Elektromagnet
Elektromagnet adalah sejenis magnet di mana medan magnetnya terhasil daripada pengaliran arus elektrik melaluinya dan hilang apabila arus tersebut dimatikan. Ia biasanya terdiri daripada wayar berpenebat yang dililit rapat menjadi sebuah gegelung. Arus yang mengalir melalui wayar ini menghasilkan medan magnet yang tertumpu pada lubang di tengah-tengah gegelung. Wayar sering dililit sekitar teras magnet yang diperbuat daripada bahan feromagnet atau ferimagnet seperti besi; teras magnetnya menumpukan fluks magnet lalu memperkuatkan magnet secara keseluruhannya.
Kelebihan utama magnet jenis ini atas magnet kekal ialah kebolehan medannya diubah dengan mengawal jumlah arus elektrik pada gegelungnya. Bagaimanapun, elektromagnet memerlukan bekalan arus yang berterusan untuk mengekalkan medan magnetnya tidak seperti magnet kekal.
Ia banyak digunakan sebagai komponen alat-alat elektrik lain, seperti motor, penjana, geganti, pembesar suara, loceng dan pembaz elektrik, cakera keras, mesin pengimej resonans magnet, peralatan saintifik dan alat pemisahan magnetik. Elektromagnet juga digunakan dalam industri berat untuk mengambil dan memindahkan objek besi berat seperti besi sekerap dan keluli.[2]
Elektromagnet boleh terbahagai kepada dua jenis mengikut fungsinya - elektromagnet angkutan (portative electromagnet) direka untuk menampung barang pada suatu tempat manakala elektromagnet tarikan (tractive electromagnet) mengenakan daya dan menggerakkan sesuatu barang.[3]
Sejarah
suntingPenemuan bahawa arus elektrik menghasilkan medan magnet dibuat oleh seorang saintis Denmark bernama Hans Christian Ørsted pada tahun 1820. Elektromagnet pula diciptakan William Sturgeon, seorang saintis British pada 1824.[4][5]
Pada tahun 1830 pula, seorang ahli saintis warga Amerika Syarikat bernama Joseph Henry berjaya memperbaikkan serta mempopularkan magnet jenis ini.[6][7] Rekaan elektromagnet Henry yang menggunakan wayar berpenebat benang sutera serta diilhamkan percubaan Johann Schweigger membuat galvanometer menggunakan pintalan wayar yang banyak[8] membolehkan baliau melilit wayar dengan banyaknya pada teras lalu menghasilkan magnet berkuasa tinggi yang mampu menampung jisim seberat 2,063 lb (936 kg).
Fizik
sunting
Arus elektrik mengalir dalam wayar menghasilkan medan magnet sekitarnya akibat hukum Ampere (lihat lukisan di bawah). Untuk menumpukan medan magnet ini, wayar elektromagnet dililit kuat membentuk gegelung dengan banyak berubah kawat berbaring berdampingan.[2] medan magnet semua pintalan wayar ini melalui pusat gegelung lalu menciptakan medan magnet yang kuat dalam kawasan tersebut. Gegelung yang membentuk tiub lurus (heliks) dipanggil solenoid.[2]
Arah medan magnet melalui gegelung dawai boleh didapati melalui peraturan tangan kanan.[9][10] Jika jari tangan kanan bergulung sekitar gegelung di arah aliran semasa (arus konvensional, aliran cas positif) melalui belitan, ibu jari menunjuk ke arah medan di dalam gegelung. Garis medan muncul daripada suatu sisi magnet yang ditakrifkan sebagai kutub utara elektromagnet tersebut.
Medan magnet yang lebih kuat boleh dihasilkan jika "teras magnet" daripada bahan feromagnet lembut (atau ferimagnet) seperti besi, diletakkan di dalam lingkaran.[1][2][11][12] Sesuatu teras itu boleh meningkatkan medan magnet sebanyak beribuan kali kekuatan medan gegelung tunggal kerana μ kebolehtelapan magnet bahan teras yang tinggi.[1][2] Elektromagnet yang mempunyai teras sebegini dipanggil elektromagnet teras feromagnet atau teras besi. Namun, tidak semua elektromagnet menggunakan teras, dan elektromagnet yang amat kuat seperti superkonduktor dan elektromagnet berarus sangat tinggi arus tidak boleh menggunakan teras atas ketepuan teras tersebut.
Lihat juga
suntingRujukan
sunting- ^ a b c d Nave, Carl R. (2012). "Electromagnet". Hyperphysics. Dept. of Physics and Astronomy, Georgia State Univ. Dicapai pada September 17, 2014.
- ^ a b c d e Merzouki, Rochdi; Samantaray, Arun Kumar; Pathak, Pushparaj Mani (2012). Intelligent Mechatronic Systems: Modeling, Control and Diagnosis. Springer Science & Business Media. m/s. 403–405. ISBN 144714628X.
- ^ Dawes, Chester L. (1967). "Electrical Engineering". Dalam Baumeister, Theodore (penyunting). Standard Handbook for Mechanical Engineers (ed. 7th). McGraw-Hill. p. 15-105.CS1 maint: ref=harv (link)
- ^ Sturgeon, W. (1825). "Improved Electro Magnetic Apparatus". Trans. Royal Society of Arts, Manufactures, & Commerce. London. 43: 37–52. cited in Miller, T.J.E (2001). Electronic Control of Switched Reluctance Machines. Newnes. m/s. 7. ISBN 0-7506-5073-7.
- ^ Windelspecht, Michael. Groundbreaking Scientific Experiments, Inventions, and Discoveries of the 19th Century, xxii, Greenwood Publishing Group, 2003, ISBN 0-313-31969-3.
- ^ . "Series and Parallel Experimenting with Electromagnets" (PDF). Pavia Project Physics, Univ. of Pavia, Italy. Dicapai pada August 22, 2015.
- ^ Sherman, Roger (2007). "Joseph Henry's contributions to the electromagnet and the electric motor". The Joseph Henry Papers. The Smithsonian Institution. Dicapai pada 2008-08-27.
- ^ "Schweigger Multiplier – 1820". Maglab. National High Magnetic Field Laboratory. Dicapai pada 17 October 2017.
- ^ Millikin, Robert; Bishop, Edwin (1917). Elements of Electricity. Chicago: American Technical Society. m/s. 125.
- ^ Fleming, John Ambrose (1892). Short Lectures to Electrical Artisans, 4th Ed. London: E.& F. N. Spon. m/s. 38–40.
- ^ Gates, Earl (2013). Introduction to Basic Electricity and Electronics Technology. Cengage Learning. m/s. 184. ISBN 1133948510.
- ^ Shipman, James; Jerry, Wilson; Todd, Aaron (2009). Introduction to Physical Science (ed. 12). Cengage Learning. m/s. 205–206. ISBN 1111810281.