PENERAPAN GAYA MAGNET PADA KERETA MEGLEV

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS JEMBER

2016

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena dengan pertolonganNya kami dapat menyelesaiakan makalah ini. banyak rintangan dan hambatan yang kami alami dalam proses pengerjaannya, tapi kami berhasil menyelesaikannya dengan baik.

Makalah ini disusun agar pembaca dapat memperluas ilmu tentang penerapan gaya magnet dalam kehidupan sehari-hari terutama dalam bidang teknologi, yang kami sajikan berdasarkan pengamatan dari berbagai sumber. Makalah ini di susun oleh kami dengan berbagai rintangan. Baik itu yang datang dari diri kami maupun yang datang dari luar. Namun dengan penuh kesabaran dan terutama pertolongan dari Tuhan akhirnya makalah ini dapat terselesaikan.

Makalah ini mengupas tentang “Penerapan Gaya Magnet pada Kereta Maglev” yang ternyata peran gaya magnet sangatlah berguna bagi berlangsungnya kehidupan manusia khususnya dalam bidang teknologi, tepatnya transpormasi. Untuk itu, makalah ini dibuat untuk memberitahu pembaca secara langsung bagaimana peranan magnet pada kereta Maglev sehingga bisa menjadi penunjang utama alat transpormasi yang akan kami jelaskan secara rinci dan sistematis. Walaupun makalah ini kurang sempurna dan memerlukan perbaikan tapi juga memiliki detail yang cukup jelas bagi pembaca.

Kami juga mengucapkan terima kasih kepada beberapa pihak yang telah rela meluangkan waktu untuk membimbing Kami agar dapat mengerti tentang bagaimana cara menyusun karya tulis ilmiah yang baik dan sesuai kaidah.

Semoga makalah ini dapat memberikan pengetahuan yang lebih luas kepada pembaca. Walaupun makalah ini memiliki kelebihan dan kekurangan. Kami membutuhkan kritik dan saran dari pembaca yang membangun. Terima kasih.

Tim Penyusun

DAFTAR ISI

KATA PENGANTARi

DAFTAR ISIii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang1

1.2 Rumusan Masalah1

1.3 Tujuan2

BAB II PEMBAHASAN

2.1 Mengenal Kereta Api Meglev3

2.2 Penggunaan Magnet Permanen pada Kereta Maglev10

2.2.1 Magnet dalam Al Quran10

2.2.2 Magnet dalam kehidupan sehari-hari 10

2.2.3 Magnet Permanen12

2.2.4 Kereta Maglev, Aplikasi dari Magnet Permanen12

2.2.5 Indutrack dan Magnet Permanen14

2.2.6 Penggunaan Magnet pada Kereta Api Maglev14

2.2.7 Jenis-jenis magnet15

2.2.8 Medan Magnet16

2.2.9 Sifat-Sifat Magnet16

2.2.10 Bahan & Cara Pembuatan Magnet17

BAB III PENUTUP

3.1 Kesimpulan20

3.2 Saran21

DAFTAR PUSTAKA22

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari-hari semua manusia tidak terlepas dari adanya transportasi. Transportasi dapat membantu segala macam kegiatan manusia. Dengan transportasi manusia dapat nencapai suatu tempat dengan singkat. Dengan transportasi pula segala kebutuhan akan sandang, papan dan papan pun terbantu olehnya. Begitu banyaknya manfaat dari transportasi, menggugah manusia untuk lebih berpikir kreatif untuk menciptakan suatu system transportasi yang efektif dan efisien. Berbagai penemuan transportasi berkembang sejalan dengan berkembangnya jaman.

Salah satu sistem transportasi yang berkembang dengan pesat yaitu kereta api. Sejarah perkeretaapian sama seperti sejarah alat transportasi umumnya yang diawali dengan penemuan roda. Mulanya dikenal kereta kuda yang hanya terdiri dari satu kereta, kemudian dibuatlah kereta kuda yang menarik lebih dari satu rangkaian serta berjalan di jalur tertentu yang terbuat dari besi atau rel, yang dinamakan sepur. Ini digunakan khususnya di daerah pertambangan tempat terdapat lori yang dirangkaikan dan ditarik dengan tenaga kuda.namun sekarang kerta api menggeser peranan kereta kuda yang sebagai sarana transportasi berabad-abad lamanya. Salah satu Kereta yang digunakan pada zaman sekarang yaitu Kereta Maglev. Kerteta yang system kerjanya menggunakan magnet. Berbagai inovasi – inovasi bar uterus dikembangkan terutama dibidang transportasi.

