kereta maglev magnet mantap

Bagaimana Caranya Kereta Maglev Menggunakan Gaya Magnet

Kereta maglev atau magnetic levitation akan jadi kereta super cepat di masa depan yang menggunakan gaya magnet
Kereta maglev atau magnetic levitation akan jadi kereta super cepat di masa depan yang menggunakan gaya magnet

Kereta Maglev (Magnetic Levitation) adalah kereta yang memanfaatkan gaya magnet untuk mendapatkan kecepatan maksimal dalam mengangkat kereta. Jadi kereta akan terlihat seperti “melayang” sehingga optimasi dan efisiensi terjamin.

kereta magnet magnetic levitation (maglev) pelajaran materi makalah

Seperti namanya, prinsip dari kereta api ini adalah memanfaatkan gaya magnet untuk mengangkat kereta sehingga mengambang, tidak menyentuh rel sehingga gaya gesek dapat dikurangi. Kereta maglev juga memanfaatkan magnet sebagai pendorong.

Baca juga: Apa yang Menyebabkan Terjadinya Ombak Laut?

SCMaglev merupakan kepanjangan dari Semi-Conductor Magnetic Levitation. Kereta yang mampu bergerak hingga 600 km/jam ini pertama kali dikembangkan oleh perusahaan Japan Railway sejak tahun 1962.

Kereta Magnetic Levitation atau disebut maglev memanfaatkan gaya magnet untuk mengangkat kereta sehingga mengambang, tidak menyentuh rel sehingga gaya gesek dapat dikurangi. Kereta maglev juga memanfaatkan magnet sebagai pendorong. Dengan kecilnya gaya gesek dan besarnya gaya dorong, kereta ini mampu melaju dengan kecepatan sampai 600 km/jam, jauh lebih cepat dari kereta biasa.

kereta magnet magnetic levitation (maglev) pelajaran materi makalah

Ada tiga jenis teknologi maglev:

  • tergantung pada magnet superkonduktivitas (suspensi elektrodinamik);
  • tergantung pada elektromagnetik terkontrol (suspensi elektromagnetik); atau yang
  • terbaru, mungkin lebih ekonomis, menggunakan magnet permanen (Inductrack).

Magnetic leviatation merupakan sebuah metode yang digunakan untuk
membuat sebuah objek melayang di udara tanpa bantuan selain medan magnet. Medan
ini digunakan untuk menolak atau meniadakan gaya tarik gravitasi.

Mungkin kamu tertarik: Apakah di suatu negara bisa tingkat pengangguran 0%?

Jepang merupakan negara pertama yang mengembangkan jaringan kereta Maglev yang pertama kali
diluncurkan pada tahun 1964. Mengingat Jepang merupakan salah satu negara industri
di Asia, dengan mobilitas yang sangat tinggi, maka diperlukan alat transportasi darat
yang mendukung seluruh aktivitas penduduk Jepang.

Hanya Jepang dan Jerman saja yang siap memasuki dunia Maglev, bila dilihat dari teknologi Maglev yang telah terbukti mencapai kecepatan yang mencengangkan hasil dari kedua negara tersebut.

Prinsip Kerja Kereta Magnet (Magnetic Levitation)

kereta maglev magnet mantap

Pada umumnya prinsip kerja dari Maglev train adalah dengan memanfaatkan daya tolak-menolak dan gaya tarik-menarik antara medan magnet yang berada pada rel (railway) dengan kereta itu sendiri.

Kamu bisa baca artikel menarik ini: Apakah di Jepang ada Warga Gelandangan?

Maglev sendiri punya beberapa teknik dalam pengaplikasiannya pada kereta. Teknik pertama yaitu EMS atau electromagnetic suspension. Teknik ini membuat kereta melayang diatas jalur yang terbuat dari besi, sedangkan pada kereta sendiri terdapat elektromagnet yang menyatu dengan kereta itu sendiri. Pada teknik ini, kereta menggunakan feedback yang canggih sehingga kereta mampu menjaga jarak dengan jalur. Pada kereta yang menggunakan teknik ini, kereta biasanya memiliki lengan berbentuk C dan di bagian dalam lengan terdapat magnet [3].

Teknik lainnya yaitu EDS atau electrodynamic suspension. Pada teknik ini, kereta dan jalurnya memiliki magnet sendiri. Pada bagian depan gerbong kereta, magnet kereta dan jalur dibuat agar saling tarik menarik. Sedangkan pada bagian belakang gerbong kereta, magnet dibuat agar saling tolak menolak, sehingga kereta mampu bergerak 

Jadi dapat disimpulkan bahwa untuk membuat kereta ini terangkat dari lintasannya dibutuhkan medan magnet yang sangat kuat. Tentu saja untuk mendapat medan magnet yang kuat dibutuhkan magnet batang dengan jumlah yang sangat banyak, namun permasalahan tersebut dapat dipecahkan dengan
penerapan hukum Lenz.

