MATERI KEMAGNETAN DAN GEJALA KEMAGNETAN

Materi Kemagnetan dan Gejala Kemagnetan

1.    Pengertian Magnet

Magnet atau magnit adalah suatu obyek yang mempunyai suatu medan magnet. Kata magnet (magnit) berasal dari bahasa Yunani magnítis líthos yang berarti batu Magnesian. Magnesia adalah nama sebuah wilayah di Yunani pada masa lalu yang kini bernama Manisa (sekarang berada di wilayah Turki) di mana terkandung batu magnet yang ditemukan sejak zaman dulu di wilayah tersebut.

Magnet adalah suatu materi yang mempunyai suatu medan magnet. Medan magnet ini tidak terlihat tetapi bertanggung jawab untuk properti yang paling menonjol dari magnet, yaitu kekuatan yang menarik pada bahan feromagnetik, seperti zat besi, dan menarik atau mengusir magnet lainnya. Magnet bisa dalam wujud magnet tetap atau magnet tidak tetap. Magnet yang ada sekarang ini, hampir semuanya adalah magnet buatan. Magnet selalu memiliki dua kutub yaitu: kutub utara (north/ N) dan kutub selatan (south/ S). Walaupun magnet itu dipotong-potong, potongan magnet kecil tersebut akan tetap memiliki dua kutub.

Magnet dapat menarik benda lain. Beberapa benda bahkan tertarik lebih kuat dari yang lain, yaitu bahan logam. Namun tidak semua logam mempunyai daya tarik yang sama terhadap magnet. Besi dan baja adalah dua contoh materi yang mempunyai daya tarik yang tinggi oleh magnet. Sedangkan oksigen cair adalah contoh materi yang mempunyai daya tarik yang rendah oleh magnet. Satuan intensitas magnet menurut sistem metrik pada Satuan Internasional (SI) adalah Tesla dan SI unit untuk total fluks magnetik adalah weber. 1 weber/m^2  =  1 tesla, yang memengaruhi satu meter persegi.

Medan Magnet

Gejala kemagnetan dan kelistrikan berkaitan sangat erat. Sifat kemagnetan tidak hanya ditimbulkan oeh bahan magnetik, tetapi juga arus listrik. Dalam ilmu Fisika, medan magnet adalah suatu medan yang dibentuk dengan menggerakan muatan listrik (arus listrik) yang menyebabkan munculnya gaya di muatan listrik yang bergerak lainnya. (Putaran mekanika kuantum dari satu partikel membentuk medan magnet dan putaran itu dipengaruhi oleh dirinya sendiri seperti arus listrik. Inilah yang menyebabkan medan magnet dari ferromagnet “permanen”). Sebuah medan magnet adalah medan vector, yaitu berhubungan dengan setiap titik dalam ruang vektor yang dapat berubah menurut waktu. Arah dari medan ini adalah seimbang dengan arah jarum kompas yang diletakkan di dalam medan tersebut.

Pada tahun 1819 Oersted (Hans Christian Oersted, Denmark,1777 – 1851) menemukan bahwa disekitar arus listrik terdapat medan (induksi) magnet. Besarnya gaya magnet yang ditimbulkan sebanding dengan kuat arus dan berbanding terbalik dengan jarak magnet (kutub magnet) terhadap arus. Arah penyimpangan kutub Utara magnet jarum pada percobaan Oersted ditentukan dengan kaidah tangan kanan Ampere, Yaitu: Jika penghantar yang berarus listrik dibentangkan antara magnet jarum dan tangan kanan, sedangkan arus listrik mengalir dari pergelangan ke ujung jari maka kutub Utara magnet jarum menyimpang searah ibu jari.

Magnet dibagi menjadi 2 jenis, yaitu:

1. Magnet Alam

Kata magnet berasal dari magnesia. Magnesia adalah nama suatu daerah di Asia kecil. Di tempat itu orang pertama kali menemukan batuan yang dapat menarik besi. Kemudian, orang menamakan batuan itu magnet. Batuan alami yang dapat menarik benda dari besi disebut magnet alam.Pada zaman dulu orang-orang mencoba untuk memanfaatkan magnet alam. Magnet tersebut diikat dengan benang tepat di bagian tengah. Magnet tersebut kemudian digantung. Ternyata magnet selalu menunjuk kea rah yang sama, yaitu utara dan selatan. Selanjutya, magnet digunakan untuk membantu perjalan mereka, misalnya di padang pasir, lautan, dan hutan rimba.