1.2 Rumusan Masalah

1.2.1 Apa saja teknologi yang dipakai pada Kereta Maglev?

1.2.2 Bagaimana cara kerja Kereta Maglev?

1.2.3 Apa kelebihan Kereta Maglev?

1.2.4 Apa kekurangan Kereta Maglev?

1.2.5 Bagaimana penggunaan magnet permanen pada Kereta Maglev?

1.2.6 Bagaimana penggunaan magnet pada Kereta Maglev?

1.2.7 Bagaimana medan magnet pada Kereta Maglev?

1.2.8 Bagaimana sifat-sifat magnet?

1.2.9 Bagaimana bahan dan cara pembuatan magnet?

1.3 Tujuan

1.3.1 Untuk mengetahui apa saja teknologi yang dipakai pada Kereta Maglev

1.3.2 Untuk mengetahui bagaimana cara kerja Kereta Maglev

1.3.3 Untuk mengetahui apa kelebihan Kereta Maglev

1.3.4 Untuk mengetahui apa kekurangan Kereta Maglev

1.3.5 Untuk mengetahui bagaimana penggunaan magnet permanen pada Kereta Maglev

1.3.6 Untuk mengetahui bagaimana penggunaan magnet pada Kereta Maglev

1.3.7 Untuk mengetahui bagaimana medan magnet pada Kereta Maglev

1.3.8 Untuk mengetahui bagaimana sifat-sifat magnet

1.3.9 Untuk mengetahui bahan dan cara pembuatan magnet

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Mengenal Kereta Api Meglev

Di Indonesia, terdapat lebih dari 300 rangkaian kereta api baik barang maupun penumpang, yang tiap harinya hilir mudik di jalur kereta api di pulau Jawa dan Sumatra. Kereta api umumnya digerakkan oleh tenaga diesel. Sebelum adanya lokomotif bertenaga diesel, kereta api menggunakan tenaga mesin uap. Akan tetapi kereta api ini saat ini hanya ada di Indonesia untuk kereta wisata di Ambarawa dan Solo. Di wilayah Jabodetabek, juga terdapat rangkaian kereta api yang digerakkan oleh tenaga listrik, kereta ini diberi nama Comuter Line Jabodetabek.

Ternyata, selain digerakkan oleh uap air pada zaman dahulu ataupun  diesel dan listrik untuk kereta api saat ini, terdapat juga kereta api yang digerakkan oleh tenaga magnet. Kereta ini disebut  Kereta Maglev, atau singkatan dari MAGnetic LEVitated trains, yang terjemahan bebasnya adalah kereta api yang mengambang secara magnetis. Sering juga disebut kereta api magnet.

Negara-negara maju yang sudah pernah mengoperasikan kereta magnet ini adalaH Jerman, Inggris, Perancis, USA, dan Jepang, juga Negara maju baru yaitu China. Akan tetapi karena mahalnya ongkos pembuatan relnya, kereta magnet ini baru dioperasikan secara komersil di Shanghai China dan Tokyo Jepang.

Sesuai dengan namanya, cara kerja kereta magnet ini menggunakan prinsip gaya angkat dari magnet. Kereta ini tidak menggunakan roda yang berjalan diatas kereta seperti pada umumnya, akan tetapi posisi catokan terangkat 10mm dari rel, kemudian gerak kereta ini dihasilkan dari daya dorong oleh motor induksi.

Maglev (Magnetically Levitated Trains) atau kereta api yang mengambang secara magnetis.

Gambar kereta api Meglev

Maglev atau letivasi magnet adalah teknik mengangkat objek menggunakan prinsip magnet dalam Fisika Dasar. Dua kutub magnet yang sama akan tolak menolak dan yang berbeda akan tarik menarik.

Kereta Maglev dapat bergerak dikarenakan dibagian 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 dibagian 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 control elektronik memastikan kereta melayang. 

Kereta Maglev mengambang kurang lebih 10 cm diatas rel magnetiknya. Dorongan ke depan dilakukan melalui interaksi antara rel magnetik dengan dengan mesin induksi yang juga menghasilkan medan magnetic di dalam kereta. Dengan tidak adanya gesekan dengan rel ini menyebabkan kecepatan setinggi itu bisa dicapai. Selain itu juga suara di dalamnya juga jadi sangat tenang. Jepang merupakan Negara yang maju dalam bidang teknologi, Jepang adalah penguasa terdepan teknologi untuk kereta api super cepat di dunia. Kereta Jepang Shinkansen melayang 10 cm (3,9 in) diatas relnya. Shinkansen menggunakan rodanya hingga mencapai kecepatan 100 km/jam (62 mph) sebelum dia benar-benar melayang. Pada kecepatan tertentu, helium encer yang sangat dingin digunakan untuk meminimalkan kehilangan energi pada bidang maknit. Sedangkan jenis yang dibuat di Eropa menggunakan maknit biasa, tetapi membuatnya lebih cepat melayangSistem kendali pada Shinkansen MLX01 Maglev menggunakan sistem synchronous motor (LSM). Sistem ini diperlukan untuk memasok listrik ke koil pada rel sehingga membuat kereta melayang setinggi 10 cm diatas permukaan rel. Pada kerete Maglev sistem yang digunakan adalah tenaga elektromaknit antara maknit superkondukting pada badan kereta dengan koil pada bantalan rel. Pada saat maknit melewati dengan kecepatan tinggi, sebuah daya listrik muncul pada koil, yang mengakibatkan terjadinya medan elektromaknit sementara. Hasilnya, terjadi dua tenaga, yang saling mendorong dan menarik maknit superkondukting sehingga kereta melayang diatas bantalan rel. Daya ini pula menyebabkan kereta dapat melaju dengan kecepatan sangat tinggi.

