Kemagnetan 1

 Kemagnetan

Standar Kompetensi :

Memahami konsep kemagnetan dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari

Kompetensi Dasar :

- Menyelidiki gejala kemagnetan dan cara membuat magnet

- Mendeskripsikan pemanfaatan kemagnetan dalam produk teknologi

😸😹😺😻😼😽😾😿🙀🙅🙆🙇🙈🙉🙊🙋🙌🙍🙎🙏✊✋✌👀👱

Sifat Umum Magnet

Sebuah magnet mempunyai dua kutub, yaitu kutub utara dan kutub selatan.  Bila sebuah magnet batang diikat di tengah dengan seutas benang sehingga posisinya mendatar dan bebas berputar, magnet batang akan mencari posisi segaris dengan arah utara – selatan. Ujung yang menunjuk arah utara adalah kutub utara magnet, dan ujung yang menunjuk arah selatan adalah kutub selatan magnet.

Untuk mengetahui sifat-sifat kutub magnet, lakukanlah kegiatan berikut ini

Interaksi  antara dua magnet dapat dilakukan dengan cara menggantung magnet lain dan didekatkan pada magnet pertama.  Bila dua magnet dengan kutub senama didekatkan akan timbul gaya tolak menolak, dan bila dua kutub tidak senama didekatkan akan timbul gaya tarik menarik.

Jadi dua kutub magnet yang senama akan tolak menolak dan dua kutub magnet yang tidak senama akan tarik menarik.  

Perhatikanlah gambar berikut ini.

 Jika      U = utara

            S  = selatan

            F = gaya

Buatlah kesimpulan dari gambar disamping.

Besarnya gaya tolak menolak atau gaya tarik menarik dari dua kutub magnet tergantung dari kekuatan kutub-kutub magnet tersebut.

Bila sebuah magnet dipotong menjadi dua, maka hasilnya adalah dua magnet yang lebih kecil dan tiap-tiap magnet masing-masing tetap memiliki dua kutub yang berbeda. Tidak mungkin membuat magnet dengan kutub tunggal meskipun sampai ukuran yang paling kecil sekalipun.

            Sebuah magnet batang bila kamu potong-potong menjadi bagian yang lebih pendek, maka batang-batang yang pendek tersebut juga bersifat magnet, seperti yang ditunjukkan gambar berikut.

Ujung panah menunjukkan arah kutub utara magnet. Beberapa magnet elementer membentuk sebuah domain,arah dari magnet elementernya adalah searah. Magnet elementer adalah bagian terkecil dari sebuah magnet. Bila sebatang besi atau baja belum bersifat sebagai magnet, maka magnet elementernya masih bersifat acak. Namun domainnya sudah memiliki magnet elementer yang searah, tetapi satu domain dengan domain lainnya mempunyai arah yang berbeda-beda. Supaya domain dari magnet tersebut menjadi satu arah, maka dapat disearahkan dengan cara menggosok, induksi atau dengan cara elektromagnetik.

 

1.2  Sifat Kemagnetan Bumi

            Sebuah magnet yang tergantung pada seutas benang, cenderung memposisikan dirinya ke arah utara-selatan. Hal ini terjadi karena bumi bersifat seperti sebuah magnet raksasa. Karena dua kutub yang tidak senama tarik menarik dan kutub utara kompas mengarah ke utara, maka kutub selatan magnet bumi pasti di dekat kutub utara geografi bumi dan kutub utara magnet bumi berada di dekat kutub selatan geografi bumi.

Garis-garis medan magnet bumi keluar dari kutub utara magnet bumi menuju ke kutub selatan magnet bumi.

kutub-kutub magnet bumi tidak tepat sama dengan letak kutub-kutub bumi. Sehingga letak jarum kompas tidak tepat menunjuk ke utara-selatan kutub bumi, tapi ada sedikit penyimpangan. arah utara yang ditunjukkan oleh kompas membentuk sudut dengan arah kutub utara bumi, sudut penyimpangan ini disebut sudut deklinasi. Sudut deklinasi di berbagai tempat di permukaan bumi tidak sama. Sudut yang dibentuk oleh magnet jarum kompas terhadap bidang mendatar disebut sudut inklinasi.

Medan magnetik di sekitar magnet permanen

Arah medan magnetik di sekitar magnet batang dapat dilihat dengan cara menaburkan serbuk besi atau meletakkan beberapa magnet kecil di sekitar magnet.

            Ternyata di dalam ruang sekitar sebuah magnet terdapat medan magnetik. Medan magnetik adalah ruang dimana magnet-magnet lain yang ada di ruang itu mengalami gaya magnetik. Medan magnetik digambarkan dengan garis-garis khayal yang selalu keluar dari kutub utara dan masuk ke kutub selatan, garis-garis ini dinamakan garis-garis medan atau garis-garis gaya magnet.

