BAB III Kemagnetan dan Ferrofluid
3.2.3 Aplikasi dari Ferrofluid
Sifat sifat dan kemampuan ferrofluid untuk dikendalikan telah membuat fluida menjadi sangat berguna dalam bidang teknologi, kedokteran dan membantu dalam penelitian bahan. Dibawah ini diuraikan bebrapa aplikasi dari ferrofluid: 1. Ferrofluids digunakan untuk membentuk segel cairan di sekitar poros pemutar
pada hard-disk.
Poros putar dikelilingi oleh magnet, sejumlah kecil ferrofluid, ditempatkan pada celah udara antara magnet dan poros, ferrofluid akan dipegang pada
magnet membentuk suatu yang penghalang mencegah puing memasuki bagian dalam dari hard disk. Bagaimanapun, ferrofluid masih bersifat cukup serupa dengan suatu fluida sebenarnya yang tidak akan menggangu putaran dari poros.
2. Suspensi pada kenderaan
Jika alat penahan goncangan dari suatu suspensi kenderaan diisi dengan ferrofluid sebagai ganti minyak, dan keseluruhan alat diselubungi oleh elektromagnet, viskositas dari fluida ( dalam hal ini besarnya redaman yang diberikan oleh penahan goncangan) dapat diubah tergantung pada pilihan pengendara atau berat/beban yang dibawa oleh kenderaan - atau mungkin saja dengan perubahan dinamis dalam rangka menyediakan stabilitas kendali. Magneride atau Kontrol pengendara magnetik atau suspensi aktif adalah salah satu dari sistem tersebut yang yang mengijinkan faktor redaman disesuaikan sekali setiap seperseribu detik sebagai respons atas kondisi-kondisi.
Mulai tahun 2007, Perusahaan perakitan mobil BMW menggunakan versi kepemilikan mereka sendiri dari alat ini, sementara GM (perusahaan pertama yang telah melakukan hal yang sama), Audi dan Ferrari menawarkan
MagneRide dalam beragam model.
General Motor dan perusahaan permobilan lain sedang mencari untuk mengembangkan Fluida Magnetorheological sistem kopling yang akan digunakan untuk sistem tombol tekan penggerak empat roda. Sistem kopling akan menggunakan elektromagnet untuk memperpadat fluida yang akan mengunci poros penggerak (driveshaft) ke penggerak kendaraan.
Peredam type cair pada berbagai penggunaan sedang dan telah dikembangkan. Peredam ini utamanya digunakan pada industry berat dengan aplikasi pada peredam motor kerja berat, peredam pada ruang operator pada konstruksi kenderaan dan banyak lagi. Sejak tahun 2006, ilmuwan material dan insinyur mesin sedang bekerja sama untuk mengembangkan peredam gempa yang berdiri sendiri yang mana, ketika di manapun diposisikan di dalam suatu bangunan, akan beroperasi di dalam frekwensi resonansi bangunan, menyerap gelombang kejutan perusak dan ayunan dalam struktur bangunan, dengan pemberian peredam ini akan membuat bangunan anti gempa atau setidaknya tahan gempa.
4. Peralatan Pertahanan Militer
Angkatan Udara Amerika Serikat memperkenalkan suatu cat Material Penyerap Radar (Radar Absorbent Material) terbuat dari bahan ferrofluid dan substansi non magnetis yang lain. Dengan mengurangi pemantulan gelombang elektromagnetis, material ini membantu untuk mengurangi ke arah mengurangi Potongan Melintang Radar pesawat terbang.
5. Luar Angkasa
NASA telah mengadakan percobaan penggunaan ferrofluids di dalam loop tertutup sebagai basis untuk suatu sistem kendali posisi pesawat luar angkasa. Suatu medan magnet diberikan pada loop ferrofluid untuk merubah momentum sudut dan mempengaruhi perputaran dari pesawat luar angkasa. 6. Pengukuran
Ferrofluids mempunyai banyak aplikasi berhubung dengan optik dalam kaitan dengan sifat bias mereka; itu adalah, masing-masing butir, suatu micromagnet,
memantulkan cahaya. Aplikasi ini termasuk mengukur viskositas suatu cairan yang ditempatkan antara suatu polarisator dan suatu penganalisis, yang diterangi oleh suatu helium-neon laser.