Baca juga: Ternyata Bermain Game Merugikan Republik Indonesia Triliunan Rupiah

Dalam hukum Lenz disebutkan bahwa,

Arus imbas akan muncul dalam arah yang sedimikan rupa sehingga arah
tersebut menentang perubahan yang menghasilkannya

Hukum Lenz

Berdasarkan pernyataan tersebut di atas, maka dapat disimpulkan bahwa hukum Lenz ini hanya berlaku pada rangkaian penghantar ruangan tertutup. Sehingga bila terdapat perubahan fluks magnet dalam ruang yang dikelilingi sistem kawat yang membentuk kumparan tertutup (rangkaian sistem tertutup), maka akan mengakibatkan terciptanya medan magnet yang melawan perubahan fluks magnet dalam sitem itu.

kereta magnet magnetic levitation (maglev) pelajaran materi makalah

Kereta api Maglev yang super cepat ini juga memiliki kelebihan lain yang sudah pasti tidak dimiliki oleh kereta api lainnya. Satu hal yang selalu menjadi ciri khas kereta api adalah suaranya. Kereta api selalu menghasilkan suara ribut dan bising yang mengganggu telinga.

Kereta Maglev justru hampir tidak bersuara sama sekali! Ini karena kereta tidak bersentuhan (tidak mengalami gesekan) dengan permukaan apa pun sehingga tidak ada suara yang tercipta akibat gesekan.

Teknologi kereta terbang ini semakin maju dengan aplikasi konsep superkonduktor. Superkonduktor merupakan konduktor yang tidak memiliki hambatan listrik pada temperatur yang sangat rendah. Bahan superkonduktor ini dapat menolak medan magnet. Ini berarti magnet yang diletakkan di atas bahan superkonduktor akan melayang (terbang) karena tidak bisa mendekati bahan superkonduktor itu (mengalami gaya tolak).

Analogi Penggunaan Kereta Cepat Maglev

Lumba-lumba dan ikan-ikan bisa berenang sangat cepat dalam air karena mereka memiliki bentuk tubuh yang streamline (ramping) sehingga bisa mengurangi drag (gaya hambat) air. Bentuk ramping mirip moncong lumbalumba dari maglev ini akan mengurangi drag udara, sehingga maglev dapat
meluncur cepat seperti peluru. Pada tanggal 2 Desember 2004 kemarin, Maglev Train buatan Jepang berhasil mencetak rekor terbaru saat mencapai kecepatan 542 km per jam.

Kelebihan dan Kekurangan Kereta Maglev

Pertama. Perawatan maglev bisa dikatakan lebih murah dibanding kereta pada umumnya. Hal ini disebabkan pada kereta umum yang menggunakan roda. Roda ini harus diperbaiki atau diganti pada waktu yang tertentu. Lain halnya dengan maglevMaglev tidak atau hampir tidak menggunakan roda. Sehingga biaya perbaikan bisa dikurangi.

kereta magnet magnetic levitation (maglev) pelajaran materi makalah

Kedua. Maglev sama sekali tidak terpengaruh dengan kondisi rel. Dengan tidak adanya roda maka tidak ada variabel pengaruh dari gaya gesek dengan jalur. Sehingga pada kereta maglev, gangguan dari kondisi cuaca bisa dihilangkan.

Ketiga dari sisi efisiensi. saat kereta umum memiliki energi yang hilang dari gaya gesek roda dan gaya gesek udara, gesekan yang terjadi pada maglev hanya udara dan tarikan elektromagnet yang nilainya cukup kecil.

Untuk kontrol sistem, maglev bisa dikatakan lebih aman karena sistem berjalan sesuai perintah dari komputer yang telah diprogram. Sedangkan pada kereta biasa, manusia yang mengontrol kereta itu sendiri dimana manusia sendiri kurang mampu mengendalikan kereta yang bergerak sangat cepat.

Hal lain dari kelebihan kereta maglev adalah ramah lingkungan. Sebab, kereta maglev tidak melakukan pembakaran seperti kereta pada umumnya.