2. Magnet Buatan

Selain magnet alam, ada juga magnet buatan. Magnet buatan adalah magnet yang dibuat orang dari besi atau baja. Magnet buatan digunakan untuk berbagai kebutuhan. Magnet buatan ini dijual di toko-toko tertentu. Bentuk magnet buatan bermacam-macam. Ada yang berbentuk batang, jarum, tabung (silinder), dan ada yang berbentuk ladam (tapal kuda). Magnet buatan meliputi hampir seluruh magnet yang ada sekarang ini.

Bentuk magnet buatan antara lain:

·         Magnet U

·         Magnet ladam

·         Magnet batang

·         Magnet lingkaran

·         Magnet jarum (kompas)

2.    Ciri-Ciri Magnet

Setiap magnet mempunyai sifat (ciri) sebagai berikut :

1      Dapat menarik benda logam tertentu.

2      Gaya tarik terbesar berada di kutubnya.

3      Selalu menunjukkan arah utara dan selatan bila digantung bebas.

4       Memiliki dua kutub.

5      Tarik menarik bila tak sejenis.

6      Tolak menolak bila sejenis.

Berdasarkan sifat magnetnya benda dibagi menjadi 3 macam yaitu:

1. Ferromagnetik (benda yang dapat diterik kuat oleh magnet)

    Contoh ferromagnetik adalah besi, baja, nikel dan kobalt.

2. Parramagnetik (benda yang dapat ditarik magnet dengan lemah.

    Contoh parramagnetik adalah platina dan aluminium.

3. Diamagnetik (benda yang tidak dapat ditarik oleh magnet).
Contoh diamagnetik adalah seng, dan bismut.

3. Jenis-Jenis Magnet

1.    Magnet tetap

Magnet tetap (permanen) adalah magnet yang tidak memerlukan tenaga atau bantuan dari luar untuk menghasilkan daya magnet (berelektromagnetik).

Jenis magnet tetap selama ini yang diketahui terdapat pada:

a.       Magnet neodymium, merupakan magnet tetap yang paling kuat.

Magnet neodymium  (juga dikenal sebagai NdFeB, NIB, atau magnet Neo), merupakan sejenis magnet tanah jarang, terbuat dari campuran logam neodymium,

b.      Magnet Samarium-Cobalt

Salah satu dari dua jenis magnet bumi yang langka, merupakan magnet permanen yang kuat yang terbuat dari paduan samarium dan kobalt.

c.       Ceramic Magnets 

d.      Plastic Magnets

e.       Alnico Magnets

2. Magnet tidak tetap

Magnet tidak tetap (remanen) tergantung pada medan listrik untuk menghasilkan medan magnet.

Contoh magnet tidak tetap adalah elektromagnet.

3. Magnet buatan

Magnet buatan meliputi hampir seluruh magnet yang ada sekarang ini.

Bentuk magnet buatan antara lain:

a.       Magnet U

b.      Magnet ladam

c.       Magnet batang

d.       Magnet lingkaran

e.       Magnet jarum (kompas)

4. Cara Pembuatan Magnet Secara Sederhana

Logam yang digunakan untuk membuat magnet adalah besi dan baja. Besi dan baja dapat dibuat menjadi magnet karna besi dan baja bersifat feromagnetik (mempunyai sifat magnet yang kuat). Aluminium dan tembaga tidak dapat dibuat menjadi magnet karna bersifat diamagnetik (tidak mempunyai sifat magnet).

Ada perbedaan pembuatan magnet dari besi dengan pembuatan magnet dari baja. Besi lebih mudah dibuat menjadi magnet dibandingkan dengan baja. Akan tetapi, kemagnetan besi lebih cepat hilang, sedangkan kemagnetan baja lebih tahan lama.

Ada beberapa cara membuat magnet, yaitu:

a.    Cara Induksi

Pembuatan magnet secara induksi sangat mudah dilakukan. Akan tetapi, sifat kemagnetan hasil induksi ini bersifat sementara. Caranya dengan menempelkan benda-benda yang terbuat dari logam (besi atau baja) dengan magnet. Benda yang terbuat dari logam ini akan menjadi bersifat magnet. Namun, jika magnet dilepaskan, sifat kemagnetan benda tersebut juga akan hilang.

b.    Cara Gosokan

Magnet yang digosokkan ke suatu batang besi atau baja dapat menyebabkan batang besi atau baja mempunyai sifat kemagnetan. Semakin lama waktu penggosokan, semakin lama pula sifat kemagnetan bertahan di dalam batang besi atau baja tersebut.

c.    Dialiri Arus Listrik

Magnet dapat dibuat dengan cara mengalirkan arus listrik searah ke dalam suatu penghantar. Magnet yang ditimbulkan disebut elektromagnet. Elektromagnet pertama kali ditemukan oleh Hans Christian Oersted pada tahun 1819. Elektromagnet bersifat sementara. Artinya, jika arus listrik diputus, sifat magnet itu akan hilang. Kita dapat membuat elektromagnet mempunyai kekuatan lebih besar dengan menambah jumlah baterai dan menambah jumlah lilitan.