Kereta maglev ketika bergerak dan mengerem di kendalikan oleh sistem SLLMotor. Motor ini tidak terdapat dalam kereta maglev melainkan di relnya sendiri. Fungsinya sama seperti seperti motor rotasi elektronik yg umum hanya saja lilitan dari motor di rubah menjadi bagian dari rel sementara magnet dari motor menjadi bagian dari kereta magnet. Medan magnetik yg menggerakkan kereta magnet dihasilkan oleh lilitan di rel.

Kereta maglev saat berpindah jalur rel menggunakan sistem perpindahan jalur rel baja yang bisa melengkung (bendable steel switches system). Pada saat menikung kereta maglev bisa mencapai kecepatan 200km/jam dan 300-400km/jam ketika bergerak lurus. 

Terdapat tiga teknologi yang dipakai di kereta Maglev ini, yaitu :

1. Suspensi Elektrodinamik

Yaitu posisi kereta tergantung pada magnet elektrodinamik.

2. Suspensi Elektrodinamik

Yaitu posisi kereta tergantung oada elektromagnetik terkontrol.

3. Inductrack

Yaitu menggunakan magnet permanen dan diyakini lebih ekonomis disbanding teknologi sebelumnya.

JR-Maglev

Pada awal perancangannya, kereta magnet ini hanya dirancang untuk kereta dalam kota dengan kecepatan maksimal 60 km/jam. Namun, dalam uji coba dan pengembangannya, kereta ini mampu meluncur hingga 400 km/jam, hampir setara dengan kecepatan kereta api tercepat didunia Shinkansen, yaitu 581 Km/jam.

Berikut ini adalah gambar-gambar kereta Maglev

Kereta Maglev di Jerman

Birmingham International Maglev

Maglev Transrapid di Shanghai

Terdapat dua cara kerja yang dikembangkan pada kereta maglec ini, yang pertama adalah  Electromagnetic Suspension, atau disingkat EMS. Cara kerja ini dikembangkan oleh para ilmuan Jerman. Cara kerja ems yaitu mengambang/menaikkan kereta dari rel setinggi 10 mm dengan menggunakan magnet listrik biasa dari jalur rel. akan tetapi cara ini membuat jarak kereta dan rel kurang stabil, sehingga harus selalu dikontrol. Selain itu ketika daya magnet berkurang, kereta bisa turun dan bergesekan dengan rel kereta.

Cara kerja yang kedua adalah dengan menggunakan electrodynamic suspension atau disingkat EDS. Cara kerja EDS yaitu dengan menggunakan tenaga magnet superkonduktor, tenaga ini mampu mengangkat kereta hingga ketinggian 100-150 mm. cara ini terbukti lebih stabil disbanding dengan cara EMS. Daya angkat yang dihasilkan tidah hanya melalui Guideaway, akan tetapi juga dari kereta itu sendiri. Magnet superkonduktor harus selalu didinginkan untuk menjaga kualitas magnet itu.

Dalam keadaan berhenti, kereta tidak terangkat, kereta baru terangkat ketika magnet superkonduktor dinyalakan, kemudian didalamnya terdapat sensor yang mengatur posisi kereta agar tepat berada di tengah jalur guideway yang kemudian akan dikunci oleh system , dan ini yang membuat teknologi ini lebih stabil, sebab kereta akan tetap melayang dan tidak bergesekan dengan rel. magnet superkonduktor pada dinding rel akan membuat gaya menarik dan mendorong, gaya inilah yang membuat kereta terus melaju.