Namun dari beberapa kelebihannya, maglev sendiri memiliki masalah terbesarnya. Maglev tidak dapat menggunakan rel kereta umum, hal ini menyebabkan rel harus diganti atau dibuat yang baru. Hal ini tentu membuat biaya awal maglev menjadi sangat mahal dan membuat pembangunan maglev perlu dipikirkan ulang.

Perbedaan Kereta MRT dan Kereta Maglev

Kereta MRT

MRT adalah singkatan dari Mass Rapid Transport dan juga disebut sebagai RTS atau kereta metro di berbagai negara. Sementara itu hanya tersedia di beberapa negara tertentu beberapa dekade yang lalu, hari ini ada puluhan negara membual kereta MRT di kota-kota metro mereka. Ini sebenarnya adalah sistem kereta api yang terdiri dari kereta yang bergerak secara elektrik yang berjalan di jalur yang dibuat khusus, kebanyakan di bawah tanah sehingga kereta tidak menghadapi lalu lintas dan membawa penumpang dengan cara yang sangat cepat dan efisien.

Sistem ini secara cerdik menghindari lalu lintas yang padat dengan memindahkan kereta berkecepatan tinggi ini baik jalur bawah tanah atau jalur yang ditinggikan di atas permukaan tanah. Sistem ini dirancang untuk mengembangkan serangkaian stasiun silang di seluruh kota sehingga kereta MRT melewati semua tempat penting di kota. Kereta MRT membutuhkan dukungan layanan bus yang efisien sehingga penumpang, setelah mengantar kereta bisa sampai ke setiap sudut dan sudut kota.

Kereta MAGLEV

kereta magnet magnetic levitation (maglev) pelajaran materi makalah

Ini adalah alternatif lain untuk mobil, bus, taksi, dan bahkan pesawat terbang seperti MAGLEV, atau kereta levitasi magnetik adalah kereta yang bergerak paling cepat di dunia. Kereta ini berpotensi menjadi sistem transportasi di abad ke-21 seperti halnya pesawat terbang di abad ke-20. Sebelum bergerak maju, mari kita lihat apa teknologi di balik levitasi magnetik.

Kereta MAGLEV bergerak maju melalui propulsi magnetik yang dilengkapi dengan bantuan magnet besar yang melekat pada bagian bawah kereta yang berjalan dengan kecepatan super cepat pada trek yang dibuat khusus. Kereta MAGLEV menggunakan elektromagnet berdaya tinggi yang membuat kereta melayang di atas jalan panduan atau melacak dengan kecepatan tinggi. Hal ini dimungkinkan oleh koil magnetik yang membentang di sepanjang lintasan atau arah pemandu dan mengusir magnet besar yang ditempatkan di bagian bawah gerbong kereta.

Setelah kereta melayang sekitar 1-10 cm di atas tanah, kereta tidak memerlukan daya listrik untuk propulsi tetapi melalui sistem unik dari dorongan dan tarikan magnet yang menggerakkan kereta dengan kecepatan sangat tinggi. Namun, arus listrik diperlukan untuk secara konstan mengganti polaritas kumparan magnet. Dengan demikian, kereta MAGLEV melayang di udara dan tidak menghadapi gesekan sama sekali yang dihadapi oleh semua kereta, termasuk kereta MRT yang harus berjalan di jalur besi.

Macam-macam Kereta Maglev

French Train a Grande Vitesse (TGV)

kereta magnet magnetic levitation (maglev) pelajaran materi makalah

TGV Kereta Api Nasional Prancis mewakili generasi kereta api roda-baja-rel berkecepatan tinggi saat ini. TGV telah beroperasi selama 12 tahun pada rute Paris-Lyon (PSE) dan selama 3 tahun pada porsi awal rute Paris-Bordeaux (Atlantique).

Kereta Atlantique terdiri dari sepuluh gerbong penumpang dengan gerbong listrik di setiap ujungnya. Gerbong-gerbong listrik menggunakan motor traksi putar sinkron untuk propulsi. Pantograf yang dipasang di atap mengumpulkan tenaga listrik dari catenary overhead.

Kecepatan jelajah adalah 186 mph (83 m / s). Kereta tidak bisa dimiringkan dan, karenanya, membutuhkan penyelarasan rute yang cukup lurus untuk mempertahankan kecepatan tinggi.

Meskipun operator mengontrol kecepatan kereta, interlock ada termasuk perlindungan kecepatan berlebih otomatis dan pengereman paksa. Pengereman dilakukan dengan kombinasi rem rheostat dan rem cakram yang dipasang di gandar. Semua as memiliki pengereman anti penguncian. 

kereta maglev perancis

Gandar daya memiliki kontrol anti-selip. Struktur lintasan TGV adalah dari perkeretaapian pengukur standar konvensional dengan basis yang dirancang dengan baik (bahan granular yang dipadatkan).

