1.      Magnet

A.    Pengertian magnet

Lebih dari 2000 tahun yang lalu, orang Yunani yang hidup di suatu daerah di Turki yang di kenal sebagai Magnesia Menemukan batu aneh. Batu tersebut dapat menarik benda-benda yang mengandung logam. Karena batu itu ditemukan di Magnesia, orang Yunani menamainya magnetit dan sekarang lebih dikenal dengan nama magnet. Magnet merupakan benda yang dapat menarik besi atau baja yang ada di dekatnya, Sedangkan kemagnetan merupakan kemampuan suatu benda menarik benda lain yang berada di dekatnya.

B.     Kutub-kutub magnet

Setiap magnet terdiri atas dua bagian yang mempunyai daya tariknya terbesar. Pada magnet batang, daya tarik terbesar terdapat pad ujung-ujung magnet tersebut. Kutub magnet adalah bagian magnet yang daya tariknya terbesar. Setiap magnet mempunyai 2 buah kutub, yaitu Kutub Utara (U), dan Kutub Selatan (S).

Magnet dapat berada dalam berbagai bentuk dan ukuran. Bentuk yang paling sederhana berupa batang lurus, tapal kuda (ladam), dan jarum. Apabila, kutub utara (U) dengan kutub selatan (S), didekatkan akan tarik-menarik, (U-S), sedangkan kutub utara (U) dengan kutub utara (U), didekatkan akan tolak menolak, (U-U), dan kutub selatan pun Sama (S-S).

Kutub-kutub magnet selalu berpasangan, yaitu kutub utara dan kutub selatan. Apa bila sebuah magnet dipotong menjadi 2 buah, maka hasilnya akan menghasilkan 2 buah magnet kecil yang memiliki kutub utara dan kutub selatannya masing-masing.

Sifat yang dimili magnet

1.      Memilik 2 buah kutub yaitu kutub utara dan selatan (U & S)

2.      Kutub magnet tidak dapat dipsahkan

3.      Kutub magnet akan selalu menunjuk ke arah utara dan selatan pada saat diam

4.      Bagian ujung magnet memiliki gaya tarik terbesar dibandingkan bagian tengah magnet

5.      Dua buah kutub magnet yang sejenis jika didekatkan akan tolak menolak, justru sebalikya jika berbeda kutub akan tarik-menarik.

C.     Sifat magnet bahan

Berdasarkan kemampuan benda menarik benda lain.

a.       Benda magnetik (benda yang dapat ditarik magnet)

Berdasarkan daya tarik magnet, dikelompokan menjadi 3 yaitu :

1)      Benda feromagnetik (benda yang ditarik kuat oleh magnet)

Contohnya besi, baja, nikel, dan kobalt.

2)      Benda paramagnetik (benda yang ditarik secara lemah oleh magnet)

Contohnya platina, tembaga, dan garam.

3)      Benda diamagnetik (benda yang ditolak oleh magnet dengan lemah)

Contohnya timah, alumunium, emas, dan bismut.

b.      Benda nonmagnetik (bend yang tidak dapat ditarik magnet)

Contohnya karet, kayu, kain, dan lain sebagainya.

Berdasarkan mudah tidaknya sifat kemagnetan itu hilang.

a.       Magnet permanen (magnet yang memiliki sifat kemagnetan tetap sehingga sifatnya tidak mudah hilang). Contohnya baja.

b.      Magnet remanen (magnet yang memiliki sifat kemagnetan sementara sehingga sifat kemagnetannya mudah hilang). Contohnya besi.

Berdasarkan proses pembuatannya magnet dibedakan menjadi 2, yaitu magnet alam dan magnet buatan.

Berdasarkan kekerasan bahan penyusunnya, magnet dibedakan menjadi 2, yaitu magnet keras dan magnet lunak.

D. Cara Membuat, Menyimpan, dan Menghilangkan sifat kemagnetan

Setiap benda magnet pada dasarnya terdiri dari magnet-magnet kecil yang disebut magnet elementer. Arah magnet elementer pada benda nonmagnetik tidak beraturan. Adapun, pada benda magnetik arah magnet elementernya teratur.

