2.1 Pengertian Magnet
Pengetahuan tentang sifat magnet tumbuh dari pengamatan bahwa batu-batu (magnetic) tertentu dapat menarik potongan logam besi. Kata magnet berasal dari kata magnesia (bahasa Yunani) 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 dapat menarik benda lain yang berasal bahan logam. Namun tidak semua logam dapat ditarik oleh magnet.Besi dan baja adalah dua contoh logam yang mempunyai daya tarik yang tinggi oleh magnet.
Magnet alam yang lain adalah bumi sendiri, yang dapat mengarahkan sebuah jarum kompas, yang telah dikenal sejak lama dan digunakan sebagai alat navigasi dalam pelayaran. Pada tahun 1820 Oested menemukan bahwa arus listrik yang dialirkan pada selembar kawat dapat menghasikan efek magnetik yaitu dapat mengubah arah (orientasi) sebuah jarum kompas.
Magnet memiliki dua tempat yang gaya magnetnya paling kuat. Daerah ini disebut kutub magnet.Ada 2 kutub magnet, yang dinamakan kutub utara (U) dan kutub selatan (S).Gaya-gaya magnet juga timbul di sekitar magnet arahnya dapat dengan cara menaburkan serbuk besi pada kertas yang diletakkan di atas magnet seperti terlihat pada gambar beriut ini.
2.2 Efek Hall
Dari penelitian seorang fisikawan E.H.Hall didapatkan bahwa bukan electron yang bermuatan negative saja yang dapat menghantarkan arus listrik, sebab ternyata ditemukan juga pada keadaan khusus kita menemukan partikel-partikel bermuatan positif yang dikenal dengan sebutan hole dapat juga bertindak sebagai penghantar arus. Kita dapat menyimpulkan bahwa hole sepenuhnya berkelakuan mirip seperti partikel positif. Efek hall dari semikonduktor lebih penting dalam suatu logam, karena disini pembawa arus lebih sedikit sehingga koefisien hallnya sangat besar dibandingkan dengan logam. Tegangan timbul karena pembawa arus negative atau posisi dalam logam dibelokkan oleh medan magnet sehingga tertumpuklah pada masing masing permukaan muatan yang berlawanan.Adanya keadaan lebih positif dan lebih negative pada permukaan yang bertolak belakang yang menimbulkan beda potensial. Tegangan inilah yang dikenal dengan tegangan Hall.
(a) (b)
Gambar 2.2 Efek Hall, a) Partikel positif bergerak ke kanan, b) Partikel negatif bergerak ke kiri
Pembawa arus adalah hole yang bermuatan positif sehingga arahnya searah dengan arah arus. Hasil V+ x B menyebabkan timbulnya gaya F yang sejajar dengan sumbu Y. Ini mengakibatkan hole-hole tadi dibelokkan kekanan sehingga timbul medan listrik karena permukaan sebelah kanan memiliki muatan positif lebih besar dibandingkan permukaan sebelah kiri. Kesetimbangan akan terjadi karena medan magnet B yang membelokkan pembawa muatan kearah kanan/kiri diimbangi oleh tenaga listrik yang mengarah kekiri/kanan.