Track terdiri dari rel yang dilas terus menerus pada ikatan beton / baja dengan pengencang elastis. Saklar kecepatan tinggi adalah jumlah suara swing-nose konvensional.

TGV beroperasi pada trek yang sudah ada sebelumnya, tetapi pada kecepatan yang jauh berkurang. Karena kecepatan tinggi, daya tinggi, dan kontrol anti-selip roda, TGV dapat naik nilai yang sekitar dua kali lebih besar dari normal dalam praktik perkeretaapian AS dan, dengan demikian, dapat mengikuti medan bergulir Perancis dengan lembut tanpa jembatan yang luas dan mahal dan terowongan.

TR07 Jerman

kereta magnet magnetic levitation (maglev) pelajaran materi makalah

TR07 Jerman adalah sistem kereta Maglev berkecepatan tinggi yang terdekat dengan kesiapan komersial. Jika pembiayaan dapat diperoleh, terobosan akan dilakukan di Florida pada tahun 1993 untuk antar-jemput 14 mil (23 km) antara Bandara Internasional Orlando dan zona hiburan di International Drive.

Sistem TR07 juga sedang dipertimbangkan untuk sambungan berkecepatan tinggi antara Hamburg dan Berlin dan antara pusat kota Pittsburgh dan bandara. Seperti yang ditunjukkan oleh penunjukan, TR07 didahului oleh setidaknya enam model sebelumnya.

Pada awal tujuh puluhan, perusahaan-perusahaan Jerman, termasuk Krauss-Maffei, MBB, dan Siemens, menguji versi skala penuh dari kendaraan bantalan udara (TR03) dan kendaraan maglev tolakan menggunakan magnet superkonduktor.

Setelah keputusan dibuat untuk berkonsentrasi pada atraksi maglev pada tahun 1977, kemajuan berlanjut dengan peningkatan yang signifikan, dengan sistem berevolusi dari propulsi motor induksi linier (LIM) dengan pengumpulan daya di samping jalan ke motor sinkron linier (LSM), yang menggunakan frekuensi variabel, secara elektrik gulungan bertenaga di jalan panduan.

TR05 berfungsi sebagai penggerak orang di International Traffic Fair Hamburg pada tahun 1979, membawa 50.000 penumpang dan memberikan pengalaman operasi yang berharga.

The TR07, yang beroperasi pada 19,6 mil (31,5 km) dari jalan lintas di jalur uji Emsland di barat laut Jerman, adalah puncak dari hampir 25 tahun pengembangan Maglev Jerman, menelan biaya lebih dari $ 1 miliar.

Ini adalah sistem EMS yang canggih, menggunakan elektromagnet penarik inti-besi terpisah yang konvensional untuk menghasilkan daya angkat dan panduan kendaraan. Kendaraan itu melilit di sekitar jalan raya berbentuk T.

Jalur pemandu TR07 menggunakan balok baja atau beton yang dibuat dan dipasang dengan toleransi yang sangat ketat. Sistem kontrol mengatur gaya levitasi dan panduan untuk menjaga jarak satu inci (8 sampai 10 mm) antara magnet dan “track” besi di jalur pemandu.

Daya tarik antara magnet kendaraan dan rel guideway yang dipasang di tepi memberikan panduan. Daya tarik antara set kedua magnet kendaraan dan paket stator propulsi di bawah jalan panduan menghasilkan gaya angkat.

Magnet pengangkat juga berfungsi sebagai rotor sekunder atau rotor dari LSM, yang primer atau statornya adalah lilitan listrik yang membentang sepanjang jalur pemandu. TR07 menggunakan dua atau lebih kendaraan non-miring secara konsisten.

Propulsi TR07 adalah LSM jangka panjang. Gulungan stator Guideway menghasilkan gelombang perjalanan yang berinteraksi dengan magnet levitasi kendaraan untuk propulsi sinkron. Stasiun pinggir jalan yang dikendalikan dari pusat menyediakan frekuensi-frekuensi, daya variabel-tegangan yang diperlukan untuk LSM.

Pengereman primer adalah regeneratif melalui LSM, dengan pengereman arus eddy dan meluncur dengan gesekan tinggi untuk keadaan darurat. TR07 telah menunjukkan operasi yang aman pada 270 mph (121 m / s) di jalur Emsland. Ini dirancang untuk kecepatan jelajah 311 mph (139 m /s).