Adapun kelebihan dan kekurangan dari kereta maglevi di:Jepang merupakan Negara yang maju dalam bidang teknologi, Jepang adalah penguasa terdepan teknologi untuk kereta api super cepat di dunia. Kereta Jepang Shinkansen melayang 10 cm (3,9 in) diatas relnya. Shinkansen menggunakan rodanya hingga mencapai kecepatan 100 km/jam (62 mph) sebelum dia benar-benar melayang. Pada kecepatan tertentu, helium encer yang sangat dingin digunakan untuk meminimalkan kehilangan energi pada bidang maknit. Sedangkan jenis yang dibuat di Eropa menggunakan maknit biasa, tetapi membuatnya lebih cepat melayangSistem kendali pada Shinkansen MLX01 Maglev menggunakan sistem synchronous motor (LSM). Sistem ini diperlukan untuk memasok listrik ke koil pada rel sehingga membuat kereta melayang setinggi 10 cm diatas permukaan rel. 

Pada kereta Maglev sistem yang digunakan adalah tenaga elektromaknit antara maknit superkondukting pada badan kereta dengan koil pada bantalan rel. Pada saat maknit melewati dengan kecepatan tinggi, sebuah daya listrik muncul pada koil, yang mengakibatkan terjadinya medan elektromaknit sementara. Hasilnya, terjadi dua tenaga, yang saling mendorong dan menarik maknit superkondukting sehingga kereta melayang diatas bantalan rel. Daya ini pula menyebabkan kereta dapat melaju dengan kecepatan sangat tinggi.

Kereta maglev ketika bergerak dan mengerem di kendalikan oleh sistem SLLMotor. Motor ini tidak terdapat dalam kereta maglev melainkan di relnya sendiri. Fungsinya sama seperti seperti motor rotasi elektronik yg umum hanya saja lilitan dari motor di rubah menjadi bagian dari rel sementara magnet dari motor menjadi bagian dari kereta magnet. Medan magnetik yg menggerakkan kereta magnet dihasilkan oleh lilitan di rel.

Kereta maglev saat berpindah jalur rel menggunakan sistem perpindahan jalur rel baja yang bisa melengkung (bendable steel switches system). Pada saat menikung kereta maglev bisa mencapai kecepatan 200km/jam dan 300-400km/jam ketika bergerak lurus.

Kelebihan utama dari kereta ini adalah kemampuannya yang bisa melayang di atas rel, sehingga tidak menimbulkan gesekan. Kereta Maglev dapat melayang kurang lebih 10mm di atas rel magnetiknya. Dorongan ke depan dilakukan melalui interaksi antara rel magnetik dengan mesin induksi yang juga menghasilkan medan magnetik di dalam kereta. Akibat hal tersebut, 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.

Akan tetapi jaman dan teknologi terus berkembang, kereta magnet ini tentu membuat suatu terobosan baru untuk membuat energy ramah lingkungan, ditengah semakin langkanya bahan bakar fosil yang terus dikuras dari perut bumi. Hanya tinggal menunggu waktu.

2.2 Penggunaan Magnet Permanen pada Kereta Maglev

2.2.1 Magnet dalam Al Quran

Magnet atau besi berani dalam bahasa tradisionalnya adalah biji besi yang memiliki sifat menarik dan memantulkan partikel partikel besi dan logam lain jika dia berada dalam jangkauan daya magnetismenya atau dalam jangkauan gravaton jika dalam bahasa kimianya.

di dalam al-quranul karim pada surat al hadid ( besi ) di sirat kan satu arti ” dan AKU turunkan besi dengan segala manfaatnya “,kata di turunkan yg tertera dalam alquran dapat kita pahami bahwa besi  itu bukan berasal dari bumi,menurut tafsir dan penelitian oleh para ahli gravitasi dan profesor antropology angkasa luar,bahwa biji besi terdapat pada salah satu planet yang sangat panas di luar angkasa,panasnya salah satu benda angkasa ini menyebabkan kelebihan muatan proton sehingga terjadi ledakan yang sangat dahsyat yang mementalkan dan berhamburanlah isi dari salah satu planet tadi yang berupa biji biji besi ke berbagai ruang demensi alam raya.

Oleh karena bumi kita memiliki medan magnet inti yang memiliki daya gravitasi dan juga daya ” raj’i”(memantulkan) lihat surat at thariq ayat 11 maka biji biji besi tadi tertarik ke arah bumi,sehingga menjadi bahan mentah yang tersimpan pada setiap partikel bumi,pengetahuan antariksa ini telah tertulis di alquran jauh sebelum para peneliti ruang angkasa menemukan teory kejadian besi ini,selain itu dalam kaji besi pada ilmu ilmu ghaib di jelaskan asal muasal besi awalnya juga berasal bukan dari bumi tapi di turunkan atau di tancapkan boleh juga di buang oleh jibril ke bumi di sebabkan besi yang di tancapkannya kepada tubuh adam berlebih sejengkal sehingga sampai di bumi besi tadi menjadi biji besi yang sekarang ada dan di manfaat kan oleh manusia untuk berbagai senjata dan peralatan canggih.

