SATU Arus eddy eddy merupakan merupakan arus arus listrik yang yang diinduksikan diinduksikan kedalam kedalam konduktor konduktor dengan mengubah medan magnet konduktor tersebut. Sirkulasi pusaran arus ini memiliki induktansi dan medan magnet. Medan ini dapat menyebabkan tolakan, tarikan, dorongan, dan efek pemanasan. Arus eddy eddy terbentuk terbentuk ketika ketika terjadi terjadi perubahan perubahan letak kondukt konduktor or dalam sebuah sebuah medan medan magnet. Konduktor yang bergerak dalam sebuah medan magnet yang tetap ataupun megan magnet yang berubah disekitar konduktor yang diam, keduanya menyebabkan arus eddy terbentuk dalam konduktor tersebut. Arus eddy menghasilkan losses resistif yang dapat mengubah beberapa bentuk energi, seperti energi kinetik menjadi panas.
Disipasi Daya Arus Eddy Dengan beberapa asumsi, daya yang hilang selama ada arus eddy per unit massa untuk lapisan tipis atau kabel dapat dihitung menggunakan rumus:
Dimana, P = = daya yang hilang per unit massa (!kg" B p = pun#ak medan magnet ($" d = = ketebalan lapisan atau diameter kabel (m" f = frekuensi (%&" k = = konstanta, ' untuk lapisan tipis dan untuk kabel ρ = resistifitas bahan ()m" D = densitas bahan (kg!m 3" *umusan ini hanya berlaku ketika frekuensi magnetisasi tidak mengakibatkan skin effect , berarti gelombang elektromagnetik sepenuhnya menembus bahan. Skin Efect
Skin Effect merupakan merupakan ke#enderungan arus A+ menjadi terdistribusi kedalam sebuah konduktor sehingga kepadatan arus terbesarnya terdapat didekat permukaan konduktor, dan berkurang sebanding dengan kedalaman konduktor.
Dalam perubahan medan yang sangat #epat, medan magnet tidak sepenuhnya menembus bahan. %al ini mengakibatkan terjadinya skin effect , sehingga perhitungan tadi menjadi tidak alid. $etapi, peningkatan frekuensi pada medan yang tetap akan selalu menyebabkan peningkatan arus eddy. Kedalaman tembus dapat dihitung dengan menggunakan rumusan:
Dimana, - = kedalaman penetrasi (m" f = frekuensi (%&" = permeabilitas magnet bahan (%!m" / = konduktiitas listrik bahan (S!m"
Pengujian Arus Eddy 0engujian arus eddy menggunakan induksi elektromagnet untuk mendeteksi #a#at dalam bahan konduktif. Dalam pengujian arus eddy yang standar, sebuah kumparan yang melingkar pemba1a arus ditempatkan dekat dengan benda yang diuji (harus konduktif elektrik". Arus dalam kumparan akan menghasilkan perubahan medan magnet yang berinteraksi dengan benda uji sehingga menghasilkan arus eddy. 0erbedaan fasa dan magnitude arus eddy ini dapat dimonitor menggunakan sebuah kumparan 2penerima3 kedua, atau dengan mengukur perubahan arus yang mengalir dalam kumparan 2eksitasi3 primer. 0erubahan konduktiitas listrik atau permeabilitas magnet benda uji, atau adanya ke#a#atan, dapat mengakbatkan perubahan arus eddy dan perubahan fasa dan amplitudo arus yang akan diukur. 4amun, arus eddy dapat mendeteksi retak yang sangat ke#il didalam atau didekat permukaan bahan, permukaan memerlukan persiapan yang minimal, dan geometri fisik kompleks dapat diteliti. %al ini juga berguna untuk membuat konduktiitas listrik dan pengukuran ketebalan lapisan.
Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Respon Arus Eddy 5eberapa faktor, diluar ke#a#atan, dapat mengakibatkan respon arus eddy. 5eberapa faktor utamanya, antara lain: •
Konduktivitas Bahan
Konduktiitas sebuah bahan memiliki efek langsung pada aliran arus eddy. Semakin baik konduktiitas bahan, maka akan semakin baik pula aliran arus eddy pada permukaan bahan. •
Permeabilitas
0ermeabilitas dapat digambarkan sebagai seberapa mudah sebuah bahan dapat dimagnetisasi. •
Frekuensi
*espon arus eddy sangat dipengaruhi oleh frekuensi tes yang ditentukan, untungnya hal ini merupakan sesuatu yang dapat kita kendalikan. •
Geometri
Struktur geometri benda juga akan berefek pada respon arus eddy. Ketebalan bahan yang lebih ke#il daripada kedalaman penetrasi efektif juga berefek pada respon arus eddy. •
Kedekatan / Lift-o
Semakin dekat sebuah kumparan periksa pada permukaan, maka efek pada kumparan tersebut akan semakin baik.
