Sifat Bahan bahan Listrik

Bahan Penyekat

Bahan penyekat atau sering disebut dengan istilah isolasi adalah suatu bahan yang digunakan dengan tujuan agar dapat memisahkan bagian – bagian yang bertegangan atau  bagian – bagian yang aktif. Sehingga untuk bahan penyekat ini perlu diperhatikan mengenai sifat – sifat dari bahan tersebut yang meliputi :

Sifat Kelistrikan

Bahan penyekat mempunyai tahanan listrik yang besar. Penyekat listrik ditujukan untuk mencegah terjadinya kebocoran arus listrik antara kedua penghantar yang berbeda potensial atau untuk mencegah loncatan listrik ketanah. Kebocoran arus listrik harus dibatasi sekecil-kecilnya (tidak melampui batas yang telah ditentukan oleh peraturan yang berlaku).

Sifat Mekanis

Mengingat luasnya pemakaiannya pemakaian bahan penyekat, maka dipertimbangkan kekuatan struktur bahannya. Dengandemikian, dapat dibatasi hal-hal penyebab kerusakan dikarenakan kesalahan pemakaiannya. Misal diperlukan bahan yang tahan tarikan, maka kita harus menggunakan bahan dari kain daripada kertas. Bahan kain lebih kuat terhadap tarikan daripada bahan kertas.

Sifat Termis

Panas yang ditimbulkan dari dalam oleh arus listrik atau oleh arus gaya magnet, berpengaruh terhadap kekuatan bahan penyekat. Demikian panas yang berasal dari luar (alam sekitar). Dalam hal ini, kalau panas yang ditimbulkan cukup tinggi, maka penyekat yang digunakan harus tepat. Adanya panas juga harus dipertimbangkan, agar tidak merusak bahan penyekat yang digunakan.

Sifat Kimia

Panas yang tinggi yang diterima oleh bahan penyekat dapat mengakibatkan perubahan susunan kimia bahan. Demikian juga pengaruh adanya kelembaban udara, basah yang ada di sekitar bahan penyekat. Jika kelembaban tidak dapat dihindari, haruslah dipilih bahan penyekat yang tahan terhadap air.

Demikian juga adanya zat-zat lain dapat merusak struktur kimia bahan. Mengingat adanya bermacam-macam sifat bahan penyekat, maka untuk memudahkan kita dalam memilih untuk aplikasi dalam kelistrikan, kita akan membagi bahan penyekat berdasar kelompoknya. Pembagian kelompok bahan penyekat adalah sebagai berikut :

·         Bahan penyekat bentuk padat, bahan listrik ini dapat dikelompokkan menjadi beberapa macam, diantaranya yaitu: bahan tambang, bahan berserat, gelas, keramik, plastik, karet, ebonit dan bakelit, dan bahan-bahan lain yang dipadatkan.

·         Bahan penyekat bentuk cair, jenis penyekat ini yang banyak digunakan pada teknik listrik adalah air, minyak transformator, dan minyak kabel.

·         Bahan penyekat bentuk gas, yang sering digunakan untuk keperluan teknik listrik diantaranya : udara, nitrogen, hidrogen, dan karbondioksida.

·         Bahan berserat (benang, kain, kertas, prespon, kayu, dan sebagainya)

Bahan Penghantar atau Konduktor

Konduktor adalah benda yang dapat menghantarkan arus. Sifat yangdimiliki penghantar ialah : tahanan jenis listrik, koefisien suhu tahanan, dayahantar panas, kekuatan tegangan tarik, dan timbulnya daya elektro-motoristermo.

Daya Hantar Listrik

Daya Hantar Listrik, adalah kemampuan dari konduktor tersebut dalammenghantarkan arus listrik yang melewatinya.Arus yang mengalir dalam suatu penghantar selalu mengalami hambatan dari penghantar itusendiri. Besar hambatan tersebut tergantung dari bahannya. Besar hambatan tiap meternyadengan luas penampang 1mm2 pada temperatur200⁰C dinamakan hambatan jenis.

Koefisien Suhu Tahanan

Koefisien Suhu Tahanan, adalah kestabilan dari konduktor dalam keadaansuhu yang berubah. perubahan suhu akan megakibatkan perubahanvolume, dan otomatis akan mempengaruhi hambat jenis konduktor tersebut.

Daya Hantar panas

Daya Hantar panas, menunjukkan jumlah panas yang melalui lapisanbahan tiap satuan waktu. Diperhitungkan dalam satuan Kkal/jam ⁰C. Terutama diperhitungkan dalam pemakaian mesinlistrik beserta perlengkapanya. Pada umumnya logam mempunyai daya hantar panas yang tinggi.

