Kereta Magnetic

APLIKAASI MAGNET DALAM DUNIA TEKNIK MESIN

(Kereta Magnetic)

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Magnetic Levitation

Magnetik Levitation (Maglev) adalah singkatan dari Magnetically Levitated Trains  yang dalam terjemahan bebasnya adalah kereta api yang mengambang secara magnetis. Sering juga disebut kerta api magnet. Secara sederhana, kereta maglev adalah kereta tanpa roda yang menggunakan tenaga magnet untuk melayang, menggerakkan, dan mengontrol jalannya kereta. 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, dan

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

2.2  Jenis Teknologi Kereta Maglev

Jerman telah mengembangkan jenis Suspensi Elektromagnetik (EMS) sistem, yang disebut Transrapid. Dalam sistem ini, bagian bawah kereta membungkus sekitar guideway baja. Elektromagnet melekat pada kereta bawah mobil diarahkan ke arah yang guideway, yang levitates kereta sekitar 1 / 3 dari (cm 1) inci di atas guideway dan terus melatih levitated bahkan ketika itu tidak bergerak. Magnet panduan lainnya tertanam dalam tubuh kereta tetap stabil selama perjalanan. Jerman telah menunjukkan bahwa kereta maglev Transrapid dapat mencapai 300 mph.

            Jepang sedang mengembangkan sebuah versi yang bersaing, kereta maglev yang menggunakan suspensi elektrodinamik (EDS) sistem, yang didasarkan pada gaya tolak-menolak magnet. Perbedaan utama antara kereta maglev Jepang dan Jerman adalah kereta api Jepang menggunakan super-cooled, elektromagnet superkonduktor. Jenis elektromagnet dapat menghantarkan listrik bahkan setelah aliran listrik telah dimatikan. Dalam sistem EMS, yang menggunakan elektromagnet standar, kumparan menghantarkan listrik hanya bila listrik mengalir. Dengan mendinginkan kumparan pada temperatur dingin, sistem Jepang menghemat energi. Namun, sistem kriogenik yang digunakan untuk mendinginkan kumparan harganya sangat mahal.

            Ada tiga jenis teknologi maglev:

•             Yang tergantung pada magnet superkonduktivitas atau suspensi elektrodinamik ( EDS system) dikembangkan oleh japan
•             Yang tergantung pada elektromagnetik terkontrol atau suspensi elektromagnetik ( EMS sistem) dikembangkan oleh German
•       Yang terbaru, mungkin lebih ekonomis, menggunakan magnet permanen (Inductrack)

 2.3 Prinsip Kerja Maglev

Hukum Lenz sebagai prinsip dasar Malev

Maglev atau "levitasi magnet" adalah teknik mengangkat objek menggunakan prinsip magnet dalam fisika dasar. Dua kutub magnet yang sama (misalnya, utara-utara atau selatan-selatan) akan tolak-menolak. Sedangkan dua kutub magnet yang berlainan, yaitu utara dan selatan, akan tarik-menarik. Secara umum, pengembangan teknologi maglev bisa dikategorikan dalam dua prinsip itu, yakni gaya tarik dan gaya tolak magnet.

Hukum lenz menyatakan, perubahan fluks magnet dalam ruang yang dikelilingi sistem kawat yang membentuk kumparan tertutup akan mengakibatkan terciptanya medan magnet yang melawan perubahan fluks magnet dalam sitem itu. Hal tersebut terjadi karena alam, dalam hal ini kumparan tertutup itu, ingin mempertahankan kondisi awal fluks magnet yang dimiliki ruang dalam lingkaran kawat tertutup tersebut. Hukum itu juga sering disebut kelembaman magnetik. Hukum tersebut kemudian digunakan menciptakan medan magnet yang cukup besar. Medan magnet itu diperhadapkan dengan medan magnet lain yang akan menciptakan gaya tarik, jika kedua kutub magnet yang berhadapan berlawanan arah atau gaya tolak jika kedua kutub magnet tersebut.

Seperti namanya, prinsip dari kereta api ini adalah memanfaatkan gaya angkat magnetik pada relnya sehingga terangkat sedikit ke atas, kemudian gaya dorong dihasilkan oleh motor induksi Linear. Kereta ini mampu melaju dengan kecepatan sampai 650 km/jam jauh lebih cepat dari kereta biasa. Kereta Maglev mengambang kurang lebih 10 mm di atas rel magnetiknya. Dorongan ke depan dilakukan melalui interaksi antara rel magnetik dengan mesin induksi yang juga menghasilkan medan magnetik di dalam kereta (lihat gambar).

                                                                 

                                                                

Gambar  Prinsip Kerja Maglev

Kumparan magnet berjalan di sepanjang trek, disebut guideway, repels magnet besar di kereta bawah mobil, yang memungkinkan kereta untuk melayang antara 0,39 dan 3,93 inci  (1 sampai 10 cm) di atas relnya. Setelah kereta yang levitated, listrik dipasok ke kumparan di dalam dinding guideway untuk menciptakan sebuah sistem unik medan magnet yang menarik dan mendorong kereta sepanjang guideway. Arus listrik yang dipasok ke kumparan di dinding guideway terus bolak mengubah polaritas kumparan magnet. Perubahan polaritas menyebabkan medan magnet di depan kereta untuk menarik kendaraan ke depan, sementara medan magnet di belakang kereta menambahkan dorongan lebih maju.

Gambar.  Komponen Maglev

Kereta Maglev mengapung di atas bantalan udara, menghilangkan gesekan. Kereta maglev bisa bergerak di karenakan di bagian bawah masing-masing kaki kereta maglev ada 2 bagian magnet yaitu magnet penyokong (support magnet) adalah magnet yang menarik kereta agar mengambang dan menggerakkannya sedangkan di bagian sisi-sisinya adalah magnet penuntun (guidance magnet) menjaga kereta tetap di jalur rel. Magnet penyokong dan penuntun ini di pasang pada kedua sisi sepanjang kaki kereta dan sistem kontrol elektronik memastikan kereta melayang di ketinggian 10mm dengan stabil.

Gambar.  Karakteristik Maglev

2.4  Kelebihan dan Kekurangan Maglev

Kelebihan utama dari kereta ini adalah kemampuannya yang bisa melayang di atas rel, sehingga tidak menimbulkan gesekan. Konsekuensinya, secara teoritis tidak akan ada penggantian rel atau roda kereta karena tidak akan ada yang aus (biaya perawatan dapat dihemat). Keuntungan sampingan lainnya adalah tidak ada gaya resistansi akibat gesekan. Gaya resistansi udara tentunya masih ada. Untuk itu dikembangkan lagi Kereta Maglev yang lebih aerodinamis. Dikarenakan bentuk dan kecepatan kereta yang fantastis ini, kebisingan (suara) yang ditimbulkan disaat kereta ini bergerak hampir sama dengan sebuah pesawat jet, dan di perhitungkan lebih mengganggu daripada kereta konvensional. Sebuah studi membuktikan suara yang ditimbulkan oleh kereta meglev dengan kereta konvensional biasa lebih bising sekitar 5dB yaitu 78% nya. Kekurangan lain kereta ini adalah di mahalnya investasi terutama pengadaan relnya.

Perbedaan mendasar antara MAGLEV dengan kereta konvensional biasa adalah :

·         Maglev tidak memiliki mesin seperti kereta konvensional biasanya yang
menggunakan mesin untuk membuat bergerak.

·         Maglev tidak menggunakan bahan bakar untuk bergerak tetapi
menggunakan magnetic rel.

·         Maglev tidak menggunakan mesin.