MATERI

A. Pengertian Magnet

          Magnet atau magnit adalah suatu obyek yang mempunyai suatu medan magnet. Magnet berasal dari bahasa Yunani magnes atau magnetis lithos yang berarti batuan magnesian. Magnesia adalah nama sebuah propinsi di Yunani pada masa lalu yang kini bernama manisa (sekarang berada di wilayah Turki), di propinsi inilah pertama kali magnet di temukan. Magnet merupakan benda yang dapat menarik benda yang terbuat dari besi, baja, nikel dan kobalt. Magnet didefinisikan sebagai bahan feromagnetik dengan daerah magnetik terarah sama sehingga menghasilkan medan magnet disekitarnya.

B. Bentuk dan Sifat Magnet

1. Bentuk-Bentuk Magnet

Berdasarkan proses terjadinya, magnet terdiri dari magnet alam dan magnet buatan. Magnet alam adalah magnet yang tidak dibuat orang / magnet yang secara alami terdapat di alam tanpa proses pembuatan. Magnet itu sudah bersifat magnet sejak semula. Magnet alam mempunyai bentuk yang tidak teratur, seperti batuan alami / bongkahan berbagai batuan yang dapat menarik benda dari besi. Magnet alam pertama kali ditemukan di kota Magnesia di Asia Kecil. Magnet buatan adalah magnet yang dibuat oleh manusia untuk keperluan tertentu. Magnet buatan terbuat dari besi atau baja. Magnet yang ada sekarang ini, hampir semuanya adalah magnet buatan.

Berdasarkan bentuknya, magnet buatan mempunyai beberapa bentuk, yaitu :

                                                

Magnet Batang           

Magnet Silinder

Magnet U 

Magnet Ladam

Magnet Lingkaran

Magnet Jarum 









                 Kutub-kutub magnet selalu berpasangan yaitu kutub utara dan kutub selatan. Jika dua kutub magnet yang sama didekatkan maka akan terjadi sifat saling tolak. Sebaliknya, jika dua kutub magnet yang berbeda didekatkan akan terjadi sifat saling tarik. Sehingga kita dapat membuat aturan untuk kutub magnet: kutub senama tolak-menolak, dan kutub tak senama  tarik-menarik. Jika sebuah magnet dipotong menjadi dua, ternyata hasilnya berupa dua magnet yang lebih kecil dan masing-masing tetap memiliki kutub utara dan selatan.

2. Sifat-Sifat Magnet

Magnet memiliki sifat-sifat sebagai berikut :

1. Mampu menarik benda-benda yang mengandung bahan besi, kobalt atau nikel.

2. Kekuatan gaya tarik magnet yang paling kuat terletak pada kutub-kutubnya. Makin dekat jarak kutub magnet terhadap suatu benda, makin kuat tarikan magnet itu.

3. Magnet mempunyai 2 buah kutub, yaitu kutub utara (North/N) dan kutub selatan (South/S).

4. Kutub utara magnet menunjuk ke arah selatan bumi, kutub selatan magnet menunjuk ke arah kutub utara bumi.

5. Kompas merupakan alat penunjuk arah. Di dalam terdapat magnet jarum yang bergerak bebas. Jarum kompas selalu menunjuk arah utara dan selatan.

6. Kutub-kutub magnet yang sama akan tolak menolak dan kutub-kutub magnet tidak sama akan tarik menarik.

7. Gaya tarik magnet dapat menembus benda-benda tipis seperti kertas, plastik.

C. Medan Magnet dan Induksi Magnet

1. Medan Magnet

Daerah di sekitar magnet yang terdapat gaya-gaya magnet disebut medan magnet. Medan magnet dapat dirasakan atau ada di sekitar kutup magnet. Apabila ada kutub magnet lain dalam medan medan magnet maka akan ada gaya interaksi magnetik atau disebut sebagai gaya magnet. Medan magnet dapat timbul dari bahan-bahan dari alam yang mempunyai sifat kemagnetan atau bisa juga ditimbulkan oleh adanya arus listrik. Salah satu tokoh terkenal yang meneliti tentang medan magnet adalah Hans Christian Oersted (1777-1851). Oersted merupakan orang pertama yang dalam percobaannya mengetahui terjadinya medan magnet oleh arus listrik. Gaya magnet ini dalam aplikasinya banyak digunakan sebagai dasar dalam mengubah energi listrik menjadi enegi mekanik. Misalkan dalam pembuatan motor listrik, pembuatan generator. Selain karena adanya arus listrik medan magnet juga dapat ditimbulkan karena sifat kemagnetan bahan. Garis gaya magnet dapat digambarkan dengan cara menaburkan serbuk besi pada kertas yang diletakkan di atas magnet. Jika pada suatu tempat garis gaya magnetnya rapat, berarti gaya magnetnya kuat. Sebaliknya jika garis gaya magnetnya renggang, berarti gaya magnetnya lemah. Seperti halnya garis gaya listrik yang menggambarkan medan listrik, garis gaya magnet dapat menggambarkan medan magnet. Namun tidak seperti garis gaya listrik yang dapat berawal dan berakhir pada satu muatan listrik, garis gaya magnet tidak ada awal dan akhirnya. Garis gaya magnet membentuk lintasan tertutup dari kutub utara ke kutub selatan. Jadi, medan magnet adalah daerah di sekitar magnet yang masih bekerja gaya magnet, digambarkan oleh garis gaya magnet yang menyebar dari kutub-kutub magnet. (Sudibyo, Elok, dkk. 2008: 204-206)