Membuat magnet dengan cara induksi

Bila sebuah paku disentuh dengan magnet, lalu paku yang menempel magnet itu disentuhkan pada benda kecil lainnya, maka benda kecil tersebut akan ditarik oleh paku. Ketika itulah paku berubah menjadi magnet. Magnet akan mengakibatkan paku terpolarisasi menjadi kutub-kutub yang sama dengan magnet. Paku mempunyai sifat magnet sementara ,dan bila paku dijauhkan dari magnet maka paku akan kehilangan sifat kemagnetannya. Cara ini dikatakan membuat magnet dengan cara induksi.

Elektromagnet

            Bila sebuah besi dililitkan dengan kawat lalu diberi aliran listrik, maka besi akan menjadi magnet. Tapi kalau aliran listriknya dihentikan, kemagnetan besi akan hilang. Sehingga, sifat kemagnetan besi hanya sementara saja.

Selain besi, bajapun dapat dibuat menjadi magnet dengan cara melilitkan kawat seperti gambar di samping. Kemagnetan seperti ini lebih kuat dibandingkan dengan cara menggosok atau dengan cara induksi. Untuk menentukan bagian kutub utara dan kutub selatan dari elektromagnet ini ,kamu dapat menggunakan aturan tangan kanan.

Aturan tangan kanan :

“ Ibu jari diluruskan sebagai arah kutub utara (U) dan jari-jari yang lainnya dilipatkan sebagai arah arus listrik di dalam kumparan “.

Contoh Soal : Menentukan kutub-kutub pada elektromagnet.

 

Dari kumparan kawat pada sebatang besi seperti gambar disamping ,tentukanlah kutub utara dan kutub selatannya !

Solusi :

Setelah saklar S dihubungkan, maka arus listrik akan mengalir seperti pada gambar. Dengan mempergunakan kaidah tangan kanan akan diperoleh kutub Q yang berfungsi sebagai kutub utara (U) dan P menjadi kutub selatan (S).

Magnet hasil gosokan

Salah satu cara membuat magnet permanen ini adalah dengan cara menggosok-gosokkan batang baja atau besi dengan sebuah magnet batang yang lain. Dengan cara ini, harus ada magnet permanen terlebih dahulu. Ujung magnet tersebut disentuhkan dengan ujung batang yang akan dibuat magnet. Lalu ditarik sehingga ujungnya menggosok seluruh permukaan logam yang akan dijadikan magnet. Hal ini dilakukan berulang-ulang sehingga logam tadi betul-betul menjadi magnet. Kutub magnet yang dihasilkan di ujung daerah yang digosok selalu berlawanan arah dengan kutub magnet penggosoknya. Misalkan, kita menginginkan besi bersifat magnet berkutub selatan, maka kita harus menggosok batang besi tersebut dengan kutub utara magnet. Batang digosok dalam satu arah terus menerus berulang sampai batang besi bersifat magnet.

Medan Magnet di Sekitar Penghantar Berarus Listrik

 

Pada tahun 1819, Profesor dari Denmark, Hans Christian Oersted (1777 – 1851), melakukan eksperimen yang hasilnya menyatakan bahwa disekitar arus listrik timbul medan magnetik. Oersted meletakkan kawat melintang di atas sebuah kompas lalu menghubungkan ujung-ujung kawat ke sumber tegangan arus searah.

Perhatikanlah hasil percobaan Oersted pada gambar di samping ini , dari gambar tersebut dapat disimpulkan :

(a) Jika kawat tidak dialiri arus listrik, magnet

     jarum tidak menyimpang.

(b) Jika kawat dialiri arus listrik dari bawah ke

      atas ,kutub utara magnet menyimpang ke

      kanan.

(c) Jika kawat dialiri arus listrik dari atas ke

      bawah, kutub utara magnet menyimpang ke kiri.

Untuk menentukan arah garis-garis gaya magnet di sekitar kawat/penghantar

 

yang berarus listrik ,kamu dapat menggunakan aturan tangan kanan. Aturan tangan kanan ini berbeda dengan aturan tangan kanan yang pernah kita bahas. Aturan tangan kanan ini menyatakan bahwa arah ibu jari menunjukkan arah arus listrik, sedangkan arah ke empat jari yang lainnya menunjukkan arah medan magnet di sekitar penghantar yang berarus listrik.

Bentuk Medan Magnetik di Sekitar Kawat Berarus Berbentuk Lingkaran

Bentuk atau pola garis-garis medan magnetik pada penghantar berbentuk lingkaran yang dilalui arus dapat ditunjukkan pada gambar berikut.

Ternyata kaidah tangan kanan tidak hanya berlaku untuk penghantar lurus saja, tetapi berlaku juga untuk penghantar berbentuk lingkaran, yaitu :

Untuk memahami aturan ini, pelajari gambar di bawah ini, dimana :

(a) medan magnet pada sebuah magnet batang.

(b) medan magnet pada kumparan berarus listrik.

(c)medan magnet pada kumparan berinti besi berarus listrik.

(d) medan magnet disekitar kawat lurus berarus listrik.

(e) medan magnet disekitar kawat melingkar berarus listrik.