Gambar 2.3 Pembelokan medan magnet
( 2.1)
VH
=
B
B
S
A
l E
t
U
p
e EH
v
Jika n adalah jumlah muatan persatuan, volume : I = n q v t l ; v adalah kecepatan bergerak dari muatan. Tegangan Hall VH yang terjadi , besarnya yaitu :
(2.2)
Dengan :
V = Tegangan Hall (Volt) t = Tebal cuplikan (m)
I = Arus yang melalui cuplikan (Ampere) B = Medan magnet (Wb/m2atau Tesla) n = Rapat muatan ( m-3)
F = Gaya (N)
l = Panjang cuplikan (meter) q = Muatan elementer (Coulomb)
2.3 Hukum Ampere
Penemuan bahwa arus efek-efek magnet dibuat Hans Cristian Oersted didalam tahun 1820.Oesrted membuat penemuannya sehubungan dengan demostrasi didalam kelas. Jika kita membuat kawat yang berarus sebagai sumber khas medan dan sebagai objek khas pada medan magnet maka sebagai anaologi dengan argumentasi untuk medan listrik kita dapat menuliskan:
Arus ↔ Medan (B) ↔ Arus,
Gambar 2.4 Hukum Ampere
Sekarang kita menuliskan hubungan kuantitatif diantara arus I dan medan magnet B sebagai:
(2.3)
(2.4)
Dengan :
B = medan magnet (Wb/m2atau Tesla) µo = permebilitas vakum ( 4π.10-7Wb/Am) I = kuat arus listrik yang melalui kawat ( A ) r = jarak titik kawat berarus listrik (m) dl = panjang elemen kawat (m)
Hubungan antara I dan B dikenal sebagai hukum ampere.Hukum Ampere menyatakan bahwa ada gaya tarik menarik atau tolak menolak antara dua kawat paralel yang membawa arus listrik. Gaya ini digunakan dalam definisi dari ampere, yang menyatakan bahwa "arus konstan akan menghasilkan gaya tarik dari 2 × 10-7 newton per meter panjang antara dua penghantar lurus, konduktor paralel panjang tak terbatas dan melingkar diabaikan penampang ditempatkan satu meter dalam ruang hampa / vakum ". Eksperimen tersebut terdiri dari pengukuran B berbagai jarak r dari sebuah kawat lurus yang panjang yang penampangnya berbentuk lingkaran yang mengangkut sebuah arus i.
cenderung untuk menjadi sejajar untuk medan magnet luar. Dengan kutub utaranya menunjuk kearah B. Jika arah arus didalam kawat dibalik, maka semua jarum kompas akan membalik kedudukan ujung-ujungnya, hasil eksperimen ini menunjukkan kaidah tangan kanan. Untuk menentukan arah B didekat sebuah kawat yang mengangkut arus I , genggamlah kawat tersebut dengan tangan kanan, dengan inu jari yang menunjuk didalam arah arus, maka jari lainnya akan melingkar menintari kawat didalam arah B.
Gambar2.5Medan Magnet Pada Kawat Lurus
2.4Dua Penghantar Yang Sejajar
Gambar 2.6 Medan Magnet Pada Dua Kawat Lurus
Beberapa orang diantara teman sejawat Ampere berpikir bahwa berdasarkan eksperimen Oersted maka tarikan diantara kedua penghantar merupakan suatu hasil yang jelas dan tidak perlu dibuktikan. Mereka mengemukakan bahwa jika kawat 1 dan 2 masing-masing mengerjakan gaya pada sebuah jarum kompas maka kawat-kawat tersebut haruslah saling mengerahkan gaya terhadap satu sama lain. Kesimpulan mereka tersebut adalah salah. Kawat 1 akan menghasilkan sebuah medan magnet B1 pada semua titik yang berada didekatnya. Besarnya B1 yang ditimbulkan oleh arus I1 ditempat kedua kawat adalah
(2.5)
Dengan :
B = Medan magnet [Wb/m2atau Tesla]
µo = pemeabilitas magnetik di udara (Wb/mA) r = jarak pada penghantar (m)
I = arus pada kawat penghantar (A)
menarik persatuan panjang diantara kawat kawat tersebut adalah tepat sebesar 2.10-7 N/m, maka arus tersebut didefenisikan sebagai satu Ampere.
Dimana diketahui bahwa gaya persatuan panjang (F/l) untuk kedua penghantar sama. Apabila arah arus I1 dan I2 searah mengakibatkan terjadi gaya tarik-menarik dan bila I1 dan I2 berlawanan arah maka terjadi gaya tolak-menolak dengan:
(2.6)
(2.7)
Dengan : 0 =Pemeabilitas magnetik di udara (Wb/mA) F = Gaya (N)
B = Medan magnet (Wb/m2atau Tesla) d =Jarak kedua penghantar (m)
I1 = Arus pada kawat penghantar l1 (A) I2 = Arus pada kawat pengahntar I2 (A) l1 =Panjang kawat penghantar 1 (m)
l2 = Panjang kawat penghantar 2 (m), Karena l1 = l2 = l
2.5 Hukum Biot-Savart
Kita sekarang menjelaskan sebuah prosedur yang serupa untuk menghitung B pada setiap titik yang ditimbulkan oleh sebuah distribusi arus yang sembarang.Kita membagi bagi distribusi arus tersebut ke dalam elemen-elemen arus dan dengan hukum biot savart maka kita menghitung kontribusi dB yang ditimbulkan oleh setiap elemen arus pada titik yang ditinjau. Kita mencari mean B pada titik tersebut dengan mengintegralkan kontibusi kontribusi medan magnet untuk seluruh distribusi.