2. Induksi Magnet.

Pada suatu titik ada medan magnet bila muatan yang bergerak pada titik tersebut mengalami gaya magnet. Medan magnet ini dikenal juga sebagai induksi magnet. Induksi magnet dapat dilukiskan sebagai garisgaris yang arah singgungnya pada setiap titik menunjukkan arah vektor induksi magnet di titik-titik tersebut. Induksi magnetik pada batang magnet akan muncul seperti diperlihatkan dalam Gambar di bawah ini.

D. Bahan Magnetik dan Bahan Nonmagnetik

Benda  dapat digolongkan berdasarkan   sifatnya. Kemampuan suatu benda menarik benda lain yang berada di dekatnya   disebut   kemagnetan.  Berdasarkan  kemampuan   benda menarik benda lain dibedakan menjadi dua, yaitu benda magnet dan benda  bukan  magnet. Namun,  tidak  semua  benda logam yang  berada  di dekat magnet dapat ditarik. Oleh karena itu sifat kemagnetan benda dapat digolongkan menjadi:

a. Bahan magnetik (feromagnetik), yaitu bahan yang dapat ditarik magnet dengan kuat. Contoh: besi, baja, besi silikon, nikel, kobalt.

b. Bahan non magnetik

1. Paramagnetik, yaitu bahan yang ditarik lemah oleh magnet.

Contoh: alumunium, magnesium, wolfram, platina dan kayu

2. Diamagnetik, yaitu bahan yang ditolak oleh magnet.

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

Benda-benda magnetik yang bukan magnet dapat dijadikan magnet.  Benda itu ada yang  mudah  dan  ada  yang  sulit  dijadikan magnet.  Baja  sulit  untuk dibuat  magnet, tetapi  setelah  menjadi magnet sifat kemagnetannya tidak mudah hilang. Oleh karena itu, baja digunakan untuk membuat magnet tetap (magnet permanen). Besi mudah untuk dibuat magnet, tetapi jika setelah menjadi magnet  sifat kemagnetannya  mudah  hilang. Oleh  karena  itu,  besi digunakan untuk membuat magnet sementara.

Berdasarkan jenis bahan yang digunakan, magnet dapat dibedakan menjadi empat tipe:

a. Magnet Permanen Campuran

Sifat magnet tipe ini adalah keras dan memiliki gaya tarik sangat kuat. Magnet permanen campuran dibagi menjadi:

·       Magnet alcomax, dibuat dari campuran besi dengan almunium

·       Magnet alnico, dibuat dari campuran besi dengan nikel

·       Magnet ticonal, dibuat dari campuran besi dengan kobalt

b. Magnet Permanen Keramik

Tipe magnet ini disebut juga denganmagnadur, terbuat dari serbuk ferit dan bersifat keras serta memiliki gaya tarik kuat.

c. Magnet Besi Lunak

Tipe magnet besi lunak disebut jugastalloy, terbuat dari 96% besi dan 4% silicon. Sifat kemagnetannya tidak keras dan sementara.

d. Magnet Pelindung

Tipe magnet ini disebut jugamumetal, terbuat dari 74% nikel, 20% besi, 5% tembaga, dan 1% mangan. Magnet ini tidak keras dan bersifat sementara.

E. Membuat, Menghilangkan, dan Menyimpan Magnet

1. Cara membuat magnet ada 3 macam yaitu :

a. Dengan cara menggosok

Cara menggosok yaitu dengan cara menggosok-gosokkan magnet pada besi atau hendak dijadikan magnet. Suatu bahan dapat dibuat menjadi magnet dengan cara menggosokkan sebatang magnet tetap secara berulang-ulang pada bahan tersebut. Sifat kemagnetan bahan memiliki kutub yang berlawanan dengan magnet penggosoknya. Alat dan Bahan:

    Alat dan Bahan:

1. Magnet batang

2. 1 buah paku besar

3. Klip kertas

    Cara Membuat:

1. Gosokkan magnet pada batang paku berulang-ulang, dengan cara searah.

2. Coba tempelkan ujung paku pada klip paper

3. Maka klip paper akan menempel di ujung paku

            b. Dengan Cara Induksi

Cara induksi yaitu dengan mendekatkan sebuah magnet pada benda yang hendak dijadikan magnet. Suatu bahan yang didekatkan pada magnet, maka sifat kemagnetan magnet akan ikut berpindah ke bahan tersebut, namun sifat kemagnetan bahan akan hilang ketika magnet dijauhkan dari bahan.

