1

Kereta MagneticLevitation

Diajukan sebagai tugas tambahan

Mata Kuliah

Medan ElektromagnetikDisusun oleh:

Lina

1221011

Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknologi Industri

Universitas Internasional

Kata Pengantar

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa,

karena berkat kasih dan rahmat-Nya, serta dosen yang telah

membimbing dan juga semua pihak terkait, penulis dapat

menyelesaikan laporan ini tepat pada waktunya. Pembuatan laporan

ini guna memenuhi salah satu tugas tambahan pada mata kuliah

Medan Elektromagnetik.

Dengan semangat dan kerja keras penulis selama ini, akhirnya

penulis dapat menyelesaikan makalah “Kereta Magnetic Levitation”

ini dengan baik. Penulis berharap semoga makalah ini dapat

membawa manfaat bagi pembaca pada umumnya dan penulis pada

khususnya serta menjadi referensi dalam penulisan makalah tentang

kereta magnetic levitation ke depannya.

Penulis menyadari bahwa ”tak ada gading yang tak retak”, sehingga

penulis percaya bahwa masih terdapat banyak kekurangan dalam

penulisan makalah ini. Untuk itu, penulis sangat berterimakasih

jika ada koreksi, kritik dan saran dari pembaca yang bersifat

membangun demi penyempurnaan pada penyusunan makalah ke depannya.

2

Batam, Juli 2013

Penulis

3

Daftar Isi

Halaman Judul..................................................1

Kata

Pengantar........................................................

.................................................................

........2

Daftar Isi…………………………………………………………………………………………..3

Bab I Pendahuluan………………………………………………………………………………...4

1.1 Latar Belakang..........................................4-5

1.2 Landasan Teori..........................................5-8

Bab II Pembahasan..............................................9

2.1 Cara Kerja Kereta Magnetic Levitation..................9-11

2.2 Hubungan Kereta Magnetic Levitation dengan Hukum

Lenz.............................................12

2.3 Kelebihan dan Kekurangan Kereta Magnetic

Levitation................................................13-14

Bab III Kesimpulan............................................15

Daftar Pustaka................................................16

4

5

Bab I

Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Dengan semakin berkembangnya zaman, semakin banyak

manusia berlomba-lomba untuk membuat alat canggih yang efektif

dan efisien sehingga mempermudah menjalakan aktivitas sehari-

hari. Salah satunya adalah pemanfaatan medan elektromagnetik

dalam pembuatan beberapa alat seperti bel listrik, relai,

generator, dinamo, transformator, kunci pintu listrik, dan

sebagainya.

Pada saat sekarang ini manusia membutuhkan sesuatu yang

dapat mempercepat kegiatan manusia baik dalam segi apapun.

Salah satunya yaitu dalam segi transportasi, manusia

membutuhkan transportasi yang lebih cepat guna menghemat

waktu.

Maka dalam dunia perkeretaapian pun tidak mau kalah dan

kemudian memanfaatkan konsep magnetis magnet dalam perancangan

6

kereta api tercepat di dunia. Kereta ini dinamakan Kereta

Magnetic Levitation (Maglev).

"Terbang tanpa sayap" adalah istilah populer bagi kereta

dengan teknologi maglev. Impian manusia untuk bergerak dengan

kecepatan tinggi saat ini bisa dicapai tidak hanya menggunakan

pesawat terbang, tetapi juga dengan kereta. Sejarah

perkeretaapian mencatat perkembangan yang pesat akhir-akhir

ini. Dengan kemajuan teknologi, perkeretaapian pada masa

mendatang akan mengganti mesinnya yang menggunakan bahan bakar

konvensional dengan mesin yang bekerja tanpa bahan bakar.

Richard Trevithick memperkenalkan lokomotif uap pada

tanggal 21 Februari 1804, kereta tersebut melaju dengan

kecepatan 8km/jam (5mph). Pada tahun 1815 seorang Inggris yang

bernama George Stephenson membuat lokomotif uap untuk barang

yang pertama di dunia yang digunakan oleh pertambangan

Killingworth. Pada tahun 1825, dia memperkenalkan kereta api

7

penumpang pertama yang dapat melaju dengan 25 km/jam (16mph).

Saat ini kereta dapat melayang di atas rel dengan kecepatan

500km/jam (311mph).

Kereta inilah yang kita kenal sebagai Kereta Maglev. 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.