2.2.2 Magnet dalam kehidupan sehari-hari

Di antara kita pasti pernah menemukan lempeng logam keras yang dikenal dengan magnet. Benda tersebut dapat menarik potongan besi, paku, peniti, dan berbagai benda lain yang terbuat dari besi. Lempengan logam ini ternyata dikelilingi oleh sebuah efek seperti efek halo (lingkaran cahaya di sekeliling matahari atau bulan) yang dikenal dengan medan magnet. Potongan besi atau benda-benda lain yang terbuat dari besi akan tertarik oleh magnet saat benda-benda tersebut berada di dekat medan magnet. Benda istimewa ini dapat kita temukan dalam berbagai ukuran dan bentuk pada banyak peralatan yang kita gunakan sehari-hari. Kita dapat menemukannya pada mainan di mana mainan tersebut dapat menarik atau menolak yang lainnya. Magnet bertindak sebagai penggera listrik di mana benda tersebut mengalami gaya rotasi di bawah pengaruh arus listrik. Sebuah magnet membentuk kerangka dasar dari speaker radio atau Televisi dan pesawat penerima pada telepon. Pada hal tersebut, magnet membantu mengubah energi arus listrik menjadi suara. Selain itu, kita dapat menemukan logam istimewa ini pada pinggir-pinggir pintu lemari es di mana magnet digunakan agar pintu lemari es tertutup rapat.

Alam semesta juga memiliki magnet dan sifat kemagnetannya dengan berbagai cara. Bumi kita bertindak sebagai sebuah magnet yang besar namun lemah dan sifat-sifat kemagnetan bumi ini berpengaruh besar pada kompas sebagai penunjuk arah. Mengapa bumi ini sendiri, matahari, bintang-bintang yang dapat kita lihat di malam hari, dan planet-planet juga bertindak sebagai planet besar yang menghamburkan medan magnetnya dengan jarak jauh ke seluruh alam semesta. Dengan kata lain, kita selalu berada di bawah pengaruh medan magnet yang bertindak bersama-sama tanpa mengizinkan kita untuk mengetahuinya. Sangat mengejutkan bukan. Medan magnet tersebut mempengaruhi gerakan-gerakan seluruh makhluk di bumi. Tidak hanya sejumlah cacing, tetapi juga manusia. Manusia dan makhluk hidup lainnya memiliki medan magnetnya masing-masing yang beragam intensitasnya – otak manusia memproduksi medan magnet yang sangat kuat – dan kedua medan magnet tersebut saling berpengaruh satu sama lain. Dengan cara ini, bumi, matahari, bintang-bintang, dan planet-planet telah mempengaruhi otak kita yang mengatur tubuh secara sesuaiPemanfaatan bahan magnet sangat besar sekali dalam dunia industri, hampir semua barang-barang elektronika menggunakan bahan magnet. Pada bidang industri, misalnya pada sebuah kendaraan lebih dari sepuluh komponennya menggunakan bahan magnet, kita ambil contoh bahan-bahan magnet yang digunakan pada kendaraan misalnya stater motor, alternator, engineeexhaust brake actuator dan engine shut down alternator, windows wippers, winsscreen wipers, windscreen washers, Air blower fan , Electric Horn dan lain sebagainya. Selain itu bahan magnet juga banyak digunakan untuk spindle motor (CD-ROM), steper motor ( VCR, Printer) dan jenis brush motor ( automotive, small appliance). Contoh di atas adalah hanya sebagian kecil dari penggunaan bahan-bahan magnet.

2.2.3 Magnet Permanen

Energi alternatif saat ini sangat di butuhkan oleh dunia utk menggantikan minyak bumi yg akan habis serta utk mengurangi efek pencemaran akibat darinya. Energi alternatif yg telah umum digunakan saat ini diperoleh antara lain dr tenaga air, angin, panas bumi, matahari, juga biodisel. Ada satu lagi energi yg dapat diperoleh secara gratis tanpa bahan bakar apapun baik minyak atau listrik tapi hampir tidak terpublikasi media yaitu pemanfaatan tenaga magnet permanen. Magnet permanen adalah suatu bahan yang dapat menghasilkan medan magnet yang besarnya tetap tanpa adanya pengaruh dari luar atau disebut magnet alam karena memiliki sifat kemagnetan yang tetap. Magnet permanen dibuat orang dalam berbagai bentuk dan dapat dibedakan menurut bentuknya. Sifat kemagnetannya bertahan untuk jangka waktu yang sangat lama, biasanya beberapa dekade. Sedangkan sifat kemagnetan pada magnet sementara dapat diaktifkan atau dinonaktifkan tergantung kebutuhan.