Kekuatan Tegangan Tarik

Kekuatan Tegangan Tarik, merupakan batas kemampuan dari suatukonduktor pada saat konduktor tersebut ditarik (energy potensial pegas).Sifat mekanis bahan sangat penting, terutama untuk hantaran diatas tanah. Oleh sebab itu, bahanyang dipakai untuk keperluan tersebut harus diketahui kekuatannya. Terutama menyangkut penggunaan dalam pendistribusian tegangan tinggi.

2.2.5 Timbulnya Daya Elektro Motoris-Termo

Sifat ini sangat penting sekali terhadap dua titik kontak yang terbuat dari dua bahan logam yang berlainan jenis, karena dalam suatu rangkaian, arus akan menimbulkan daya elektro-motoristermo tersendiri bila terjadi perubahan temperatur suhu.Daya elektro-motoris termo dapat terjadi lebih tinggi, sehingga dalam pengaturan arus dantegangan dapat menyimpang meskipun sangat kecil. Besarnya perbedaan tegangan yangdibangkitkan tergantung pada sifat-sifat kedua bahan yang digunakan dan sebanding dengan perbedaan temperaturnya. Daya elektro-motoris yang dibangkitkan oleh perbedaan temperatur disebut dengan daya elektro-motoris termo

Sedangkan sifat atau ciri suatu konduktor yang baik adalah : 

·         Konduktifitas / daya hantarnya cukup baik

·         Kekuatan mekanis (kekuatan tariknya cukup tinggi)

·         Koefisien muai panjang kecil       

Bahan Setengah Penghantar atau Semikonduktor

Semikonduktror ialah bahan yang mempunyai sifat kekonduksian diantara konduktor dan penyekat. Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada temperatur yang sangat rendah, namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor . Di antara contoh bahan semikonduktror ialahSilikon,Germanium, Plumbum Sulfida,Gallium Arsenida,Indium Antimida danSelenium.

Bahan semikonduktor merupakan bahan yang dipakai dalampembuatan komponen elektronika seperti resistor, dioda, transistor, kapasitor,dan lain sebagainya. Antara bahan yang satu dengan yang lainnya mempunyaisifat dasar dan karakteristik yang berbeda.Salah satu alasan utama kegunaan semikonduktor dalam elektronik adalah sifat elektroniknya dapat diubah banyak dalam sebuah cara terkontrol dengan menambah sejumlah kecil ketidakmurnian. Ketidakmurnian ini disebut dopant.

Bahan-bahan yang mempunyai sifat semikonduktif memiliki nilai hambatan jenis antara konduktor dan isolator yakni sebesar 10^-6 sampai dengan 10⁴ohm dan Konduktivitas sebesar10^-6 sampai dengan 10⁴ohm^-2 m^-2 dan energi gap lebih kecil dari 6 eV. Silikon dan Germanium adalah bahan semikonduktor yang paling banyak digunakan dalam pembuatan komponen elektronika. Silikon lebih banyak digunakan daripada Gemanium karena sifatnya yang lebih stabil pada suhu tinggi.

Sifat bahan, baik konduktor, isolator, maupun semikonduktor terletak pada struktur jalur atau pita energi atom-atomnya. Pita energi adalah kelompok tingkat energi elektron dalam kristal. Sifat-sifat kelistrikan sebuah kristal tergantung pada struktur pita energi dan cara elektron menempati pita energi tersebut. Pita energi dibedakan menjadi 3, yaitu:

1. Jalur Valensi

Penyebab terbentuknya jalur valensi adalah adanya ikatan ato-atom yang membangun kristal. Pada jalur ini elektron dapat lepas dari ikatan atomnya jika mendapat energi.

2. Jalur Konduksi

Jalur konduksi adalah tempat elektron-elektron dapat bergerak bebas karena pengaruh gaya tarik inti tidak diperhatikan lagi. Dengan demikian elektron dapat bebas menghantarkan listrik.

3. Jalur Larangan

Jalur larangan adalah jalur pemisah antara jalur valensi dengan jalur konduksi.

Yang membedakan apakah bahan itu termasuk konduktor, isolator, atau semikonduktor adalah energi Gap (Eg). Satuan energi gap adalah elektron volt (eV). Satu elektron volt adalah energi yang diperlukan sebuah elektron untuk berpindah pada beda potensial sebesar 1 volt. Satu elektron volt setara dengan 1,60 x 10^-19 Joule.