1.2 Landasan Teori

Kereta 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. 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

8

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 3 komponen yang digunakan untuk membangun Kereta Maglev,

yakni:

1. Sumber daya listrik yang besar.

2. Koil Besi yang akan digunakan sebagai rel untuk melintas di

atasnya.

3. Magnet yang besar yang dipasang di bawah kereta untuk

menempel pada rel.

Ada 3 jenis teknologi maglev, yakni:

9

Yang tergantung pada elektromagnetik terkontrol (suspensi

elektromagnetik), pertama kali dikembangkan oleh Jerman.

Cara ini menggunakan tenaga magnet listrik biasa dari rel,

agar kereta dapat terangkat 10 milimeter. Namun, cara ini

tidak stabil. Akibatnya, jarak mengambang harus selalu

dikontrol. Ketika daya magnet berkurang, kereta bisa turun

dan menabrak rel.

Kereta Maglev di Jerman

Maglev Transrapid di Shanghai

Yang tergantung pada magnet superkonduktivitas (suspensi

elektrodinamik), pertama kali dikembangkan oleh Jepang. Cara

ini menggunakan tenaga magnet superkonduktor. Tenaga ini

10

mampu mengangkat kereta sejauh 100 hingga 150 milimeter.

Cara ini jauh lebih stabil ketimbang cara yang pertama. Daya

angkat yang dihasilkan tidak hanya melalui guideway saja,

tetapi juga dari kereta itu sendiri. Magnet superkonduktor

ini harus selalu didinginkan dengan alat pendingin pada

kereta maglev agar tidak mudah rusak.

Yang terbaru, mungkin lebih ekonomis, menggunakan magnet

permanen (Inductrack). 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 dikembangkan oleh

11

fisikawan Wiliiam Post di Lawrence Livermore National

Laboratory.

Perbedaan mendasar antara Kereta Maglev dengan kereta

konvensional biasa adalah:

1. Maglev tidak memiliki mesin seperti kereta konvensional

biasa yang menggunakan

mesin untuk menggerakkannya.

2. Maglev tidak menggunakan bahan bakar untuk bergerak tetapi

menggunakan magnetic

rel (guideway).

12

Bab II

Pembahasan

2.1 Cara Kerja Kereta Magnetic Levitation

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).

13

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.

Kereta Maglev mengapung di atas bantalan udara,

menghilangkan gesekan. Kurangnya gesekan dan desain

aerodinamis kereta mengizinkan kereta api untuk mencapai

kecepatan transportasi darat belum pernah terjadi sebelumnya

lebih dari 310 mph (500 kph), atau dua kali lebih cepat.

Sebagai perbandingan, sebuah pesawat Boeing 777-komersial yang

digunakan untuk penerbangan jarak jauh dapat mencapai

kecepatan tertinggi 562 mph sekitar (905 kph). Pengembang

14

mengatakan bahwa Kereta Maglev akhirnya akan menghubungkan

kota-kota yang hingga 1.000 mil (1.609 km) terpisah. Pada 310

mph, Anda bisa melakukan perjalanan dari Paris ke Roma hanya

dalam waktu dua jam.

Kereta Maglev bisa bergerak dikarenakan 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

dipasang pada kedua sisi sepanjang kaki kereta dan sistem

kontrol elektronik memastikan kereta melayang di ketinggian

10mm dengan stabil.

Kereta Maglev ketika bergerak dan mengerem dikendalikan

oleh sistem “SLLMotor”. Motor ini tidak terdapat dalam Kereta

Maglev melainkan di relnya sendiri. Fungsinya sama seperti

seperti motor rotasi elektronik yang umum, hanya saja lilitan

dari motor diubah menjadi bagian dari rel sementara magnet

dari motor menjadi bagian dari kereta magnet. Medan magnetik

15

yang menggerakkan kereta magnet dihasilkan oleh lilitan di

rel.

Kereta 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.

Fungsi sistem kontrol (kontrol room) adalah menjaga

keselamatan Kereta Maglev, mengatur perpindahan jalur rel dan

sebagainya. Kereta Maglev berkomunikasi dengan sistem kontrol

melalui sistem komunikasi radio. Sistem komunikasi ini

dilakukan secara otomatis yang terpasang pada sistem rel dan

Kereta Maglev itu sendiri. Sistem radio memberikan informasi

lokasi kereta magnet dan mengaktifkan rel yang akan dan sedang

dilalui Kereta Maglev.

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).

Kereta Maglev terdiri dari minimal 2 gerbong dan tergantung

16

dari jumlah penumpang maksimal bisa 10 gerbong. Kereta Maglev

bisa juga sebagai kereta kargo dengan kapasitas seberat

15ton/gerbong.