Banyak pakar yang mengatakan bahwa magnet permanen ini merupakan kunci dari masa depan dimana magnet permanen menyediakan enegri magnet yang paling tidak bertahan hingga 400 tahun lamanya. Penggunaannya pun kini sudah diaplikasikan pada kereta Maglev (Magnetic Levitation). Kereta Maglev 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. Kereta dengan teknologi itu sangat mungkin menggantikan transportasi massa dengan kecepatan yang tinggi, percepatan besar, efisiensi energi yang tinggi, dan ramah lingkungan.

2.2.4 Kereta Maglev, Aplikasi dari Magnet Permanen

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.

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.

Teknologi maglev ini menyebabkan kereta maglev bisa beroperasi dalam kecepatan 300-400km/jam. Dalam uji coba di Jepang, JR-Maglev Kereta maglev tercepat dunia dengan kecepatan resmi, 581 km/jam (2003, Guiness World Record). Penggunaan energi kereta maglev lebih rendah dari kereta api/listrik, 3x lebih hemat dari mobil dan 5x lebih hemat dari pesawat terbang .Lebih dari itu kereta maglev tidak berisik dan berguncang karena tidak ada suspensi apalagi roda. Perawatan yang murah dan konsumsi energi yang hemat dibanding kereta api/listrik menjadi faktor penting bagi pertumbuhan ekonomi. Kereta maglev terdiri dari 2 gerbong minimal dan tergantung dari jumlah penumpang maksimal bisa 10 gerbong. Kereta maglev bisa juga sebagai kereta kargo dengan kapasitas seberat 15ton/gerbong.

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.

2.2.5 Indutrack dan Magnet Permanen

Sistem yang memanfaatkan kemagnetan magnet permanen disebut Indutrack. Teknik ini memiliki kemampuan membawa beban yang berhubungan dengan kecepatan kendaraan, karena ia tergantung kepada arus yang diinduksi pada sekumpulan elektromagnetik pasif oleh magnet permanen. Dalam contoh, magnet permanen berada di gerbong; secara horizontal untuk menciptakan daya angkat, dan secara vertikal untuk memberikan kestabilan. Sekumpulan kabel putar berada di rel. Magnet dan gerbong tidak membutuhkan tenaga, kecuali untuk pergerakan gerbong. Inductrack pada awalnya dikembangkan sebagai motor magnetik dan penopang untuk “flywheel” untuk menyimpan tenaga. Dengan sedikit perubahan, penopang ini diluruskan menjadi jalur lurus. Inductrack menggunakan array Halbach untuk penstabilan. Array Halbach adalah pengaturan dari magnet permanen yang menstabilisasikan putaran kabel yang bergerak tanpa penstabilan elektronik. Array Halback mulanya dikembangkan untuk pembimbing sinar dari percepatan partikel. Mereka juga memiliki medan magnet di pinggir rel, dan mengurangi efek potensial bagi penumpang.

Sekarang ini, NASA melakukan riset penggunaan sistem Maglev untuk meluncurkan pesawat ulang alik. Untuk dapat melakukan ini, NASA harus mendapatkan peluncuran pesawat ulang alik maglev mencapai kecepatan pembebasan, suatu tugas yang membutuhkan pewaktuan pulse magnet yang rumit atau arus listrik yang sangat cepat, sangat bertenaga.

2.2.6 Penggunaan Magnet pada Kereta Api Maglev

Magnet atau magnit adalah suatu obyek yang mempunyai suatu medan magnet. Kata magnet (magnit) berasal dari bahasa Yunani magnítis líthos yang berarti batu Magnesian. Magnesia adalah nama sebuah wilayah di Yunani pada masa lalu yang kini bernama Manisa (sekarang berada di wilayah Turki) di mana terkandung batu magnet yang ditemukan sejak zaman dulu di wilayah tersebut.

Magnet adalah suatu materi yang mempunyai suatu medan magnet. Medan magnet ini tidak terlihat tetapi bertanggung jawab untuk properti yang paling menonjol dari magnet, yaitu kekuatan yang menarik pada bahan feromagnetik, seperti zat besi, dan menarik atau mengusir magnet lainnya. Magnet bisa dalam wujud magnet tetap atau magnet tidak tetap. Magnet yang ada sekarang ini, hampir semuanya adalah magnet buatan. Magnet selalu memiliki dua kutub yaitu: kutub utara (north/ N) dan kutub selatan (south/ S). Walaupun magnet itu dipotong-potong, potongan magnet kecil tersebut akan tetap memiliki dua kutub.