    Alat dan bahan :

1. 2 buah magnet batang

2. 1 buah paku besar

3. Beberapa buah klip kertas

    Cara Membuat:

1. Tempelkan 1 buah magnet batang pada salah satu ujung paku besar.

2. Dekatkan ujung paku yang lain pada klip kertas

3. Klip kertas akan menempel pada ujung paku yang lain.

c. Dengan Cara Mengaliri Listrik

Cara aliran listrik yaitu dengan mengalirkan listrik pada lilitan kawat yang dapat yang dapat menimbulkan medan magnet. Suatu bahan akan memiliki sifat magnet ketika dialiri arus listrik searah, namun akan hilang kemagnetannya jika arus tersebut dihilangkan. Apabila bahan dialiri arus listrik yang cukup besar, maka sifat kemagnetannya tidak berubah (magnet tetap).

    Alat dan Bahan :

1. Kabel yang berisi kawat tembaga (sehelai saja bila kabelnya rangkap dua).

2. Paku besar.

3. Baterai.

4. Paper klip atau logam kecil lainnya (paku payung, jarum, dll)

    Cara Membuat:

1. Kupas kulit kabel tembaga pada tiap jung-ujungnya.

2. Lilitkan kabel tembaga pada paku (usahakan serapat mungkin).

3. Tempelkan ujung-ujung kabel tembaga pada baterai, dan tunggu beberapa saat.

4. Untuk mengujinya coba dekatkan paku tersebut pada paper klip atau logam kecil lainnya.

5. Maka paper klip akan melekat pada paku.

2. Cara menghilangkan sifat kemagnetan

Adapun menghilangkan sifat kemagnetan dapat dilakukan dengan cara :

a. Memukul-mukul magnet secara berulang-ulang dengan benda yang keras hingga bentuknya berubah atau rusak.

b. Magnet yang  mengalami pemukulan akan  menyebabkan perubahan susunan magnet elementernya. Akibat pemanasan dan pemukulan magnet elementer menjadi tidak teratur dan tidak searah. Magnet-magnet elementer yang tadinya segaris (searah) menjadi berarah sembarangan, sehingga benda kehilangan sifat magnetiknya.

c. Mambakar magnet atau dipanaskan hingga berpijar

Pemanasan  pada magnet menyebabkan sifat kemagnetannya berkurang atau bahkan hilang. Hal ini terjadi karena tambahan energi akibat pemanasan menyebabkan partikel-partikel bahan bergerak lebih cepat dan lebih acak, maka sebagian magnet elementernya tidak lagi menunjuk arah yang sama seperti semula. Bahkan setiap benda di atas suhu tertentu sama sekali tidak dapat dibuat menjadi magnet.

d. Membanting-banting magnet

e. Magnet diletakkan pada selenoida (kumparan kawat berbentuk tabung panjang dengan lilitan yang sangat rapat) dan dialiri arus listrik bolak-balik (AC). Penggunaan arus AC menyebabkan arah arus  listrik yang  selalu  berubah-ubah. Perubahan arah arus listrik memengaruhi letak dan arah magnet elementer. Apabila letak dan arah magnet elementer berubah, sifat kemagnetannya hilang.

3 Cara menyimpan magnet

Untuk menyimpan magnet batang agar tidak kehilangan sifat kemagnetiknya, dapat dilakukan cara berikut:

1. Menyimpan magnet batang secara berpasangan dengan kutub-kutub tidak sejenis saling berseberangan. Tutup kedua ujung pasangan magnet dengan sepasang besi lunak, yang bertindak sebagai penyimpan. Magnet-magnet elementer dari magnet diarahkan hingga membentuk rangkaian tertutup.

2. Menjauhkan dari medan listrik.

3. Jauhkan dari benda-benda yang panas/bersumber api. (Kanginan, 2002)

F. Contoh Penggunaan Magnet dalam Kehidupan Sehari-hari

Magnet dapat ditemukan dan digunakan dalam kehidupan sehari-hari antara lain

1. Jarum kompas adalah dari magnet permanen.

2. Pintu kulkas memiliki magnet permanen agar selalu tertutup.

3. Kartu ATM dan kartu kredit memiliki jalur magnet yang berisi informasi.

4. TV dan monitor komputer menggunakan elektromagnetik untuk menghasilkan gambar.

5. Mikrofon dan speaker menggunakan kombinasi magnet permanen dan elektromagnetik.

6. Media rekaman magnetik: Tape VHS biasa mengandung golongan tape bermagnet. Informasi yang memproduksi video dan suara dikodekan pada lapisan bermagnet pada tape.

