SANG PENDIDIK

BAB 11
KEMAGNETAN


Standar Kompetensi : 4. Memahami konsep kemagnetan dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari
Kompetensi Dasar : 4.1. Menyelidiki gejala kemagnetan dan cara membuat magnet
4.2. Mendeskripsikan pemanfaatan kemagnetan dalam produk teknologi

Tujuan Pembelajaran :
1. Setelah mempelajari materi ini, siswa diharapkan dapat :
2. Menjelaskan Sifat-sifat magnet
3. Menjelaskan cara membuat magnet
4. Menjelaskan teori kemagnetan bumi
5. Menjelaskan Sifat medan magnet di sekitar kawat berarus
6. Menjelaskan cara kerja elektromagnetik
7. Menjelaskan penggunaan gaya lorentz
8. Menghitung besar gaya Lorentz pada kawat berarus listrik

Magnet banyak dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari, mulai dari peralatan yang sederhana hingga peralatan yang canggih. Beberapa alat seperti komputer, telepon, radio, ataupun televisi menggunakan magnet sebagai salah satu komponen penting dalam pengoperasiannya. Mengapa magnet begitu penting bagi manusia? Sifat apa yang dimilikinya? Kalian akan mempelajarinya dalam uraian bab ini.

A. Pengertian Kemagnetan
Kata “magnet” berasal dari nama suatu daerah di Yunani Kuno, yatu Magnesia. Di tempat itu bangsa Yunani menemukan bahan bahan yang bersifat dapat menarik besi. Magnet adalah benda yang dapat menarik benda-benda lain disekitarnya seperti besi, baja, dan kobalt. Magnet banyak dimanfaatkan pada beberapa perangkat elektronika seperti telepon dan bel listrik.

1. Sifat-sifat Magnet
Sebuah Magnet tersusun atas magnet-me=agnet yang berukuran sangat kecil yang mengarah ke arah yang sama, yang disebut dengan magnet elementer. Sifat magnet ditentukan oleh susunan magnet-magnet elementernya. Apabila arah magnet elementer dalam bahan seragam, maka benda benda itu bersifat magnet. Namun, jika arah elementer dalam bahan acak, sifat kemagnetan yang dimiliki benda akan saling meniadakan, sehingga benda tidak menunjukkan sifat magnet.
Magnet memiliki dua kutub, yaitu kutub utara dan kutub selatan. Kutub yang selalu menghadap ke Utara disebut kutub utara. Kutub yang selalu menghadap ke Selatan disebut kutub selatan. Kekuatan sifat kemagnetan yang paling besar berada pada kedua bagian kutub magnet ini. Jika dua kutub berlainan jenis didekatkan akan tarik menarik.

2. Bahan magnetik dan Bahan Nonmagnetik
Berdasarkan dapat tidaknya sebuah benda ditarik magnet, benda dapat dibedakan menjadi dua, yaitu bahan magnetik danbahan nonmagnetik. Bahan magnetik adalah bahan yang dapat ditarik oleh magnet, sedangkan bahan nonmagnetik adalah bahan yang tidak dapat ditarik oleh magnet. Berdasarkan sifat tersebut, bahan yang ada di alam dapat dibedakan menjadi tiga macam.
a. Feromagnetik
Feromagnetik adalah bahan yang dapat ditarik dengan kuat oleh magnet. Contohnya besi, baja, nikel, dan kobalt.
b. Paramagnetik
Paramagnetik adalah bahan yang ditarik dengan lemah oleh magnet. Contohnya platina dan alumunium.
c. Diamagnetik
Diamagnetik adalah bahan yang sama sekali tidak dapat ditarik oleh magnet (ditolak magnet). Contohnya kayu, tembaga, perak, dan seng.

3. Jenis –jenis Magnet
Berdasarkan asalnya, magnet dibedakan menjadi dua macam, yaitu magnet alam dan magnet buatan. Magnet alam adalah magnet yang ditemukan di alam dan terbuka dengan sendirinya. Sementara itu, Magnet buatan adalah magnet yang sengaja dibuat manusia. Magnet ini diperoleh dengan mengubah suatu benda yang semula tidak bersifat magnet hingga menjadi magnet.
Berdasarkan sifat kemagnetannya, magnet dapat dibedakan menjadi dua, yaitu magnet tetap dan magnet sementara. Magnet tetap (permanen) yaitu magnet yang tahan lama dan tidak mudah hilang sifat kemagnetannya. Contohnya magnet yang terbuat dari baja. Sementara itu, magnet sementara (remanen) yaitu magnet yang sifat kemagnetannya hanya sementara (tidak tetap). Contohnya magnet yang terbuat dari besi lunak.
Berdasarkan bentuknya, magnet ada beberapa macam, yaitu magnet batang, magnet silinder, magnet jarum, magnet U, dan magnet ladam (tapal kuda).





