Elektromagnet vs Magnet Permanen | Perbedaan Kunci Dijelaskan

Elektromagnet vs. Magnet Permanen: Memahami Perbedaan Utama

Elektromagnet dan magnet permanen adalah dua jenis utama bahan yang menunjukkan sifat magnetik. Meskipun keduanya menghasilkan medan magnet, cara produksi medan ini berbeda secara fundamental.

Elektromagnet hanya menghasilkan medan magnet ketika arus listrik mengalir melaluinya. Sebaliknya, magnet permanen secara inheren menghasilkan medan magnet yang persisten setelah dimagnetis, tanpa memerlukan sumber daya eksternal apapun.

Apa Itu Magnet?

Magnet adalah bahan atau objek yang menghasilkan medan magnet—medan vektor yang memberikan gaya pada bahan magnetik lain dan muatan listrik yang bergerak. Medan ini ada baik di dalam magnet maupun di ruang sekitarnya. Kekuatan medan magnet diwakili oleh kepadatan garis medan magnet: semakin dekat garis-garis tersebut, semakin kuat medannya.

Magnet memiliki dua kutub—utara dan selatan. Kutub yang sama tolak-menolak, sementara kutub yang berlawanan tarik-menarik. Perilaku dasar ini mengatur interaksi magnetik.

Di bawah ini, kita akan menjelajahi perbedaan utama antara elektromagnet dan magnet permanen lebih rinci.

Definisi Elektromagnet

Elektromagnet adalah jenis magnet di mana medan magnet dihasilkan oleh arus listrik. Biasanya dibangun dengan memutar gulungan kawat konduktif (sering kali tembaga) di sekitar inti feromagnetik lunak, seperti besi.

Ketika arus listrik melewati gulungan, medan magnet tercipta di sekitar kawat. Inti meningkatkan medan ini, menjadi magnetis sementara. Kekuatan dan polaritas medan magnet bergantung pada magnitudo dan arah arus.

Karena medan magnet hanya ada saat arus mengalir, elektromagnet dianggap sebagai magnet sementara. Setelah arus dimatikan, medan magnet runtuh, dan inti kehilangan sebagian besar magnetismenya.

Keterkontrolan ini membuat elektromagnet sangat serbaguna. Mereka sering disebut sebagai magnet terkontrol karena kekuatannya dapat disesuaikan dengan mengubah arus, dan polaritasnya dapat dibalik dengan mengubah arah arus.

Medan magnet dalam elektromagnet muncul dari interaksi arus di putaran-putaran gulungan yang bersebelahan. Arah medan yang dihasilkan mengikuti aturan tangan kanan, dan gaya antara konduktor disebabkan oleh interaksi medan magnet individunya.

Aplikasi Umum: Motor listrik, relai, mesin MRI, speaker, dan sistem pengangkatan industri.

Definisi Magnet Permanen

Magnet permanen dibuat dari bahan feromagnet keras yang mempertahankan magnetismenya setelah dimagnetis selama proses manufaktur. Berbeda dengan elektromagnet, magnet permanen tidak memerlukan sumber daya eksternal untuk mempertahankan medan magnetnya.

Jenis umum magnet permanen termasuk:

• Alnico (Aluminium-Nikel-Kobalt)

• Neodimium (NdFeB – Neodimium-Besi-Boron)

• Ferrit (Keramik)

• Samarium Kobalt (SmCo)

Bahan-bahan ini dipilih karena koersivitas dan remanensinya yang tinggi, memungkinkan mereka untuk menahan demagnetisasi dan mempertahankan medan magnet yang kuat dalam jangka waktu lama.

Bagaimana Cara Magnet Permanen Menghasilkan Medan Magnet Sendiri?

Semua bahan feromagnetik mengandung wilayah kecil yang disebut domain magnet, di mana momen magnet atom berada dalam satu arah. Dalam keadaan tidak dimagnetis, domain-domain ini menunjuk ke arah acak, saling mencoret, sehingga tidak ada medan magnet bersih.

Untuk membuat magnet permanen:

• Bahan tersebut terkena medan magnet eksternal yang sangat kuat.

• Secara bersamaan, bahan tersebut dipanaskan hingga suhu tinggi (di bawah titik Curie-nya), memungkinkan domain untuk bergerak lebih bebas.

• Saat bahan mendingin dalam kehadiran medan eksternal, domain-domain tersebut berbaris sejajar dengan medan yang diterapkan dan menjadi "terkunci" di tempat.

• Setelah dingin, bahan tersebut mempertahankan perataan ini, mencapai saturasi magnetik dan menjadi magnet permanen.

Proses ini memastikan bahwa medan magnet dari domain-domain saling memperkuat daripada saling mencoret, menghasilkan medan magnet bersih yang kuat dan persisten.

Demagnetisasi

Magnet permanen dapat kehilangan magnetismenya jika terkena:

• Suhu tinggi (terutama di atas temperatur Curienya),

• Medan magnet lawan yang kuat,

• Guncangan fisik atau getaran (pada beberapa bahan).

Kondisi-kondisi ini dapat mengganggu domain-domain yang berbaris, menyebabkan mereka kembali ke orientasi acak dan mengurangi atau menghilangkan medan magnet bersih.

Aplikasi Umum: Motor listrik, generator, sensor, kupon magnet, magnet lemari es, dan headphone.

Kesimpulan

Elektromagnet dan magnet permanen masing-masing memiliki keuntungan unik berdasarkan prinsip kerja mereka. Elektromagnet menawarkan keterkontrolan, kekuatan tinggi sesuai permintaan, dan reversibilitas, menjadikannya ideal untuk aplikasi dinamis. Magnet permanen memberikan medan magnet konstan, bebas perawatan, cocok untuk desain yang ringkas dan hemat energi.

Pilihan antara keduanya tergantung pada persyaratan spesifik aplikasi, termasuk ketersediaan daya, kebutuhan kontrol, lingkungan operasi, batasan ukuran, dan biaya. Memahami perbedaan mereka memungkinkan insinyur dan desainer untuk memilih solusi magnet yang paling tepat untuk kebutuhan mereka.