Gambar 2.7Hukum Biot-Savart
Dari gambar memperlithatkan sebuah distribusi arus yang sembarang yang terdiri dari sebuah arus I di dalam kawat yang melengkung.Gambar tersebut memperlihatkan juga sebuah elemen arus khas, elemen tersebut adalah sebuah panjang dl dari penghantar yang mengangkut arus i. Arahnya adalah arah garis singgung pada penghantar.Sebuah elemen arus tidak dapat berada pada suatu kesatuan yang terisolasi karena sebuah jalan yang mengalirkan arus kedalam sebuah elemen tersebut harus disediakan pada satu ujung dan keluar dari elemen tersebut ke ujung lainnya. Misalkan P adalah titik pada nama kita ingin mengetahui medan magnet dB yang diasosiasikan dengan elemen arus tersebut. Menurut hukum Biot-Savart maka besarnya dB yang diberikan adalah
(2.8)
Dimana r adalah vector pergeseran dari elemen tersebut ke P dan θ adalah sudut
diantara vector dl. Arah dB adalah verktor dl x r. kita dapat menuliskan hokum Biot dan Savart didalam bentuk vector sebagai :
Bila kita menyatakannya didalam besarnya perumusan tersebut memberikan juga infornasi lengkap mengenai arah dB, yakni bahwa arah tersebut adalah sama seperti arah vector dl x r. Medan resultan di titik P didapatkan dengan mengintegralkan :
(2.10) Dengan:
dB = Medan magnet [Wb/m2atau Tesla]
µo = Pemeabilitas magnetik di udara (Wb/mA) I =kuat arus pada kawat dalam ampere ( A ) dl = panjang elemen kawat (m)
r =jarak P ke lingkaran kawat dalam meter ( m ) Dimana integral tersebut adalah sebuah integral vector.
2.6 Medan magnet pada kawat melingkar
Gambar 2.8 Medan Magnet PadaKawat Melingkar
( 2.11)
Untuk sejumlah N lilitan kawat berlaku :
(2.12)
Dengan :
BP = Induksi magnet di P pada sumbu kawat melingkar dalam tesla ( T) I = kuat arus pada kawat dalam ampere ( A )
a = jari-jari kawat melingkar dalam meter ( m ) r = jarak P ke lingkaran kawat dalam meter ( m )
θ = sudut antara sumbu kawat dan garis hubung P ke titik pada lingkaran kawat dalamderajad (°)
x = jarak titik P ke pusat lingkaran dalam mater ( m )
Besarnya medan magnet di pusat kawat melingkar dapat dihitung :
, untuk N lilitan kawat maka : (2.13)
Dengan:
B = Medan magnet dalam tesla ( T )
µo = Permeabilitas ruang hampa = 4п . 10 -7 Wb/am I = Kuat arus listrik dalam ampere ( A )
2.7 B untuk Sebuah Solenoida
Solenoida (solenoid) adalah sebuah kawat panjang yang dililitkan didalam sebuah helix yang terbungkus rapat dan yang mengangkut sebuah arus i. Untuk titik-titk yang dekatkepada sebuah lilitan tunggal solenoid tersebut, pengamat tidak menyadari bahwa kawat tersebut dibengkokkan didalam bentuk sebuah busur. Kawat tersebut bersikap secara magnetic hampir menyerupaisebuah kawat lurus yang panjang, dan garis-garis B yang ditimbulkan oleh lilitan tunggal ini adalah merupakan lingkaran – lingkaran konsentris.
Medan solenoid tersebut adalah jumlah vector dari medan–medan yang ditimbulkan oleh semua lilitan yang membuat atau yang membentuk solenoid tersebut.Lihat gambar dibawah yang memperlihatkan sebuah solenoid dengan lilitan–lilitan yang sangat jarang (widely spaced turns), menganjurkan bahwa medan–medan cenderung untuk saling menghilangkan diantara kawat– kawattersebut.