4. Cara Membuat Magnet
Magnet buatan dapat dibuat melalui tiga cara, yaitu menggosok, induksi, dan menggunakan arus listrik.
a. Menggosok
Besi atau baja dapat di buat menjadi magnet dengan digosok secara searah menggunakan magnet tetap. Kutub magnet yang dihasilkan pada ujung akhir penggosokan selalu berlawanan dengan kutub magnet penggosoknya.

b. Induksi
Induksi magnet dilakukan dengan menempelksn atau mendekatkan benda yang terbuat dari besi atau baja ke salah satu kutub magnet. Ternyata benda tersebut dapat menarik bahan feromagnetik lain di dekatnya. Jadi, dalam hal ini benda tersebut sudah memiliki sifat kemagnetan. Kutub magnet induksi selalu berlawanan dengan kutum penginduksinya (magnet permanen). Sifat kemagnetan pada besi hanya sementara (mudah hilang ), tetapi sifat kemagnetan pada baja adalah tetap, karena sifat kemagnetan yang dimiliki oleh bahan besi.

c. Menggunakan Arus Listrik
Pembuatan magnet dengan menggunakan arus listrik dilakukan dengan melilitkan kawat berarus listrik pada bahan yang akan dibuat magnet (misal besi atau baja). Apabila bahan yang digunakan adalah besi maka sifat kemagnetannya hanya sementara, yaitu selama arus listrik mengalir. Setelah arus listrik terputus, besi akan kehilangan sifat kemagnetannya. Tetapi jika bahan yang digunakan dari baja maka akan diperoleh magnet tetap.

Sifat kemagnetan suatu benda dapat rusak atau hilang. Hal ini disebabkan posisi magnet elementer yang dikandungnya sudah tidak teratur searah lagi. Berikut ini beberapa cara menghilangkan sifat kemagnetan benda.
1. Magnet dipanaskan atau dibakar.
2. Magnet dipukul atau ditempa.
3. Magnet ditempatkan dalam kumparan yang dialiri arus listrik bolak balik.

Agar sifat kemagnetan yang dimiliki tidak cepat hilang, dapat dilakukan dengan teknik penyimpanan yang benar berikut ini.
1. Menjauhkan magnet dari sumber panas (kalor).
2. Menjauhkan magnet dari medan listrik.
3. Menyimpan magnet batang secara berpasangan dengan kutub-kutub yang tidak sejenis saling berseberangan. Kedua ujung pasangan magnet ditutup dengan besi lunak yang berfungsi sebagai “penyimpan” garis-garis gaya magnet. Magnet-magnet elementer diarahkan hingga membentuk rangkaian tertutup.Apa yang terjadi jika sebuah magnet batang dipotong bagian tengahnya? Seperti yang sudah di jelaskan bahwa sebuah magnet tersusun atas magnet-magnet kecil yang disebut magnet elementer. Jika sebuah magnet batang dipotong bagian tengahnya maka akan terbentuk kutub-kutub magnet yang baru, yaitu kutub utara dan kutub selatan. Jika potongan magnet tersebut dipotong lagi, maka potongan-potongan magnet tadi akan membentuk kutub-kutub magnet baru lagi,yaitu kutub utara dan kutub selatan magnet.

B. Medan Magnet.
Medan magnet adalah daerah di sekitar magnet yang masih diapengaruhi oleh daya tarik atau gaya tola magnet. Medan magnetik dapat di gambarkan berupa garis lengkung yang disebut garis gaya magnet. Garis gaya magnetik adalah garis khayal yang merupakan lintasan kutup utara magnet elementer jika dapat bergerak bebas. Berikut ini perbedaan hal yang perlu diketahui mengenai garis gaya magnet. garis gaya magnet tidak pernah berpotongan. Semakin rapat garis gaya magnet di suatu tempat berarti makin kuat medan magnetnya sebaliknya makin rendang garis gaya magnet di suatu tempat berarti makin lemah medan magnetnya. Arah garis gaya magnet selau keluar dari kutub utara magnet menuju kutup selatan magnet. Jumlah garis gaya magnet (fluks magnet) yang keluar dari kutub utara magnet sama gengan jumlah garis gaya magnet yang masuk ke kutub selatan magnet Makin jauh dari kutub magnet, makin lemah medan magnet yang dimiliki benda.

C. Medan Magnet Bumi
Bumi dapat di anggap sebagai magnet yang sangat besar, dengan kutup-kutup magnetnya di kutup utara dan di kutup selatan. Kutub utara magnet bumi terletek di kutub selatan deografis bumi. Sementara itu, kompas yang dalam keadaan bebas tanpa pengaruh gaya lain akan selalu menunjukkan arah Utara dan Selatan. Kutub utara jarum kompas ditarik oleh kutub selatan magnet bumi, sedangkan kutub selatan jarum kompas ditarik oleh kutub utara magnet bumi, pada kenyataannya, arah yang ditunjuk jarum kompas tidak tepat ke arah Utara dan Selatan bumi, tetapi sedikit menyimpang. Penyimpangan ini menyebabkan terbentuknya sudut. Sudut yang terjadi dapat dibentuk oleh jarum kompas dengan arah horizontal ataupun vertikal. Kedua sudut ini dinamakan sudut deklinasi dan sudut inklinasi.

1. Deklinasi
Inklinasi adalah sudut yang dibentuk sumbu magnet jarum kompas dengan garis horizontal bumi (permukaan mendatar bumi). Sudut inklinasi terjadi akibat garis-garis gaya magnet tidak sejajar dengn gari-garis gaya magnet bumi. Oleh karna kutub utara-selatan magnet bumi tidak tempat berimpit dengan kutup utara-slatan geografis bumi, daerah di berbagai lintang memiliki sudut inklinasi yang berbeda. Sudut inklinasi juga ada dua macam, yaitu inklinasi positif dan inklinasi negatif.
a. Inklinasi positif terjadi jika kutup utara jarum kompas menyimpang di atas garis horizontal.
b. Inklinasi negatif terjadi jika kutup utara jarum kompas menyimpang di bawah garis horizontal.