Kedalaman Penetrasi Densitas arus eddy, dan kekuatan respon dari sebuah ke#a#atan, paling besar terletak pada permukaan logam yang sedang diuji dan menurun sebanding dengan kedalamannya. Se#ara matematis dapat didefinisikan sebagai 2kedalaman standar penetrasi3 dimana arus eddy sebesar 678 dari nilai permukaan. Kedalaman penetrasi dapat menurun ketika adanya peningkatan frekuensi, peningkatan konduktiitas, dan peningkatan permeabilitas bahan. 2Kedalaman penetrasi efektif3 biasanya didefnisikan sebesar tiga kali kedalaman standar, dimana densitas arus eddy menurun sekitar 68 dari nilai permukaannya. 9nilah kedalaman yang dianggap tidak berpengaruh pada bidang arus eddy. Bidang Impedansi *espon arus eddy pada sebuah kumparan tunggal dapat dideskripsikan dengan referensi dari 2bidang impedansi3.
DUA Seputar Arus ddy, manfaat dan kerugian
Arus eddy atau arus pusaran pertama kali diamati oleh ;au#ault. Arus eddy terjadi bila ada medan magnet menembus bidang konduktor. Arus eddy terjadi mengikuti hukum< hukum fisika antara lain : %ukum ;araday tentang tegangan induksi.dan %ukum en&.
%ukum ;araday menyatakan tegangan induksi terjadi pada kumparan (koil" yang berada pada daerah perubahan medan magnet.
emf = 4 . perubahan flu> magnetik
emf merupakan tegangan induksi. dikenal juga dengan nama ggl (gaya gerak listrik". mf singkatan dari le#tromotie ;or#e. 4 merupakan banyaknya belitan pada kumparan, semakin banyak belitan semakin besar tegangan induksi yang terjadi. 0erubahan flu> magnetik terjadi bila ada magnet yang bergerak atau bila terjadi perubahan orientasi kutub magnet. Semakin #epat perubahan flu> magnet
%ukum en& menyatakan bah1a tegangan induksi yang terjadi akan menimbulkan medan magnet yang berla1anan dengan medan magnet yang menyebabkannya.
emf = < 4 . perubahan flu> magnetik
$anda < (negatif" menunjukkan arah yang berla1anan dengan perubahan flu> magnetik sumber.
Manfaat arus eddy '. 0engereman.
Arus ddy sebagai pengereman pada kereta yang bergerak, misal pada roller #oaster. 0engereman menggunakan arus eddy tidak menimbulkan gesekan. 0engereman terjadi pada piringan konduktor seperti piringan tembaga atau piringan aluminium dan didekatkan pada medan magnet. Semakin dekat medan magnet pengereman semakin besar.
. 0emanas 9nduksi Arus eddy terjadi pada bidang konduktor (plat Aluminium" akan menyebabkan terjadinya panas. 0anas timbul akibat adanya resistansi pada plat konduktor dikalikan dengan kuadrat arus. 0 = 9? * 9 merupakan arus eddy yang terjadi akibat perubahan medan magnet. 0erubahan medan magnet dapat terjadi pada kumparan yang diberi masukan tegangan dengan frekuensi tertentu atau bisa juga akibat magnet yang diputar. * merupakan hambatan dalam pada konduktor. 0emanas induksi terdapat pada indu#tion #ooker, yaitu kompor tanpa api.Kompor tanpa api tidak menggunakan ka1at pemanas melainkan menggunakan koil yang akan menimbulkan arus eddy pada pan#i atau 1ajan. $anpa adanya pan#i, kompor akan tetap dingin. 0emanas induksi juga dipakai pada penge#oran logam seperti emas, baja dll. 0emanas air yang dile1atkan pada pipa tembaga dan disekitarnya terdapat magnet yang berputar. Magnet yang berputar didekat ka1at tembaga akan menimbulkan arus eddy. Arus eddy yang terjadi akan menimbulkan panas
6. 0emisah antara besi dan aluminium pada sistem pengolah sampah. Kaleng yang terbuat dari aluminium seringkali dibuang. @ntuk memisahkan kaleng aluminium dengan logam lainnya dapat dilakukan dengan efek arus eddy. ogam besi diambil dengan menggunakan elektromagnet, sedangkan kaleng aluminium yang bersifat paramagnetis yaitu sedikit ditarik oleh magnet. 5ahan
. eitasi (melayang" eitasi terjadi akibat kutub magnet yang sejenis berdekatan akan tolak menolak. Medan magnet yang dikenakan pada logam akan menyebabkan medan magnet yang berla1anan dengan magnet yang menyebabkan arus eddy. 0roduk leitasi sudah mulai terlihat pada %endo hoerboard yaitu hoerboard yang dapat melayang di atas lembaran tembaga.