Gambar2.9 Medan Magnet Pada Selonoida
Pada gambar menjelaskan bahwa pada titik-titik di dalam solenoid dan tempat yang cukup jauh dari kawat – kawat tersebut, B adalah sejajar dengan sumbu solenoid. Didalam kasus pembatas atau limiting case mengenai kawat – kawat segiempat kuadratis yang berdekatan yang terbungkus dengan erat, maka solenoid tersebut pada pokoknya akan menjadi lembar arus silender dan persyaratan – persyaratan simetri.
oleh bagian bawah lilitan solenoid tersebut (yang ditandai dengan ) yang menunjuk kekanan. Jika solenoid tersebut semakin bertambah ideal yakni jika solenoid mendekati konfigurasi sebuah lembar arus silender yang panjangnya takberhingga, maka medan B di titik – titik luar mendekati nol. Dengan mengambil medan luar sebesar nol bukanlah merupakan sebuah anggapan yang buruk untuk sebuah solenoid yang digunakan didalam praktek jika panjangnya jauh lebih besar dari pada diameternya, dan jika kita hanya meninjau titik – titik luar yang dekat dengan daerah pusat solenoid yakni yang jauh dari ujung – ujung solenoid. Pemakaian hukum ampere adalah:
(2.14)
Pada hukum ampere diatas menjelaskan bahwa integral sebagai jumlah dari empatintegral, satu integral untuk satu segmen:
B = μ0 i n (2.15) dimana :
B = medan magnet [Wb/m2atau Tesla]
i = arus yang mengalir pada kawat/lilitan [A]
μ0 = permeabilita sudara [T.m/A atau wb/A.m] n = jumlah lilitan
2.8 Fluks magnet
Garis-garis yang menggambarkan pola medan magnet disebut garis-garis gaya magnet. Garis-garis gaya magnet tidak pernah berpotongan satu sama lainnya. Makin banyak jumlah garis-garis gaya magnet makin besar kuat medan magnet yang dihasilkan. Apapun bentuknya sebuah magnet memiliki medan magnet yang digambar berupa garis lengkung. Dua kutub magnet yang tidak sejenis saling berdekatan pola medan magnetnya juga berupa garis lengkung yang keluar dari kutub utara magnet menuju kutub selatan magnet.
utara masing-masing cenderung saling menolak. Karena arah garis gaya berlawanan, terjadilah tolak-menolak antara garis-garis gaya yang keluar kedua kutub utara magnet. Fluks magnet didefenisikan sebagai perkalian antara medan magnet B dengan luas bidang A yang tegak lurus dengan induksi magnetnya. Secara matematis ditulis:
(2.16)
Gambar 2.10 Fluks magnet
Dalam kenyataanya, induksi magnet B tidak selalu tegak lurus pada bidang, sehingga rumus flukks magnet diatas berubah menjadi :
(2.17)
Dengan : θ = sudut antara arah induksi magnet denga arah normal bidang = fluks magnet ( Wb )
A = luas bidang
B = Induksi magnet ( T)
2.9 Penghitungan Induktans
Kita mampu menghitung kapasitansi secara langsung dengan menggunakan factor-faktor geometris untuk sejumlah kecil kasus, seperti kapasitor bidang sejajar. Dengan cara yang sama kita dapat menghitung induktans diri L untuk sejumlah kesil kasus khusus.