Maglev Berkecepatan Tinggi Jepang

kereta magnet magnetic levitation (maglev) pelajaran materi makalah

Jepang telah menghabiskan lebih dari $ 1 miliar untuk mengembangkan sistem daya tarik dan daya tolak maglev. Sistem tarik HSST, yang dikembangkan oleh konsorsium yang sering diidentifikasi dengan Japan Airlines, sebenarnya adalah serangkaian kendaraan yang dirancang untuk 100, 200, dan 300 km / jam.

Enam puluh mil per jam (100 km / jam) HSST Maglevs telah mengangkut lebih dari dua juta penumpang di beberapa Pameran di Jepang dan Expo Transportasi Kanada 1989 di Vancouver. Sistem Maglev tolakan Jepang berkecepatan tinggi sedang dikembangkan oleh Railway Technical Research Institute (RTRI), cabang penelitian dari Japan Rail Group yang baru diprivatisasi.

Kendaraan riset ML500 RTRI mencapai rekor kendaraan darat berpemandu berkecepatan tinggi dunia 321 mph (144 m / s) pada Desember 1979, rekor yang masih bertahan, meskipun kereta rel TGV Prancis yang dimodifikasi khusus telah mendekati. MLU001 tiga gerbong berawak mulai diuji pada tahun 1982. Selanjutnya, gerbong tunggal MLU002 dihancurkan oleh api pada tahun 1991.

Penggantinya, MLU002N, sedang digunakan untuk menguji levitasi dinding samping yang direncanakan untuk penggunaan sistem pendapatan akhir. Aktivitas utama saat ini adalah pembangunan jalur tes maglev senilai $ 2 miliar, 27 mil (43 km) melalui pegunungan di Prefektur Yamanashi, di mana pengujian prototipe pendapatan dijadwalkan akan dimulai pada tahun 1994.

Central Japan Railway Company berencana untuk mulai membangun jalur berkecepatan tinggi kedua dari Tokyo ke Osaka pada rute baru (termasuk bagian uji Yamanashi) mulai tahun 1997. Ini akan memberikan kelegaan bagi Tokaido Shinkansen yang sangat menguntungkan, yang mendekati kejenuhan dan butuh rehabilitasi.

kereta magnet magnetic levitation (maglev) pelajaran materi makalah

Untuk memberikan layanan yang terus meningkat, serta untuk mencegah perambahan oleh maskapai pada pangsa pasar 85 persen saat ini, kecepatan yang lebih tinggi daripada 171 mph (76 m / s) saat ini dianggap perlu.

Meskipun kecepatan desain sistem maglev generasi pertama adalah 311 mph (139 m / s), kecepatan hingga 500 mph (223 m / s) diproyeksikan untuk sistem masa depan. Maglev tolakan telah dipilih daripada maglev tarik karena memiliki potensi kecepatan yang lebih tinggi dan karena celah udara yang lebih besar mengakomodasi gerakan tanah yang dialami di wilayah rawan gempa Jepang.

Desain sistem tolakan Jepang tidak tegas. Perkiraan biaya 1991 oleh Perusahaan Kereta Api Pusat Jepang, yang akan memiliki jalur tersebut, menunjukkan bahwa jalur berkecepatan tinggi baru melalui medan pegunungan di utara Mt. Fuji akan sangat mahal, sekitar $ 100 juta per mil (8 juta yen per meter) untuk kereta api konvensional.

Sistem maglev akan menelan biaya 25 persen lebih tinggi. Bagian penting dari biaya adalah biaya untuk memperoleh ROW permukaan dan permukaan. Pengetahuan tentang rincian teknis Maglev berkecepatan tinggi di Jepang jarang.

Apa yang diketahui adalah bahwa ia akan memiliki magnet superkonduktor pada bogie dengan levitasi dinding samping, propulsi sinkron linier menggunakan gulungan guideway, dan kecepatan jelajah 311 mph (139 m/s).

Sumber:

  1. BINUS ASO. https://base.binus.ac.id/2018/04/13/maglev/
  2. Rudipresidenku. https://rudipresidenku.files.wordpress.com/2012/11/teknologi_16.pdf
  3. Eprints UMSIDA. http://eprints.umsida.ac.id/4069/1/artikel%20ipa%20desita%20ok.pdf
  4. Yusron Sayoga. https://www.yusronsayoga.com/2020/07/evolusi-kereta-super-cepat-maglev.html
  5. BCCRWP ID. https://id.bccrwp.org/compare/difference-between-quarter-and-semester/
  6. Wikipedia. https://id.wikipedia.org/wiki/Kereta_maglev