Energi gap adalah energi yang diperlukan oleh elektron untuk memecahkan ikatan kovalen sehingga dapat berpindah jalur dari jalur valensi ke jalur konduksi. Energi gap germanium pada suhu ruang (300K) adalah 0,72 eV, sedangkan silikon adalah 1,1 eV. Bahan-bahan semikonduktor dengan energi gap yang rendah biasanya dipakai sebagai bahan komponen elektronika yang dioperasikan pada suhu kerja yang rendah pula. Untuk menghasilan semi konduktor tipe lain maka dilakukan proses pendopan, adalahproses pemasukan atau pencampuran atom dopan kedalam bahan semikonduktor instrinsik sehingga konduktivitas konduktor bertambah.

Macam – Macam Semikonduktor

Intrinsik

Semikonduktor intrinsik adalah bahan semikonduktor murni (belu diberi campuran/pengotoran) dimana jumlah elektron bebas dan holenya adalah sama.  Konduktivitas semikonduktor intrinsik sangat rendah, karena terbatasnya jumlah pembawa muatan hole maupun elektron bebas. Silikon dan germanium merupakan dua jenis semikonduktor yang sangat penting dalam elektronika. Keduanya terletak pada kolom empat dalam tabel periodik dan mempunyai elektron valensi empat. Struktur kristal silikon dan germanium berbentuk tetrahedral dengan setiap atom memakai bersama sebuah elektron valensi dengan atom-atom tetangganya.

Pada semikonduktor, ikatan kovalen antar atom tidaklah terlalu kuat. Pada temperatur nol mutlak (T = 0 ⁰K), semua elektron terikat dengan atom induknya. Dalam hal ini tidak terdapat adanya elektron bebas yang dapat mengalirkan arus listrik. Di atas suhu nol mutlak, getaran kisi dapat mengakibatkan terputusnya ikatan kovalen. Elektron yang terlepas pada ikatan yang terputus ditandai dengan sebuah lubang (hole) yang merupakan pambawa muatan positif. Elektron valensi dari atom tetangganya dapat melompat ke tempat yang kosong tersebut, menyebabkan terjadinya proses konduksi listrik pada semikonduktor. Jika temperatur naik, energi vibrasi kisi juga akan naik, menghasilkan generasi termal pasangan elektron–lubang dalam jumlah yang besar sehingga menaikkan konduktivitas listrik semikonduktor tersebut.

Pada diagram energi generasi sebuah elektron bebas digambarkan dengan lompatan elektron dari pita velensi ke pita konduksi. Elektron pada bagian bawah pita konduksi hanya memiliki energi potensial. Karena pengaruh medan listrik elektron tersebut akan memiliki energi kinetik dan dapat megalirkan arus listrik. Kenaikan energi kinetik ditandai dengan naiknya elektron dari bagian bawah pita konduksi sedangkan kenaikan energi kinetik dari lubang digambarkan dengan gerakan lubang ke bawah pada pita valensi.

Pada semikonduktor murni, pembawa muatan bebas terjadi karena adanya proses generasi pasangan elektron – lubang. dengan demikian konsentrasi elektron sama dengan konsentraasi lubang. Semikonduktor ini disebut semikonduktor instrinsik ( intrinsic semiconductor ).

Jadi dari sini dapat disimpulkan bahwa semi konduktor instrinsik pada suhu yang sangat rendah, semua elektronya berada pada ikatan kovalen dan tak ada electron bebas atau pembawa muatan sehingga pada keadaan ini semi konduktor bersifat isolator. Sedangkan pada suhu kamar terdapat beberapa electron valensi yang keluar dari ikatan kovalen menjadi electron bebas sebagai pembawa muatan negatif. Dengan terlepasnya beberapa electron dari ikatan kovalen maka terbentuklah hole sebagai pembawa  muatan negative. Dan pada suhu ini semi konduktor dapat bersifat sebagai konduktor.

Ekstrinsik 

Semi konduktor ekstrinsik: semi konduktor yang memperoleh pengotoran atau penyuntikan (doping) oleh atom asing, caranya:

·         Pengotoran oleh atom pentavalent seperti: P, As, Sb

·         Atom pengotornya disebut atom donor pembawa muatan: electron

·         Pengotoran oleh atom trivalent seperti: B, Ga, In

·         Atom pengotornya disebut atom akseptor

·         Pembawa muatan: hole

·         Tujuan doping: meningkatkan konduktivitas semikonduktor, dan memperoleh semi Konduktor dengan hanya satu pembawa muatan (electron atau hole) saja.