L = Induktansi dari kumparan dalam Henry N = Jumlah putaran/lilitan pada kumparan kawat (kawat yang lurus berarti N=1)
µ = Permeabilitas dari bahan inti (absolut, bukan relatif)
µr =Permeabilitas relatif, tidak mempunyai dimensi satuan alias konstanta L = Panjang kumparan dalam meter
Induktans dari panjang l dari sebuah selonoida adalah sebanding dengan volumenya dan dengan kuadrat banyaknya lilitan per satuan panjang. Perhatikan bahwa induktans tersebut hanya bergantung pada factor-faktor geometris. jika kita melipat duakan banyaknya lilitan persatuan panjang, maka hanya lilitan total N
yang dilipat duakan tetapi juga fluks ϕB yang melalui setiap lilitan akan dilipat
duakan, yang menghasilkan factor keseluruhan sebesar empat untuk tautan fluks
NϕB. Karena pada faktanya, nilai permeabilitas berubah-ubah bila intensitas medannya berubah (ingat ketidaklinieran kurva B/H untuk berbagai macam bahan). Karena nilai permeabilitas (µ) pada persamaan itu tidak stabil, maka induktansi (L) juga tidak stabil dalam beberapa derajat bila arus yang mengaliri koil berubah-ubah
2.10 kurva Histerisis Magnet
rotasi dari domain tunggal dengan bidang terbalik. Selanjutnya, domain memiliki momen magnetik sejajar dengan bentuk bidang baru dan tumbuh dengan mengorbankan mantan domain. Kritis untuk penjelasan ini adalah perlawanan terhadap gerakan dinding domain yang terjadi sebagai respons terhadap peningkatan medan magnet dalam arah yang berlawanan, ini menyumbang B dengan H, atau histeresis. Ketika medan listrik mencapai nol, masih ada beberapa fraksi volume net domain berorientasi di bekas arah, yang menjelaskan keberadaan Br remanen .
Untuk mengurangi lapangan B dalam spesimen ke nol, medan H besarnya Hc harus diterapkan dalam arah yang berlawanan dengan medan asli, Hc disebut koersivitas, atau kadang-kadang kekuatan koersif. Setelah kelanjutan dari medan listrik dalam arah sebaliknya ini, seperti yang ditunjukkan pada gambar, saturasi akhirnya dicapai dalam arti yang berlawanan, sesuai dengan titik S. Sebuah pembalikan kedua lapangan untuk titik saturasi awal (titik S) melengkapi hysteresis loop simetris dan juga menghasilkan kedua remanen negatif (Br) dan koersivitas positif ( Hc).
Gambar 2.11 Kerapatan Fluks versus Kekuatan Medan Magnet
pada arah yang menguntungkan (atau hampir sejajar dengan) medan listrik tumbuh dengam yang berorientasi tidak baik .
Gambar 2.12PerilakuB-versus-H
koersif Hc, selanjutnya pembalikan kembali arah H yang mengakibatkan pembalikan arah B, tetapi perubahan B tidak secepat perubahan H.
2.11 Permeabilitas Magnet
Permeabilitas (permeability) adalah kemampuan suatu benda untuk dilewati garis gaya magnet. Permeabilitas dinyatakan dengan simbol µ . Benda yang mudah dilewati garis gaya magnet disebut memiliki permabilitas yang tinggi. Permebilitas magnet merupakan konstanta perbandingan antara rapat fluks (B) dengan kuat medan (H) yang digasilkan magnet. Untuk udara dan bahan nonmagnetik, permeabilitas dinyatakan sebagai permeabilitas ruang kosong (µo =
4π.10-7
H/m ), sehingga :
B/H = µo (2.20) Untuk bahan lain maka permeabilitasnya sebanding dengan permeabilitas ruang kosong dikalikan permeabilitas relatif bahan (µr). Sehingga diperoleh :
B/H = µo µr (2.21) absolut. Dengan konstanta permeabilitas maka karakteristik kemagnetan suatu bahan dapat digambarkan dalam kurva perbandingan B – H. Permeabilitas µ dari benda-benda magnetik adalah perbandingan antara B dengan H, dinyatakan dengan rumus:
Semakin besar arus yang mengalir didalam suatu kumparan, semakin besar kuat medannya, begitu juga semakin banyak lilitan kawatnya, semakin banyak dihasilkan garis gaya magnet. Perkalian antara kuat arus dan jumlah lilitan disebut Ampere-lilitan, atau gaya gerak magnet, dinyatakan dengan rumus :
(2.24) Dengan :
F = gaya gerak magnet (ggm) dalam satuan At (=Ampere turns) N = jumlah lilitan
I = kuat arus pada kawat kumpaaran dalam satuan Ampere
Bila suatu kumparan direnggangkan menjadi dua kali dari panjang aslinya, maka kuat medan magnetnya menjadi setengahnya. Field intensity (kuat medan magnet) berbanding lurus dengan jumlah lilitan dan besar arus pada kawat kumparan dan berbanding terbalik dengan panjang kumparan. Hal ini dinyatakan dengan rumus: adalah jarak antara ujung kedua kutub inti (panjang inti) tersebut.
