh fluks magnetik kebocoran ( $\phi_l$ ).

(5)

$\begin{equation*} P_t = P_g + P_f \end{equation*}$

Ketika terdapat lebih dari satu ruang celah udara dalam jalur magnet, permeansi total dinyatakan sebagai jumlah dari permeansi celah udara dan permeansi kebocoran setiap ruang jalur magnet yaitu $P_f = P_f_1 + P_f_2 + P_f_3 + ..................... + P_f_n$ .

Oleh karena itu, permeansi total adalah

(6)

$\begin{equation*} P_t = P_g + P_f = P_f_1 + P_f_2 + P_f_3 + ..................... + P_f_n \end{equation*}$

Hubungan Antara Permeansi dan Koefisien Kebocoran

Koefisien kebocoran adalah rasio dari fluks magnetik total yang dihasilkan oleh magnet dalam rangkaian magnetik terhadap fluks celah udara. Ini dinyatakan dengan $\sigma$ .

(7)

$\begin{equation*} \sigma = \frac{\phi_t}{\phi_g} \end{equation*}$

Dari persamaan (2) yaitu $\phi = f * P$ , masukkan ini ke dalam persamaan (7) kita dapat,

(8)

$\begin{equation*} \sigma = \frac{\phi_t}{\phi_g} = \frac{f_t * P_t} {f_g * P_g} \end{equation*}$

Sekarang dalam persamaan (8) rasio $\frac{f_t}{f_g}$ adalah koefisien kerugian gaya magnetik yang mendekati 1 dan Pt = Pg + Pf , Masukkan ini ke dalam persamaan (8) kita dapatkan,

$\begin{equation*} \sigma = \frac{P_g + P_f}{P_g}= 1 + \frac{P_f}{P_g} \end{equation*}$

Sekarang untuk lebih dari satu ruang celah udara dalam jalur magnetik, koefisien bocor diberikan oleh,

(10)

$\begin{equation*} \sigma = 1 + \frac{P_f_1 + P_f_2 + P_f_3+ ........................... + P_f_n}{P_g} \end{equation*}$

Persamaan di atas menunjukkan hubungan antara permeabilitas dan koefisien bocor.

Koefisien Permeabilitas

Koefisien permeansi didefinisikan sebagai rasio densitas fluks magnetik terhadap kekuatan medan magnet pada kemiringan operasi dari kurva B-H.

Ini digunakan untuk mengekspresikan "titik operasi" atau "kemiringan operasi" magnet pada garis beban atau kurva B-H. Dengan demikian, koefisien permeansi sangat berguna dalam mendesain rangkaian magnetik. Koefisien ini dilambangkan dengan PC.

$\begin{align*} P_C = \frac {B_d}{H_d} \end{align*}$

Dimana,

$B_d$ = Densitas fluks magnetik pada titik operasi kurva B-H
$H_d$ = Kekuatan medan magnet pada titik operasi kurva B-H

Pada grafik di atas, garis lurus OP yang melewati titik asal dan $B_d$ dan $H_d$ pada kurva B-H (juga disebut sebagai kurva demagnetisasi) disebut garis permeansi dan kemiringan garis permeansi adalah koefisien permeansi PC.

Untuk magnet tunggal, yaitu ketika tidak ada magnet permanen lainnya (bahan magnet keras) atau bahan magnet lunak ditempatkan di dekatnya, kita dapat menghitung koefisien permeansi PC dari bentuk dan dimensi magnet. Oleh karena itu, kita dapat mengatakan bahwa koefisien permeansi adalah ukuran kinerja untuk magnet.

Apa Itu Satuan Permeansi?

Koefisien permeansi PC diberikan oleh

(11)