Dopant adalah atom pengotor. Atom-atom dopant pada semi Konduktor tipe-N adalah atom-atom pentavalent dan dinamakan atom donor, sedangkan pada semi Konduktor tipe-P trivalent dan dinamakan atom akseptor.

Jenis semikonduktor ekstrinsik dibagi menjadi dua antara lain :

1. Semikonduktor Ekstrinsik Tipe-n

Semikonduktor jenis n adalah semikonduktor intrinsik yang bercampur dengan atom lain sehingga kenaikan jumlah elektron negatif yang bebas. Apabila atom dari unsur pentavalen seperti Fosforus, arsenic antimony didopkan dalam bahan semikonduktor  instrinsik seperti Germanium dan silicon yang  mempunyai empat elektron valens maka terbentuklah satu elektron yang bebas. Jadi pembawa muatan mayoritas pada semi konduktor tipe n adalah electron, sehingga semi konduktor tipe n juga disebut donor.

2.  Semikonduktor Ekstrinsik Tipe-p

Semikonduktor jenis p adalah semikonduktor yang terdiri dari campuran atom-atom yang tidak memiliki elektron  bebas dan bersifat menerima elektron. Dengan cara yang sama seperti pada semikonduktor tipe -n , semikonduktor tipe -p dapat dibuat dengan menambahkan sejumlah kecil atom  trivalen seperti aluminium, boron, galium dan indium. Atom-atom pengotor (dopan) ini mempunyai tiga elektron valensi sehingga secara efektif hanya dapat membentuk tiga ikatan kovalen.

Maka tersisalah sebuah muatan positif dari atom silikon yang tidak berpasangan yang disebut lubang ( hole ). Jadi pembawa muatan mayoritas pada semi kondktor tipe n adalah hole. Karena atom pengotor menerima elektron, maka atom pengotor ini disebut sebagai atom aseptor (acceptor).

Kegunaan Semikonduktor

Dalam kegunaanya semikonduktor merupakan bahan baku atau bahan utama dalam pembuatan piranti elektronika. Seperti :

·         Diode

Dalam pembuatanya bahan baku diode adalah semi Konduktor tipe p dan tipe n. kedua jenis semikonduktor tersebut disambung menjadi satu dengan dibatasi suatu daerah pembatas yang disebut depletion area. Daerah pembatas ini tidak dapat dilewati arus electron, dan hanya bisa dilewati electron jika terdapat beda potensial pada ujung ujung 

kaki diode dan besarnya tegangan atau beda potensial pada ujung diode sebesar tegangan cut-in pada diode tersebut.

·         LDR (light dependent resistor)

Terbuat dari bahan semi konduktor yang telah dimodifikasi yaitu kadmium ulfide. LDR, terdiri dari sebuah cakram semikonduktor yang mempunyai dua buah elektroda pada permukaannya. Prinsip LDR yaitu hambatan akan bertambah jika tidak terkena cahaya dan berkurang jika terkena cahaya.

·         Termistor

·         SCR(silicon controlled rectifier)

·         IC (Integrated Circuit)

Bahan Magnetik

Berdasarkan sifat medan magnet atomis, bahan magnetik dibagi menjadi tiga golongan, yaitudiamagnetik, paramagnetik dan ferromagnetik.Berikut akan djelaskan tentang ketigasifat dari kemagnetan tersebut :

Diamagnetik

Bahan diamagnetik adalah bahan yang resultan medan magnet atomis masing-masing atom atau molekulnya nol, tetapi orbit dan spinnya tidak nol (Halliday &Resnick, 1989). Bahan diamagnetik tidak mempunyai momen dipol magnet permanen.Jika bahan diamagnetik diberi medan magnet luar, maka elektron-elektron dalamatom akan berubah gerakannya sedemikian hingga menghasilkan resultan medanmagnet atomis yang arahnya berlawanan.

Sifat diamagnetik bahan ditimbulkan oleh gerak orbital elektron sehinggasemua bahan bersifat diamagnetik karena atomnya mempunyai elektron orbital.Bahan dapat bersifat magnet apabila susunan atom dalam bahan tersebut mempunyaispin elektron yang tidak berpasangan. Dalam bahan diamagnetik hampir semua spinelektron berpasangan, akibatnya bahan ini tidak menarik garis gaya. Permeabilitasbahan diamagnetik adalah 0<>mx. Contoh bahan diamagnetik yaitu: bismut, perak,emas, tembaga dan seng.