2.12 Dipol Magnet
Dipol magnetik dapat dianggap sebagai magnet bar kecil yang terdiri dari kutub utara dan selatan bukan muatan listrik positif dan negatif. Dipol magnetik dipengaruhi oleh medan magnet dalam cara yang mirip dengan cara di mana dipol listrik dipengaruhi oleh medan listrik. Dalam medan magnet, kekuatan bidang itu sendiri memberikan sebuah torsi yang cenderung mengarahkan dipol dengan lapangan.
2.13 Kemagnetan Bahan
Kita dapat menggolongkan benda berdasarkan sifatnya. Berdasarkan kemampuan benda menarik benda lain dibedakan menjadi dua, yaitu benda magnet dan benda bukan magnet. Namun, tidak semua benda yang berada di dekat magnet dapat ditarik. Benda yang dapat ditarik magnet disebut benda magnetik. Benda yang tidak dapat ditarik magnet disebut benda nonmagnetik.
Benda yang dapat ditarik magnet ada yang dapat ditarik kuat, dan ada yang ditarik secara lemah. Oleh karena itu, benda dikelompokkan menjadi tiga, yaitu benda feromagnetik, benda paramagnetik, dan benda diamagnetik. Benda-benda magnetik yang bukan magnet dapat dijadikan magnet. Benda itu ada yang mudah dan ada yang sulit dijadikan magnet. Besi mudah untuk dibuat magnet, tetapi jika setelah menjadi magnet sifat kemagnetannya mudah hilang. Oleh karena itu, besi digunakan untuk membuat magnet sementara.
2.13.1 Bahan Diamagnetik
atom mempunyai elektron orbital, maka semua bahan bersifat diamagnetik. Suatu bahan dapat bersifat magnet apabila susunan atom dalam bahan tersebut mempunyai spin elektron yang tidak berpasangan. Dalam bahan diamagnetik hampir semua spin elektron berpasangan, akibatnya bahan ini tidak menarik garis gaya.
2.13.2 Bahan Paramagnetik
Bahan paramagnetik adalah bahan yang resultan medan magnet atomis masing-masing atom/ molekulnya tidak nol, tetapi resultan medan magnet atomis total seluruh atom/ molekul dalam bahan nol, hal ini disebabkan karena gerakan atom/ molekul acak, sehingga resultan medan magnet atomis masing-masing atom saling meniadakan. Di bawah pengaruh medan eksternal, mereka mensejajarkan diri karena torsi yang dihasilkan. Sifat paramagnetik ditimbulkan oleh momen magnetik spin yang menjadi terarah oleh medan magnet luar.
Gambar 2.13 Arah domain-domain dalam bahan paramagnetik sebelum diberi medan magnet luar
Gambar 2.14 Arah domain dalam bahan paramagnetik setelah diberi medan magnet luar.
Dalam bahan ini hanya sedikit spin elektron yang tidak berpasangan, sehingga bahan ini sedikit menarik garis-garis gaya. Dalam bahan paramagnetik, medanB yang dihasilkan akan lebih besar dibanding dengan nilainya dalam hampa udara.
2.13.3 Bahan Feromagnetik
dihilangkan, akan tetap memiliki medan magnet, karena itu bahan ini sangat baik sebagai sumber magnet permanen.
2.14 Power Supply ( Sumber Daya )
Semua peralatan elektronika menggunakan sumber tenaga untuk beroperasi, suber tenaga tersebut bermacam-macam ada dari battery, accu, dan ada yang langsng menggunakan tenaga listrik jala-jalaPLN. Power supply adalah sebuah perangkat yang memasok energy listrik untuk satu alat atau system yang berfungsi untuk menyalurkan energy listrik. Istilah ini sering diterapkan ke perangkat yang mengkorversi salah satu bentuk energy listrik yang lain. Sebuah catu daya diatur adalah salah satu yang mengontrol tegangan output atau untuk nilai tertentu, nilai dikendalikan mengadakan hamper konstan, meskipun variasi baik dalam beban atau tegangan yang diberikan oleg sumber energy satu daya. Secara prinsip rangkaian power supply adalah menurunkan tegangan AC, menyearahkan tegangan AC sehingga menjadi DC, menstabilkan tegangan DC.