JR-Maglev

17

2.2 Hubungan Kereta Magnetic Levitation dengan Hukum Lenz

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.

Tentunya, sangat tidak efisien kereta membawa batang

magnet yang berkekuatan besar yang nanti digunakan untuk

mengangkat kereta tersebut. Karena itu, kita harus berterima

kasih kepada fisikawan berkebangsaan Estonia, Lenz. Fisikawan

yang hidup pada 1804-1865 itu berhasil menjelaskan fenomena

magnetisme dan merumuskannya dalam sebuah hukum yang terkenal

dengan nama “Hukum Lenz”.

Hukum tersebut 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,

18

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.

19

2.3 Kelebihan dan Kekurangan Kereta Magnetic Levitation

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.

Selain dapat melaju dengan cepat, Kereta Maglev sangat

mudah direm, sehingga tingkat keamanan lebih baik daripada

kereta biasa. Dengan berjalan mengambang, penumpang akan

merasa nyaman karena tidak ada getaran seikitpun. Selain itu

Kereta Maglev tidak menimbulkan asap hasil pembakaran,

sehingga tidak menimbulkan polusi udara. 

Dikarenakan bentuk dan kecepatan kereta yang fantastis

ini, kebisingan (suara) yang ditimbulkan disaat kereta ini

bergerak hampir sama dengan sebuah pesawat jet, dan

diperhitungkan lebih mengganggu daripada kereta konvensional.

Sebuah studi membuktikan suara yang ditimbulkan oleh kereta

20

meglev dengan kereta konvensional biasa lebih bising sekitar

5dB yaitu 78% nya. Kekurangan lain kereta ini adalah di

mahalnya investasi terutama pengadaan relnya.

Berikut beberapa kecelakaan dan insiden yang pernah

terjadi pada Kereta Maglev:

1. Pada 11 Agustus 2006 terjadi kebakaran di kereta Transrapid

di Shanghai, beberapa saat setelah meninggalkan terminal di

Longyang. Peristiwa kebakaran ini merupakan yang pertama

pada sebuah trayek komersial.

2. Pada tanggal 22 September 2006 sebuah kereta Transrapid

layang menabrak sebuah gerbong pemeliharaan di Lathen

(Emsland, Sachsen Hilir, Jerman). Kecelakaan ini menewaskan

23 jiwa dan sepuluh orang luka-luka. Kecelakaan Maglev ini

merupakan yang pertama di mana ada korban jiwa.

21

Bab III

Kesimpulan dan Saran

Kereta Magnetic Levitation (Maglev) merupakan salah satu aplikasi

medan elektromagnetik pada kehidupan sehari-hari. Pemanfaatan medan

magnet, induksi magnet dan polarisasi magnet menimbulkan gaya yang

cukup besar sehingga dapat menggerakkan kereta dengan kecepatan paling

tinggi di dunia. Kereta ini merupakan kereta yang ramah lingkungan,

karena tidak menimbulkan polusi dan tidak membutuhkan bahan bakar.

Ada kelebihan maupun kekurangan dari Kereta Maglev itu sendiri,

dengan terus mengembangkan kelebihan dan mengatasi kekurangan yang

ada, Kereta Maglev ini pasti dapat berkembang lebih pesat lagi, bahkan

saat ini NASA sudah mulai meneliti untuk menerapkan konsep tersebut

pada pesawat terbang.

Semakin canggihnya teknologi, kita akan menemukan sebenarnya

banyak sekali manfaat dari medan elektromagnetik yang dapat kita

terapkan dalam kehidupan sehari-hari tanpa merusak lingkungan sekitar

kita. Tanpa menggunakan bahan bakar pun kita dapat menghasilkan

listrik dari pergerakan/perubahan medan magnet itu sendiri. Jadi

semoga pembaca sekalian dapat terus terinspirasi dalam memanfaatkan

22

dan mengembangkan sumber-sumber alami di sekitar kita, tentu bukan

hanya dalam bidang medan elektromagnetik saja, tapi juga dalam bidang-

bidang lainnya.

23

Daftar Isi

1. Bonsor, Kevin. How Maglev Trains Work.

http://science.howstuffworks.com/transport/engines-

equipment/maglev-train.htm

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

3. http://pendidikan.ariefew.com/berita-pendidikan/sistem-

kerja-kereta-maglev-kereta-tercepat-di-dunia/

24