Rugi-rugi oleh arus eddy

68 2.53 Gambar 2.40 dan persamaan 2.53 menunjukan bahwa arus eddy dapat dihindari dengan mengurangi ukuran sampel menjadi lebih kecil dari nilai skin depth-nya. Gambar 2.41. Kontribusi arus eddy terhadap linewidth frekuensi serapan [53] Gambar 2.41 menunjukan variasi ukuran sampel dan jenis sampel terhadap frekuensi serapan. Untuk ukuran sampel yang sama, meningkatnya nilai koersivitas akan menggeser daerah serapan material ke frekuensi yang lebih tinggi. Untuk jenis material yang sama, meningkatnya ukuran sampel akan menggeser daerah serapan ke frekuensi yang lebih rendah. Dengan demikian untuk menentukan jangkauan frekuensi serapan yang tepat maka pemilihan material magnetik dan ukuran sampel menjadi faktor yang sangat penting. Untuk sampel dengan ukuran yang lebih besar dari nilai skin depth, disipasi energi oleh arus eddy dapat ditulis seperti persamaan 2.54 berikut: 2.54 69 Disipasi energi akan berbeda untuk tiap material namun secara umum akan meningkat dengan kuadrat nilai frekuensi, induksi medan magnet, dimensi sampel r untuk bola dan silinder dan meningkat secara linier dengan konduktifitas seperti deskripsi pada persamaan 2.55 berikut: 2.55 Material magnetik dengan nilai konduktifitas tinggi dan memiliki perbandingan ukuran sampel dengan nilai skin depth yang sangat besar akan mengalami fenomena arus eddy ketika berinteraksi dengan gelombang mikro. Material ferro- magnetik Nd 2 Fe 14 B dan SmCo 5 merupakan hard-magnet dengan koersivitas 3 kali lebih besar dari koersivitas BHF, namun karena konduktifitasnya yang tinggi menghasilkan arus eddy mendominasi serapannya. Konduktifitas pada material ferrite terjadi karena pertukaran elektron- elekton valensinya dan peningkatan temperatur akan meningkatkan konduktifitas seperti deskripsi persamaan 2.56 berikut: 2. 56 dengan E p sebagai energi aktifasi dan k sebagai konstanta Boltzman 1.38 x 10 -23 JK, persamaan 2.56 memperlihatkan bahwa kontribusi arus eddy akan semakin signifikan pada temperatur tinggi sehingga material ferrite dengan resistivitas tinggi menjadi pilihan untuk aplikasi pada temperatur tinggi. 70

2.14.2.3. Rugi-rugi oleh resonansi

domain wall Peristiwa resonansi yang terjadi antara material magnetik dengan gelombang mikro dibagi dalam dua mekanisme yaitu domain wall resonance dan spin elektron resonance . Domain wall resonance adalah resonansi yang terjadi pada domain-domain magnet oleh induksi gelombang mikro. Spin elektron resonance adalah resonansi yang terjadi pada elektron yang sedang berpresisi pada arah medan magnet internal oleh induksi gelombang mikro. Ferromagnetic resonace FMR adalah istilah lain dari spin elektron resonance . DMR terjadi pada frekuensi diantara 0.1 - 0.3 dari nilai FMR [50]. Perubahan orientasi domain magnet oleh karena induksi magnetik akan menghasilkan restoring forces gaya pemulih dengan arah yang berlawanan. Momen inersia domain wall dan gesekan dengan sesama domain akan menghasilkan hambatan berupa disipasi energi menurut persamaan 2.57 berikut: 2.57 dengan x sebagai perubahan orientasi domain wall, m sebagai massa domain, sebagai faktor damping atau redaman yang dipengaruhi oleh porositas, impuritas dan cacat kristal, k sebagai stiffness atau koefisien kekakuan yang merupakan nilai intrinsik material, M s sebagai magnetisasi total material dan Bt sebagai medan magnet induksi gelombang mikro. Persamaan 2.56 memperlihatkan bahwa semakin besar ukuran domain dan semakin banyak cacat porositas, impuritas dan cacat kristal yang tekandung dalam material maka energi yang didisipasikan akan semakin besar. Material yang memiliki redaman relatif kecil akan menghasilkan DMR karakteristik pada frekuensi tertentu menurut persamaan 2.58 berikut: 2.58 71 Pada grain yang sangat kecil r grain  r single-domain , DMR menjadi kurang signifikan DMR  0 dan pada domain tunggal k  0, tidak terjadi DMR DMR = 0 [54]. Perbedaan nilai permeabilitas fungsi frekuensi terhadap monodomain dan multidomain pada material ferrite diperlihatkan oleh gambar 2.42 berikut: Gambar 2.42 Pengaruh ukuran butir terhadap permiabilitas [54] Pada frekuensi rendah 10 - 50 MHz nilai permeabilitas ril multidomain   27.5 mencapai 7 kali nilai permeabilitas ril monodomain   4, namun pada frekuensi tinggi 500 - 1500 MHz nilai permeabilitas ril multidomain turun dan mendekati nilai permeabilitas ril monodomain. Nilai permeabilitas imajiner multidomain menunjukan efek serapan pada frekuensi yang lebar 10 – 1500 MHz dengan serapan maksimal pada frekuensi karakteristik 75 MHz, sebaliknya permeabilitas imajiner monodomain menunjukan bahwa serapan mulai terjadi pada frekuensi tertentu 100 MHz dan meningkat dengan kenaikan frekuensi.