Gambar 2.15 Konversi Arsu AC menjadi Arus DC.
Tambahan komponen yang mungkin disertakan adalah linear regulation, yang bertugas menjaga tegangan sesuai yang diinginkan, meski daya output yang dibutuhkan semakin bertambah.
Prinsip kerja dari power supply adalah menurunkan tegangan AC, menyearahkan tegangan AC sehingga menjadi DC, menstabilkan tegangan DC, yang terdiri atas transformer, diode, dan kapasitor. Tegangan jala- jala 220 Volt dari linstrik PLN diturunkan oleh trasformator penurun tegangan ( step Down ) yang menerapkan perbandingan lilitan. Dimana perbandingan lilitan dari suatu trasformator akan mempengaruhi tegangan yang dihasilkan. Rangkaian penyearah yang digunakan memanfaatkan empat dioda brigde yang telah dirancang untuk meloloskan kedua sirklus gelombang Ac menjadi saru arah.Arus masuk ke dioda jembatan sehingga arus yang awalnya arus AC menjadi arus DC. Hal ini disebabkan karena selama setengah siklus tegangan sekunder yang positif menyebabkan arus akan mengalir ke diode ke 2 dan tidak akan mengalir ke dioda 1 karena diode 1 yang merefers arus kemudian diode 2 yang memfordward arus. Kemudian pada saat arus kembali ke penyearah jembatan maka arus melalui diode ke 3 karena arus cenderung mengalir dari potensial tinggi ke rendah dan kembali ke trafo.Dan selama setengah siklus tegangan sekunder yang negative maka arus melalui diode ke 4 lalu masuk ke rangkaian.Pada saat arus kembali ke penyearah jembatan arus hanya melalui diode 1 dan kembali ke trafo. Dari proses tersebut rangkaian hanya mengalami satu kondisi meyebabkan arus dari ac menjadi dc.
akan semakin cepat, sehingga dengan begitu makan bisa dipastikan gelombang semula rata akan berubah kembali memiliki ripple akibat pelepasan muatan yang begitu cepat.
2.15Constant Current
Bila pada kumparan kawat kita alirkan arus listrik, maka pada daerah yang dibatasi oleh kumparan tersebut akan timbul medan magnet. Besar medan magnet yang ditimbulkan tergantung kepada permebilitas daripada bahan yang berada pada daerah yang dibatasi oleh kumparan, dan juga tergantung pada arus listrik yang dilewatkan pada kumparan kawat. Bila permebilitas bahan dianggab tetap, maka teknik yang paling mudah untuk mendapatkan medan magnet dengan besar tertentu adalah dengan mengalirkan sejumlah arus pada kumparan yang meliliti kawat tersebut. Namun medan yang diperoleh belum tentu konstan. Hal itu disebabkan karena besaran arus sangat bergantung pada besaran potensial listrik dan juga resistansi yang dilaluinya. Untuk potesial yang berubah-ubah atau harga resistor yang berubah-ubah, maka arus yang mengalir tidak konstan dan akibatnya medan magnet yang ditimbulkan menjadi tidak konstan.
Di laboratorium stuktur dan sifat-sifat material LIPI, telah ada sebuah alat yang akan menghasilkan medan magnet konstan. Sensitivitas dari alat itu tiap 1 gauss dibutuhkan arus sebesar 1Ampere. Arus tersebut tidak selalu menghasilkan besarnya medan magnet yang linear terhadap arusnya, tetapi pada suatu titik tertentu medan magnet ini seakan akan sudah jenuh dan ia akan menjadi konstan terhadap perubahan ampere. Keadaan jenuh tersebut terletak kira-kira 10 A.
Pada pendahuluan telah dikatakan bahwa pada kumparan kawat, dialirkan arus listrik, maka pada daerah yang dibatasi oleh kumparan akan timbul magnet, hubungan ini secara matematis dituliskan dengan rumus sederhana yaitu :
(2.26)
Dimana : µ = permebibilitas inti kumparan N = banyaknya lilitan
i = besarnya arus yang dilewatkan ( A )