7. Kaset audio kompak mengandung magnet untuk menghasilkan audio.

8. Kartu kredit, kartu debit, dan kartu ATM: Semua kartu ini memiliki jalur bermagnet pada sisi-sisinya. Jalur ini mengandung informasi yang dibutuhkan untuk menghubungi institusi keuangan pribadi dan menghubungkan dengan rekening bank.

9. Magnet di lemari es memastikan pintu lemari es kedap udara, dengan itu menghindari  pemborosan energi.

10. Loudspeaker dan mikrophon: Loudspeaker merupakan kombinasi magnet permanen dan elektromagnetik. Loudspeaker pada dasarnya perangkat yang mengkonversi energi listrik (sinyal) ke energi mekanik (suara). Elektromagnetik membawa sinyal, yang menghasilkan perubahan bidang megnet dan menarik bidang yang ada pada magnet permanen. Pergerakan penarikan dan penolakan menggerakkan kon, yang menghasilkan suara. Kebanyakan speaker tergantung kepada teknologi ini, tetapi ada juga yang menggunakan konsep yang berbeda.Mikrophon memiliki kon atau selaput yang terlekat pada gelongan kabel. Gelung itu terletak dalam megnet berbentuk khusus. Bila suara mengegarkan selaput maka gelung itu turut bergetar dan menghasilkan voltage saat ia melalui medan magnet. Voltage dalam kabel ini adalah sinyal listrik yang mewakili suara asal.

11. Motor listrik dan generator: Motor listrik (seperti speaker) tergantung pada kombinasi       eletromagnet dan magnet permanen, dan seperti speaker, mengganti energi listrik menjadi energi   mekanis. Generator bertindak merubah energi mekanis ke energi listrik.

12. Transformer / trafo : Transformer merupakan perangkat yang mengkonversi energi listrik antara dua perangkat yang terpisah mengngunakan listrik melalui konektor magnet.

G. Kemagnetan Bumi

1. Bumi Sebagai Medan Magnet

Batuan-batuan pembentuk bumi juga mengandung magnet elementer. Bumi dipandang sebagai sebuah magnet batang yang besar yang membujur dari utara ke selatan bumi. Magnet bumi memiliki dua kutub, yaitu kutub utara dan selatan. Kutub utara magnet bumi terletak di sekitar kutub selatan bumi. Adapun kutub selatan magnet bumi terletak di sekitar kutub utara bumi. Magnet bumi memiliki medan magnet yang dapat memperngaruhi jarum kompas dan magnet batang yang tergantung bebas.

           Medan magnet bumi digambarkan dengan garis-garis lengkung yang berasal dari kutub selatan bumi menuju kutub utara bumi. Magnet bumi tidak tepat menunjuk arah utara-selatan geografis. Penyimpangan magnet bumi ini akan menghasilkan garis-garis gaya magnet bumi yang menyimpang terhadap arah utara-selatan geografis.

2. Deklinasi dan Inklinasi

Jika kita perhatikan kutub utara jarum kompas dalam keadaan setimbang tidak tepat menunjuk arah utara dengan tepat. Penyimpangan jarum kompas ini terjadi karena letak kutub-kutub magnet bumi tidak tepat berada di kutub-kutub bumi, tetapi menyimpang terhadap letak kutub bumi. Hal ini menyebabkan garis-garis gaya magnet bumi mengalami penyimpangan terhadap arah utara-selatan bumi. Akibatnya penyimpangan kutub utara jarum kompas akan membentuk sudut terhadap arah utara-selatan bumi (geografis). Sudut yang dibentuk oleh kutub utara jarum kompas dengan arah utara-selatan geografis disebut deklinasi. Pernahkan kamu memperhatikan mengapa kedudukan jarum kompas tidak mendatar. Penyimpangan jarum kompas itu terjadi karena garis-garis gaya magnet bumi tidak sejajar dengan permukaan bumi (bidang horizontal). Akibatnya, kutub utara jarum kompas menyimpang naik atau turun terhadap permukaan bumi. Penyimpangan kutub utara jarum kompas akan membentuk sudut terhadap bidang datar permukaan bumi. Sudut yang dibentuk oleh kutub utara jarum kompas dengan bidang datar disebut inklinasi. Alat yang digunakan untuk menentukan besar inklinasi disebut inklinator. (Amrulloh, 2009).