Bahan diagmanetik memiliki negatif, kerentanan lemah untuk medan magnet.bahan Diamagnetic sedikit ditolak oleh medan magnet dan materi tidakmempertahankan sifat magnetik ketika bidang eksternal dihapus. Dalam bahandiamagnetic semua elektron dipasangkan sehingga tidak ada magnet permanen saatbersih per atom. sifat Diamagnetic timbul dari penataan kembali dari orbit elektron dibawah pengaruh medan magnet luar. Sebagian besar unsur dalam tabel periodik,termasuk tembaga, perak, dan emas, adalah diamagnetic.

Diamagnetisme adalah sifat suatu benda untuk menciptakan suatu medanmagnet ketika dikenai medan magnet .Sifat ini menyebabkan efek tolak menolak.

Diamagnetik adalah salah satu bentuk magnet yang cukup lemah, denganpengecualian superkonduktor yang memiliki kekuatan magnet yang kuat.Semua material menunjukkan peristiwa diamagnetik ketika berada dalammedan magnet. Oleh karena itu, diamagnetik adalah peristiwa yang umum terjadikarena pasangan elektron , termasuk elektron inti di atom, selalu menghasilkanperistiwa diamagnetik yang lemah. Namun demikian, kekuatan magnet materialdiamagnetik jauh lebih lemah dibandingkan kekuatan magnet material feromagnetikataupun paramagnetik . Material yang disebut diamagnetik umumnya berupa bendayang disebut 'non-magnetik', termasuk di antaranya air, kayu, senyawa organikseperti minyak bumi dan beberapa jenis plastik , serta beberapa logam sepertitembaga, merkuri ,emas dan bismut .Superkonduktor adalah contoh diamagnetiksempurna.

Ciri-ciri dari bahan diamagnetic adalah:

·         Bahan yang resultan medan magnet atomis masing-masing atom/molekulnya adalah nol.

·         Jika solenoida dimasukkan bahan ini, induksi magnetik yang timbul lebih kecil.

·         Permeabilitas bahan ini: u <> o.

Contoh: Bismuth, tembaga, emas, perak, seng, garam dapur.

Pramagnetik

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 (Halliday & Resnick, 1989). Hal ini disebabkan karena gerakan atom/molekul acak, sehingga resultan medan magnet atomis masing-masing atom saling meniadakan. Bahan ini jika diberi medan magnet luar, maka elektron-elektronnya akan berusaha sedemikian rupa sehingga resultan medan magnet atomisnya searah dengan medan magnet luar. Sifat paramagnetik ditimbulkan oleh momen magnetik spin yang menjadi terarah oleh medan magnet luar. Pada bahan ini, efek diamagnetik (efek timbulnya medan magnet yang melawan medan magnet penyebabnya) dapat timbul, tetapi pengaruhnya sangat kecil.

Permeabilitas bahan paramagnetik adalah 0μμ>, dan suseptibilitas magnetik bahannya 0>mχ. Contoh bahan paramagnetik: alumunium, magnesium, wolfram dan sebagainya. Bahan diamagnetik dan paramagnetik mempunyai sifat kemagnetan yang lemah. Perubahan medanmagnet dengan adanya bahan tersebut tidaklah besar apabila digunakan sebagai pengisi kumparan toroida.

Bahan paramagnetik ada yang positif, kerentanan kecil untuk medan magnet.. Bahan-bahan ini sedikit tertarik oleh medan magnet dan materi yang tidak mempertahankan sifat magnetik ketika bidang eksternal dihapus. sifat paramagnetik adalah karena adanya beberapa elektron tidak berpasangan, dan dari penataan kembali elektron orbit disebabkan oleh medan magnet eksternal. bahan paramagnetik termasuk Magnesium, molybdenum, lithium, dan tantalum

Paramagnetisme adalah suatu bentuk magnetisme yang hanya terjadi karena adanya medan magnet eksternal. Material paramagnetik tertarik oleh medan magnet, dan karenanya memiliki permeabilitas magnetis relatif lebih besar dari satu (atau, dengan kata lain, suseptibilitas magnetik positif). Meskipun demikian, tidak seperti ferromagnet yang juga tertarik oleh medan magnet, paramagnet tidak mempertahankan magnetismenya sewaktu medan magnet eksternal tak lagi diterapkan.

Ciri-ciri dari bahan paramagnetic adalah:

·         Bahan yang resultan medan magnet atomis masing-masing atom/molekulnya adalah tidak nol.