Magnet dapat menarik benda lain. Beberapa benda bahkan tertarik lebih kuat dari yang lain, yaitu bahan logam. Namun tidak semua logam mempunyai daya tarik yang sama terhadap magnet. Besi dan baja adalah dua contoh materi yang mempunyai daya tarik yang tinggi oleh magnet. Sedangkan oksigen cair adalah contoh materi yang mempunyai daya tarik yang rendah oleh magnet. Satuan intensitas magnet menurut sistem metrik pada Satuan Internasional (SI) adalah Tesla dan SI unit untuk total fluks magnetik adalah weber. 1 weber/m^2 = 1 tesla, yang memengaruhi satu meter persegi.

2.2.7 Jenis-jenis magnet

1.        Magnet tetap

Magnet tetap (permanen) tidak memerlukan tenaga atau bantuan dari luar untuk menghasilkan daya magnet (berelektromagnetik).

Jenis magnet tetap selama ini yang diketahui terdapat pada:

a. Magnet neodymium, merupakan magnet tetap yang paling kuat. Magnet neodymium  (juga dikenal sebagai NdFeB, NIB, atau magnet Neo), merupakan sejenis magnet tanah jarang, terbuat dari campuran logam neodymium,

b. .Magnet Samarium-Cobalt: salah satu dari dua jenis magnet bumi yang langka, merupakan magnet permanen yang kuat yang terbuat dari paduan samarium dan kobalt.

c. Ceramic Magnets 

d. Plastic Magnets

e. Alnico Magnets

2.        Magnet tidak tetap

Magnet tidak tetap (remanen) tergantung pada medan listrik untuk menghasilkan medan magnet. Contoh magnet tidak tetap adalah elektromagnet.

3.        Magnet buatan

Magnet buatan meliputi hampir seluruh magnet yang ada sekarang ini.

Bentuk magnet buatan antara lain:

a. Magnet U

b. Magnet batang

c.Magnet lingkaran  d.Magnet jarum (kompas)

2.2.8 Medan Magnet

Arus mengalir melalui sepotong kawat membentuk suatu medan magnet (M) disekeliling kawat. Medan tersebut terorientasi menurut aturan tangan kanan. Dalam ilmu Fisika, medan magnet adalah suatu medan yang dibentuk dengan menggerakan muatan listrik (arus listrik) yang menyebabkan munculnya gaya di muatan listrik yang bergerak lainnya. (Putaran mekanika kuantum dari satu partikel membentuk medan magnet dan putaran itu dipengaruhi oleh dirinya sendiri seperti arus listrik. Inilah yang menyebabkan medan magnet dari ferromagnet “permanen”). Sebuah medan magnet adalah medan vector, yaitu berhubungan dengan setiap titik dalam ruang vektor yang dapat berubah menurut waktu. Arah dari medan ini adalah seimbang dengan arah jarum kompas yang diletakkan di dalam medan tersebut.

2.2.9 Sifat-Sifat Magnet

Hasil kerja Maxwell telah banyak menyatukan listrik statis dengan magnetisme, yang menghasilkan sekumpulan dari empat persamaan mengenai kedua medan tersebut. Namun, di bawah formula Maxwell, masih ada dua medan yang berbeda yang menjelaskan fenomena berbeda. Einstein lah yang berhasil menunjukan, dengan relativitas khusus, bahwa medan listrik dan medan magnet adalah dua aspek dari hal yang sama (tensor tingkat 2), dan seorang pengamat bisa merasakan gaya magnet di mana seorang pengamat bergerak hanya merasakan gaya elektrostatik.

Dengan demikian, menggunakan spesial relativitas, gaya magnet adalah manifestasi dari gaya elektrostatik dari muatan listrik yang bergerak, dan bisa diperkirakan dari pengetahuan tentang gaya elektrostatik dan gerakan muatan tersebut (relatif terhadap seorang pengamat)

 2.2.10 Bahan & Cara Pembuatan Magnet

Magnet adalah suatu obyek yang mempunyai suatu medan magnet dan bisa menarik benda logam. Selain berasal dari batu yang dihasilkan oleh alam, magnet juga bisa dibuat dengan menggunakan bahan-bahan lain. Bahan yang biasa dijadikan magnet adalah besi. Besi lebih mudah untuk dijadikan magnet daripada baja. Tapi sifat kemagnetan besi lebih mudah hilang daripada baja. Oleh sebab itu, besi lebih sering digunakan untuk membuat elektromagnet. Namun magnet juga dapat kita buat sendiri dengan cara dan bahan yang sangat sederhana. Salah satunya dengan cara dialiri listrik satu arah, menggosok dan induksi. Bagaimana caranya? Perhatikan cara dibawah ini!

Dengan Cara Mengaliri Listrik

Suatu bahan akan memiliki sifat magnet ketika dialiri arus listrik searah, namun akan hilang kemagnetannya jika arus tersebut dihilangkan. Apabila bahan dialiri arus listrik yang cukup besar, maka sifat kemagnetannya tidak berubah (magnet tetap).

