Rugi-rugi akibat osilasi medan elektrik

62 lambat sehingga dipol memiliki cukup waktu untuk mengikuti perubahannya, namun dengan bertambahnya frekuensi, momen inersia dan gaya gesek akan menghasilkan hambatan sampai pada frekuensi dimana tidak lagi terjadi rotasi. Gesekan dan momen inersia yang menyertai penyearahan dipol mengakibatkan disipasi energi dalam bentuk panas. Gambar 2. 36. Mekanisme polarisasi oleh medan listrik [49] Rugi-rugi dielektrik terbagi dalam empat segmen yang bersesuaian dengan daerah frekuensi terjadinya, yaitu: ionik, dipolar, atomik dan elektronik seperti pada Gambar 2.37 berikut: Gambar 2.37. Mekanisme rugi rugi dielektrik [49] Pada material dielektrik seperti isolator, displacement D berbanding lurus dengan medan elektrik gelombang mikro E menurut persamaan 2.41 berikut: 63 2. 41 sehingga nilai permitivitas bahan dapat ditulis seperti persamaan 2.42 berikut: 2.42 untuk medan elektrik yang berubah terhadap waktu, nilai permitivitas merupakan suatu besaran kompleks seperti persamaan 2.43 berikut: 2.43 dengan  o sebagai permitivitas ruang hampa 8.86 x 10 -12 Fm,  r  sebagai permitivitas relatif ril yang menunjukan besar energi gelombang mikro yang tersimpan dalam material dan  r  adalah permitivitas relatif imajiner yang menunjukan besar energi gelombang mikro yang terdisipasi. Ilustrasi pada gambar 2.38 menunjukan perubahan nilai permitivitas material terhadap induksi gelombang mikro sebagai fungsi frekuensi yang dikenal dengan nama Debye relaxation [50]. Kombinasi permitivitas ril dan imajiner merupakan penentu daerah frekuensi kerja material. Gambar 2.38. Model relaksasi Deby [49] 64 Hubungan antara translasi atau rotasi muatan yang terinduksi gelombang mikro dan rugi-rugi elektrik disebut dengan loss tangent dielektrik tan   seperti yang deskripsikan melalui persamaan 2.44 berikut: 2. 44 dengan σ sebagai konduktifitas bahan Sm yang disebabkan oleh konduksi ion atau perubahan arus dan f sebagai frekuensi. Persamaan 2.44 memperlihatkan bahwa makin besar nilai konduktifitas maka makin besar pula serapannya, sehingga penggunaan konduktor sebagai bahan penyerap sangatlah logis. Namun demikian nilai konduktifitas logam yang tinggi akan menyebabkan arus eddy yang menghasilkan medan magnet dengan arah berlawanan, sehingga konduktor merupakan reflektor yang baik pula. Jumlah daya per unit volume Wm 3 yang diserap oleh material elektrik dapat ditulis menurut persamaan 2.45 berikut: 2. 45 dengan sebagai nilai mutlak medan elektrik internal karena induksi Vm dengan asumsi bahwa daya tersebut tersebar merata ke seluruh material sehingga kesetimbangan termal telah tercapai. Terlihat bahwa daya yang terserap berubah secara linier dengan frekuensi, permitivitas relatif ril, loss tangent, namun berubah dengan kuadrat medan elektrik internal.

2.14.2 Rugi-rugi akibat osilasi medan magnet

Serupa dengan material dielektrik, material magnetik akan menghasilkan efek magnetisasi seperti pada persamaan 2.46 berikut: 2.46 dengan B sebagi magenisasi total T, H sebagai medan magnet induksi Am, 65 M sebagai magnetisasi di dalam material Am dan sebagai permeabilitas ruang hampa 4  x 10 -7 Hm. Jika medan induksi cukup kecil, maka nilai magnetisasi dalam material akan proporsional dengan intensitas medan tersebut, sehingga permeabilitas relatif  r akan bernilai konstan seperti deskripsi persamaan 2.47 berikut: 2.47 Disipasi energi pada material magnetik akibat karena perubahan medan magnet oleh gelombang mikro dapat dideskripsikan melalui persaman 2.48 berikut: 2.48 dengan demikian loss tangent magnetik tan   pada material dapat ditulis seperti persamaan 2.49 berikut: 2.49 Jumlah daya per unit volume Wm 3 yang diserap oleh material magnetik dapat ditulis menurut persamaan 2.450 berikut: 2.50 Persamaan 2.50 serupa dengan persamaan 2.45, namun loss tangent pada material magnetik terdiri dari oleh loss tangent histerisis tan  h , arus eddy tan  e dan residual tan  r menurut persamaan 2.51 berikut: 2.51 Rugi-rugi residual didominasi oleh rugi-rugi resonansi dan rugi-rugi relaksasi oleh domain-domain magnet pada material magnetik dan umumnya terjadi pada frekuensi yang tinggi [50].