B. ddy #urrent sensor ddy #urrent dapat dipakai untuk mendeteksi adanya keretakan pada logam, misal pada badan pesa1at atau pipa logam. Sensor arus eddy terdiri dari dua kumpara, satu kumparan yang dihubungkan dengan sumber frekuensi dan kumparan yang lain berfungsi untuk menangkap tegangan induksi (sensor" untuk material yang akan diuji.
Kerugian Arus eddy menimbulkan panas pada bidang konduktor di dekat sumber medan magnet. 0ada motor sumber medan magnet berasal dari kumparan. @ntuk mengatasii arus eddy maka inti kumparan disusun dari keping plat konduktor yang diberi laminasi. apisan laminasi berfungsi untuk mengurangi atau menghilangkan efek arus eddy.
TIGA Arus ddy (;ou#ault #urrent" Arus ddy (ddy #urrent" dalam kelistrikan disebut juga Arus ;ou#ault (;ou#ault #urrent", karena fenomena ini ditemukan oleh seorang fisika1an 0eran#is bernama Con ;ou#ault di tahun 'B'. ;enomena ini terjadi jika sebuah konduktor digerakkan memotong medan magnet, yang berarti ada perubahan medan melingkar konduktor yang terjadi karena posisi konduktor berubah relatif terhadap arah medan magnet yang tetap. Sebaliknya, fenomena arus eddy ini juga bisa terjadi jika medan magnet itu sendiri besarnya berubah dan memotong konduktor yang tetap. %al inilah yang terjadi pada sebuah $ransformer. Medan magnet induksi yang dihasilkan oleh listrik bolak
berubah
Diagram ': kedalaman arus eddy 5idang 0enetrasi E Kepadatan fek kulit mun#ul ketika Arus ddy mengalir di benda uji pada setiap produk kedalaman medan magnet yang berla1anan dengan bidang utama, sehingga mengurangi fluks magnetik bersih dan menyebabkan penurunan arus dengan meningkatnya kedalaman. Atau, arus eddy dekat permukaan dapat dilihat sebagai perisai kumparan magnetik lapangan, sehingga melemahkan medan magnet pada kedalaman lebih besar dan mengurangi arus induksi. Arus eddy digunakan dalam inspeksi bahan feromagnetik dan non
H saat Alternatif menginduksi medan utama dalam kumparan H 5idang utama menginduksi arus eddy di dinding tabung H arus eddy menginduksi medan sekunder, yang memiliki mempengaruhi impedansi kumparan
H +a#at di dinding tabung yang mengubah bidang sekunder dan akibatnya impedansi kumparan H 0erubahan impedansi kumparan dapat diukur dalam input ! output fasa dan amplitudo
0erbedaan saluran ideal untuk mendeteksi #a#at lokal sementara saluran mutlak ideal untuk mendeteksi #a#at bertahap. Diagram 6 menunjukkan respon sinyal sekarang dari diferensial dan sistem kumparan mutlak untuk #a#at lokal dan bertahap. 0erbedaan saluran menunjukkan dua pun#ak yang tajam untuk #a#at lokal sementara saluran mutlak mendefinisikan #a#at lokal dengan pun#ak besar. Diagram menunjukkan analisis sudut fase sinyal #a#at dengan kedalaman yang berbeda.
9nspeksi arus eddy berbasis Saat bahan ;erro dan bahan non<;erromagnetik ddy lapangan saat garis penetrasi ke dinding tabung sangat penting untuk memungkinkan deteksi #a#at di kedua sisi dinding dengan #ara garis lapangan berubah karena inhomogeneities seperti #a#at. Standar kedalaman penetrasi digambarkan sebagai fungsi berikut:
- = Kedalaman Standar penetrasi ImmJ / = 5ahan konduktiitas listrik I!mmJ LG = Absolute permeabilitas Lr = permeabilitas relatif f = ;rekuensi
5ahan non ferromagneti# memiliki nilai permeabilitas relatif dan absolut dari '. 9tu kedalaman penetrasi standar ddy garis
memeriksa dan mendeteksi di kedua sisi dinding tabung feromagnetik. leh karena itu, selain diperpanjang ddy teknik kini seperti Magneti# 5ias ddy $eknik an#ar dan Nauh 5idang $eknik ddy saat ini digunakan untuk mengatasi keterbatasan dijelaskan. .
MA4;AA$ A*@S DDO
Manfaat arus eddy akan dapat terasa jika kita meaplikasikannya kedalam sebuat alat yang membuuhkan prinsif
Dapat menghentikan gerakan sebuah konduktor
.
Dapat dijadikan seagai sensor