·         Jika solenoida dimasuki bahan ini akan dihasilkan induksi magnetik yang lebih besar.

·         Permeabilitas bahan: u > u o.

Contoh: aluminium, magnesium, wolfram, platina, kayu

2.4.3        Ferromagnetik.

Bahan ferromagnetik adalah bahan yang mempunyai resultan medan atomis besar (Halliday & Resnick, 1989). Hal ini terutama disebabkan oleh momen magnetik spin elektron. Pada bahan ferromagnetik banyak spin elektron yang tidak berpasangan, misalnya pada atom besi terdapat empat buah spin elektron yang tidak berpasangan. Masing-masing spin elektron yang tidak berpasangan ini akan memberikan medan magnetik, sehingga total medan magnetik yang dihasilkan oleh suatu atom lebih besar.

Medan magnet dari masing-masing atom dalam bahan ferromagnetik sangat kuat, sehingga interaksi diantara atom-atom tetangganya menyebabkan sebagian besar atom akan mensejajarkan diri membentuk kelompok-kelompok.

Kelompok atom yang mensejajarkan dirinya dalam suatu daerah dinamakan domain. Bahan feromagnetik sebelum diberi medan magnet luar mempunyai domain yang momen magnetiknya kuat, tetapi momen magnetik ini mempunyai arah yang berbeda-beda dari satu domain ke domain yang lain sehingga medan magnet yang dihasilkan tiap domain saling meniadakan.

Bahan ini jika diberi medan magnet dari luar, maka domain-domain ini akan mensejajarkan diri searah dengan medan magnet dari luar. Semakin kuat medan magnetnya semakin banyak domain-domain yang mensejajarkan dirinya. Akibatnya medan magnet dalam bahan ferromagnetik akan semakin kuat. Setelah seluruh domain terarahkan,penambahan medan magnet luar tidak memberi pengaruh apa-apa karena tidak ada lagi domain yang disearahkan. Keadaan ini dinamakan jenuh atau keadaan saturasi.

Permeabilitas bahan ferromagnetik adalah 0μμ>>> dan suseptibilitas bahannya 0>>>mχ. contoh bahan ferromagnetik : besi, baja, besi silicon dan lain-lain. Sifat kemagnetan bahan ferromagnetik ini akan hilang pada temperatur yang disebut Temperatur Currie. Temperatur Curie untuk besi lemah adalah 770 ⁰C, dan untuk baja adalah 1043 ⁰C (Kraus. J. D, 1970).

Bahan ferromagnetik ada yang positif, kerentanan besar untuk medan magnet luar. Mereka menunjukkan daya tarik yang kuat untuk medan magnet dan mampu mempertahankan sifat magnetik mereka setelah bidang eksternal telah dihapus bahan. Ferromagnetik memiliki elektron tidak berpasangan sehingga atom mereka memiliki momen magnet bersih. Mereka mendapatkan magnet yang kuat sifat mereka karena keberadaan domain magnetik. Dalam domain ini, sejumlah besar di saat-saat atom (10¹² sampai 10¹⁵) adalah sejajar paralel sehingga gaya magnet dalam domain yang kuat. Ketika bahan feromagnetik dalam keadaan unmagnitized, wilayah hampir secara acak terorganisir dan medan magnet bersih untuk bagian yang secara keseluruhan adalah nol.. Ketika kekuatan magnetizing diberikan, domain menjadi selaras untuk menghasilkan medan magnet yang kuat dalam bagian.. Besi, nikel, dan kobalt adalah contoh bahan feromagnetik.. Komponen dengan materi-materi ini biasanya diperiksa dengan menggunakan metode partikel magnetik.

Ferromagnetisme adalah sebuah fenomena dimana sebuah material dapat mengalami magnetisasi secara spontan, dan merupakan satu dari bentuk kemagnetan yang paling kuat. Fenomena inilah yang dapat menjelaskan kelakuan magnet yang kita jumpai sehari-hari. Ferromagnetisme dan ferromagnetisme merupakan dasar untuk menjelaskan fenomena magnet permanen.

Ciri-ciri bahan ferromagnetik adalah:

·         Bahan yang mempunyairesultanmedanmagnetisatomisbesar.

·         Tetapbersifatmagnetik→sangatbaiksebagai magnet permanen

·         Jikasolenoidadiisibahaniniakandihasilkaninduksimagnetiksangatbesar (bisaribuan kali).Permeabilitasbahanini: u >uo ( miu>miunol)

Contoh: besi, baja, besisilikon, nikel, kobalt.