 Alat dan Bahan :

   1.      Kabel yang berisi kawat tembaga (sehelai saja bila kabelnya rangkap dua).

   2.      Paku besar.

   3.      Baterai.

   4.      Paper klip atau logam kecil lainnya (paku payung, jarum, dll)

Cara Membuat:

   1.      Kupas kulit kabel tembaga pada tiap jung-ujungnya.

   2.      Lilitkan kabel tembaga pada paku (usahakan serapat mungkin).

   3.      Tempelkan ujung-ujung kabel tembaga pada baterai, dan tunggu beberapa saat.

4.      Untuk mengujinya coba dekatkan paku tersebut pada paper klip atau logam kecil lainnya.

   5.      Coba amati apa yang terjadi?

Bagaimana Hal Tersebut Bisa Terjadi?

Paku tersebut dapat bersifat seperti magnet karena ada proses yang dinamakan elektromagnetik. Di sekitar kawat berarus listrik itu terdapat medan magnet. Dalam percobaan ini, yang menjadi sumber listrik adalah baterai yang mengalirkan arus sepanjang kabel tembaga yang melilit paku. Semakin banyak lilitan maka semakin besar / kuat medan magnetnya. Akibat dari adanya medan magnet ini, maka paper klip / logam-logam kecil lainnya dapat menempel pada paku.

Dengan Cara Menggosok

Suatu bahan dapat dibuat menjadi magnet dengan cara menggosokkan sebatang magnet tetap secara berulang ulang pada bahan tersebut. Sifat kemagnetan bahan memiliki kutub yang berlawanan dengan magnet penggosoknya.

Alat dan Bahan:

Magnet batang

1 buah Paku besar

Klip kertas

Cara Membuat:

Gosokkan magnet pada batang paku berulang-ulang, dengan cara searah.

Coba tempelkan ujung paku pada klip kertas.

Amati apa yang terjadi?

Apakah klip kertas dapat menempel pada paku?

Dengan Cara Induksi

Suatu bahan yang didekatkan pada magnet, maka sifat kemagnetan magnet akan ikut berpindah ke bahan tersebut, namun sifat kemagnetan bahan akan hilang ketika magnet dijauhkan dari bahan.

Alat dan bahan :

2 buah magnet batang

1 buah paku besar

Beberapa buah klip kertas

Cara Membuat:

Tempelkan 1 buah magnet batang pada salah satu ujung paku besar!

Dekatkan ujung paku yang lain pada klip kertas!

Amati apa yang terjadi,

Apakah klip kertas menempel pada ujung paku?

Menghilangkan sifat kemagnetan

Cara menghilangkan sifat kemagnetan antara lain:   a.   Dibakar  b.  Dibanting-banting.   c.  Dipukul-pukul.   d.  Magnet diletakkan pada solenoida(kumparan kawat berbentuk tabung panjang dengan lilitan yang sangat rapat) dan dialiri arus listrik bolak-balik (AC).

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Teori fisika yang terkait dengan prinsip kerja dari maglev train ini secara garis besar yaitu: medan magnetic, induksi magnetic, hukum Lenz, superkonduktivitas bahna dan efek meissner.

Sejarah 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 di atas 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.

System 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 hamper sama dengan kebisingan yang di timbulkan oleh sebuah pesawat jet dan mahalnya investasi terutama dalam hal pengadaan rel.

3.2 Saran

Bagi pemerintah agar dapat mengambangkan dan memberdayakan Magnetic Levitation Train di Indonesia sehingga system transportasi di Indonesia menjadi lebih baik, tanpa macet, aman dan tempat tujuan dapat dicapai dengan lebih cepat.

Bagi pembaca umum dan pelajar agar dapat dijadikan sebagai ilmu pengetahuan, sumber referensi dan dikembangkan dalam bentuk perwujudan teknologi transportasi secara nyata.

DAFTAR PUSTAKA

http://id.m.wikipedia.org/wiki/Kereta_maglev

 http://uniqpost.com/79901/kecepatan-kereta-api-jepang-maglev-tembus-500-kmjam/

http://fisika-indonesia.blogspot.com/2012/10/sistem-kerja-kereta-maglev-kereta.html?m=1

http://sains.kompas.com/read/2013/09/04/1954099/Dengan.Kereta.Maglev.Ini.Jakarta-Yogya.Cuma.70.Menit

http://paramitapurnamas.blogspot.com/2013/11/inovasi-kereta-api.html

http://rezharejha.blogspot.com/2014/02/penggunaan-magnet-permanen-pada-kereta.html

1

1

25