7. Pengobatan/Kedokteran
Di dalam pengobatan/ kedokteran, suatu ferrofluid tertentu dapat digunakan untuk pendeteksian kanker. Ada juga banyak percobaan penggunaan ferrofluids untuk membuang tumor. Ferrofluid akan dipaksa ke dalam tumor dan kemudian diberikan suatu medan magnet yang berubah-ubah dengan cepat. Hal ini akan menciptakan gesekan, menghasilkan panas, karena pergerakan dari ferrofluid didalam tumor yang dapat menghancurkan tumor tersebut.
8. Pemindahan panas
Suatu medan magnet eksternal dibebankan pada suatu ferrofluid dengan bermacam-macam kepekaan, misalnya dalam kaitan dengan suatu gradien temperatur, menghasilkan suatu gaya magnet tidak seragam, yang akan membentuk suatu pemindahan panas yang disebut dengan Konveksi Thermomagnetik. Bentuk pemindahan panas ini dapat digunakan ketika pemindahan panas konveksi konvensional tidak mencukupi, misalnya dalam peralatan ukuran mikcro atau di bawah kondisi-kondisi gravitasi kurang. 9. Pengeras Suara (Loudspeaker)
Ferrofluids biasanya digunakan pada pengeras suara (Loudspeaker) untuk menghilangkan panas diantara kumparan suara dan magnet dan secara pasif meredam pergerakan dari corong. Mereka ditempatkan pada celah udara di sekitar kumparan suara, yang ditopang oleh magnit permanen.
Gambar 3.7 Pengeras suara dengan ferrofluid
Karena ferrofluids adalah paramagnetik, ferrofluid juga mengikuti Hukum Curie, yang akan menjadi kurang bersifat magnetis pada temperatur lebih tinggi. Suatu magnit kuat yang ditempatkan dekat kumparan suara ( yang menghasilkan panas) akan selalu menarik ferrofluid yang lebih dingin ke arahnya lebih daripada ferrofluid lebih panas dengan demikian akan memaksa ferrofluid yang lebih panas keluar, ke arah heat sink. Ini adalah suatu metode pendingin efisien yang tidak membutuhkan energi masukan tambahan.
BAB IV
PENGGUNAAN FERROFLUID UNTUK MENINGKATKAN EFFISIENSI MOTOR ARUS SEARAH
4.1 Pengantar
Penggunaan ferrofluid akhir akhir ini semakin berkembang, hal ini disebabkan karena diversifikasi dari kekayaan sifat fluida ini. Ferrofluid digunakan pada mesin mesin sebagai pelumas, bearing, sealing dan peredam getaran, pada thermodinamika aplikasinya mulai dari pendinginan dan pemindahan panas (konveksi) sampai kepada elektrodinamika termasuk transmisi daya, pompa dan juga sensor-sensor. Sebagian besar keuntungan aplikasinya adalah mulai dari kemungkinan kemudahan pengaturan posisi dengan medan magnet tanpa elemen mekanis yang menjamin ketahanannya.
Dalam bab ini akan diuraikan tentang cara memperbesar torsi pada mesin arus searah dengan menggunakan ferrofluid pada celah udara antara stator dan rotor. Keuntungan dari sifat cair dan permeabilitas yang tinggi dari ferrofluid memungkinkan hal ini terjadi. Sifat cairnya memungkinkan ferrofluid untuk ditempatkan pada celah stator-rotor tanpa menghalangi gerak rotor. Permeabilitas yang tinggi dari Ferrofluid akan mengakibatkan penurunan resistansi magnet dari motor arus searah yang akan menurunkan nilai arus untuk torsi yang konstan. Disisi lain tambahan torsi pengereman yang diakibatkan oleh gesekan karena kekentalan dari fluida harus juga dipertimbangkan.