Gambar 1: susunan magnet elementer besi/ baja sebelum menjadi magnet

Gambar 2: susunan magnet elementer besi/ baja sesudah menjadi magnet

Prinsip membuat magnet adalah mengubah susunan magnet elementernya yang tidak beraturan menjadi searah dan teratur.

a.       Cara membuat magnet

1)      Membuat magnet dengan cara menggosok

Caranya, besi digosokan dengan salah satu ujung magnet tetap.

Gambar 3: Cara menentukan kutub magnet pada magnet yang dibuat dengan cara digosok.

2)      Membuat dengan cara induksi

Caranya, besi diletakan di dekat magnet tetap.

           

Gambar 4: Ujung besi A menjadi kutub selatan ujung B menjadi kutub utara.

3)      Membuat magnet dengan cara arus listrik

Carannya, besi dan baja di lilit kawat yang dihubungkan dengan baterai.

Gambar 5: Ujung besi A menjadi kutub utara ujung besi B menjadi kutub selatan.

Gambar 6: Ujung besi A menjadi kutub selatan ujung besi B menjadi kutub utara.

b.      Cara menyimpan magnet

Caranya, dalam penyimpanan magnet diperlukan angker (sepotong besi) yang dipasang pada kutub magnet.

Gambar 7: cara menyimpan magnet.

c.       Cara menghilangkan sifat kemagnetan

Caranya, dengan dipanaskan, dipukul-pukul, dan dialiri arus listrik bolak-balik (AC).

Gambar 8: cara menghilangkan sifat kemagnetan a) dipanaskan, b) dipukul-pukul, dan c) dialiri arus listrik bolak-balik (AC).

      2.      Teori Kemagnetan Bumi

1.      Di kutub utara bumi terdapat suatu kutub selatan magnet.

2.      Di kutub selatan bumi terdapat suatu kutub utar magnet.

3.      Bumi sebagai sebuah  magnet besar dengan kutub selatan terletak di dekat kutub utara dan kutub utara terletak di dekat kutub selatan bumi.

Gambar 9: ilustrasi teori kemagnetan bumi.

Deklinis adalah penyimpangan dari arah utara-selatan tetapi yang sebenarnya.

Inklinis adalah sudut yang dibentuk oleh magnet dengan garis mendatar.

Gambar 10: Sudut deklinis dan inklinis

  

     3.      Medan Magnet

Medan magnet adalah ruangan di sekitar yang masih terdapat pengaruh gaya tarik magnet.

Garis gaya magnet adalah garis khayal yang digunakan untuk menggambarkan pola medan magnet.

Gambar 11: Medan magnet dengan garis-garis gaya magnet.   

      4.      Medan Magnet di sekitar Arus Listrik

a.       Percobaan Oersted

Christian Oersted (1770-1851) menemukan secara tidak sengaja, di sekitar kawat yang dialiri arus listrik terdapat medan magnet. Dari hasil percobaan Oersted mendapat kesimpulan sebagi berikut.

1)      Di sekitar kawat berarus listrik akan timbul medan magnet.

2)      Arah penyimpangan jarum kompas bergantung arah arus listrik yang mengalir dalam kawat.

3)      Perubahan arah arus listrik memengaruhi perubahan arah penyimpagan jarum kompas.

4)      Besarnya medan magnet di sekitar kawat berarus listrik bergantung pada besarnya kuat arus listrik dan panjang kawat.

 

Gambar 12: pengaruh kawat berarus terhadap kompas.

Arah medan magnet yang ditimbulkan arus listrik dapat diterangkan melalui aturan atau kaidah tangan kanan menggenggam. Jika arus listrik searah ibu jari, maka arahmedan magnet yang timbul searah keempat jari yang menggenggam.

Gambar 13: Kaidah tangan kanan menggenggam.

b.      Medan magnet pada penghantar

Kawat berarus listrik dibuat melingkar-lingkar membentuk kumparan, medan magnet yang dihasilkan oleh tiap-tiap lingkaran kawat saling memperkuat. Di dalam kumparan dan di kedua ujungnya terdapat medan magnet yang kuat. Solenoida merupakan kumparan kawat yang panjang dan terdiri atas banyak lilitan.

 

Gambar 14: Medan magnet peghantar melingkar

 

Gambar 15: Arah garis-garis gaya magnet pada solenoida

Elektromagnet atau magnet listrik adalah pengaruh hubungan antara kuat arus dan medan maget.

v  Faktor-faktor yang memengaruhi besar medan yang dihasilkan elektromagnetik.

a.       Kuat arus yang mengalir, semakin besar arus listrik yang mengalir, maka makin besar medan magnet yang dihasilkan.

b.      Jumlah lilitannya, semakin banyak lilitan maka makin besar medan magnet yang dihasilkan.

c.       Inti besi yang digunakan, semakin besar (panjang) inti besi yang berada dalam solenoida, maa makin besar medan magnet yang dihasilkan elektromagnet.

    5.      Elekromagnet

          Pemanfaatan prinsip elektromagnet dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya sebagai berikut :

A.    Bel Listrik

Cara kerjanya sebagai berikut.

a)      Apabila sakelar ditekan, arus listrik akan mengalir melalui solenoida.

b)      Teras besi akan manjadi magnet dan menarik kepingan besi lentur dan pengetuk akan memukul bel (lonceng) menghasilkan bunyi.

c)      Tarikan kepingan besi lentur oleh elektromagnet akan memisahkan titik sentuh dan sekrup pengatur yang berfungsi sebagai interuptor.

d)     Arus listrik akan putus dan teras besi hilang kemagnetannya. Kepingan besi lentur akan kembali ke kedudukan semula.

e)      Teras besi akan menjadi magnet dan menarik kepingan besi lentur dan pengetuk akan memukul nbel (lonceng) menghasilkan bunyi kembali.

Gambar 16: Diagram bel listrik.

B.     Relai

Relai berfungsi sebagai sakelar untuk menghubungkan atau memutuskan arus listrik yang besar pada rangkaian lain dengan menggunakan arus listrik yang kecil.

 

Gambar 17: Diagram relai.

C.     Telepon Listrik

Telepon listrik terdiri dari dua bagian yaitu bagian pengirim (mikrofon) dan bagian Penerima (telepon).

-          Prinsip kerja bagian mikrofon adalah megubah gelombang suara menjadi getaran-getaran listrik.

-          Prinsip kerja bagian telepon adalah mengubah sinyal listrik menjadi gelombang bunyi.

 

Gambar 18: Bagan Penerima Telepon

D.    Katrol Listrik

Katrol listrik merupakan elektromagnet yang besar dan digunakan untuk mengangkat sampah logam yang tidak terpakai. Apabila arus dihidupkan katrol listrik akan menarik sampah besi dan memindahkan ke tempat yang dikehendaki. Apabila arus listrik dimatikan, sampah besi akan jatuh.

Kelebihan katrol listrik adalah:

a)      Mampu mengangkat sampah besi dalm jumlah besar.

b)      Dapat mengangkat/ memindahkan bongkaran besi tanpa rantai.

c)      Membantu memisahkan antara logam feromagnetik dan bukan.

       6.      Gaya Lorentz dan penggunaannya

A.    Gaya lorentz (gaya yang terjadi pada sebuah penghantar berarus listrik di dalam medan magnet).

Untuk menggunakan gaya lorentz dapat menggunakan kaidah tangan kanan.

Gambar 19: kaidah tangan kanan

Rumus besar gaya lorentnz ketika arah arus listrik tegak lurus dangan arah medan magnet, yaitu.

F = B . I. L

Keterangan :

F = gaya Lorentz satuan N (Newton)

B = Kuat medan magnet satuan Tesla (T)

I  = Kuat arus listrik satuan Ampere (A)

L = Panjang kawat satuan meter (m)

B.     Penggunaan gaya Lorentz

Alat yang menerapkan gaya Lorentz adalah motor listrik dan alat-alat ukur listrik. Motor listrik banyak dijumpai pada tape recorder, pompa air listrik, dan komputer. Adapun, contoh alat ukur listrik, yaitu galvanometer, amperemeter, voltmeter, dan ohmeter.

Cuikup sekian, semoga bermanfaat.