6. Cara Menghilangkan Magnet

Penghilangan sifat magnet dapat dilakukan dengan mengacak arah oreantasi domain-domain magnetik dalam bahan. Berikut beberapa cara diantaranya

1. Pemanasan

                        Jika bahan dipanaskan maka atom-atom akan bergerak lebih keras. Akibat arah orientasi kemagnetan atom-atom berubah dan akibatnya mengubah arah kutub kemagnetan domain. Arah kutub domain menjadi acak sehingga sifat kemagnetan bahan menjadi hilang.

2. Pemukulan

                        Pemukulan yang terus menerus pada bahan magnetik dapat pula mengubah arah kutub domain menjadi acak. Akibatnya sifat kemagnetan bahan juga dapat hilang.

3. Dililiti kumparan yang dialiri arus bolak-balik (AC).

                        Jika sebuah batang magnet ditempatkan dalam kumparan yang dialiri arus bolak-balik, maka magnet batas tersebut berada dibawah pengaruh magnet lain (magnet kumparan) yang memiliki arah kutub berubah-ubah. Hal ini dapat mengganggu arah orientasi domain magnetik dalam bahan sehingga arah orientasi domain menjadi acak. Akibatnya sifat kemagnetan bahan menjadi hilang. Contoh : pita kaset terbuat dari bahan magnet. Pita kaset yang terkena panas, misalnya sengatan matahari dapat rusak karena kehilangan sifat magnetiknya. Akibatnya, tidak dapat menghasilkan musik yang enak didengar.  

GEJALA KEMAGNETAN

Magnet

Dapat menempel pada besi dan beberapa logam lainnya. Bagaimana sifat magnet dan apa manfaatnya dalam kehidupan kita. Bahkan kita sebenarnya tinggal dalam sebuah magnet yang sangat besar yaitu Bumi, planet tempat tinggal kita. Benda magnet ditarik dengan kuat oleh magnet, sehingga walaupun terhalang benda lain seperti kaca, serbuk besi masih dapat ditarik oleh magnet. Benda-benda seperti besi, baja, nikel, dan kobalt disebut benda magnet. Benda magnet pun dapat dengan mudah dibuat menjadi magnet. Berbeda dengan benda magnet, benda seperti plastik, tembaga, dan kaca hanya ditarik dengan lemah atau bahkan tidak ditarik oleh magnet.

Benda yang ditarik dengan kuat oleh magnet disebut ferromagnetik. Benda yang ditarik dengan lemah oleh magnet dan benda yang tidak ditarik oleh magnet disebut paramagnetik. Selain itu, terdapat pula benda yang ditolak oleh magnet meskipun benda itu bukan magnet. Benda yang demikian disebut diamagnetik, seperti seng atau bismut. Jadi benda magnet disebut juga ferromagnetik, sedangkan benda bukan magnet mencakup paramagnetik dan diamagnetik.

Sifat Kutub Magnet

Bagian magnet yang mempunyai gaya tarik terbesar disebut kutub magnet. Magnet selalu mempunyai dua kutub. Bila benda magnet didekatkan pada magnet batang, maka di bagian tengah (daerah netral) tidak ada yang melekat, sedangkan makin ke ujung makin banyak yang melekat pada magnet. Hal ini menkitakan, gaya magnet yang paling besar berada di ujung-ujung magnet. Garis yang menghubungkan dua kutub magnet disebut sumbu magnet.

Bagian yang banyak dilekati besi merupakan kutub magnet. Hal ini menkitakan, gaya magnet yang paling besar berada diujung-ujung magnet. Garis yang menghubungkan dua kutub magnet disebut sumbu magnet.

Kutub utara selalu menunjukkan ke arah utara Bumi sedangkan kutub selatan selalu menunjukkan ke arah selatan Bumi. Kutub-kutub senama (sejenis) akan tolak menolak dan kutub-kutub yang tidak senama (tidak sejenis) akan tarik menarik.

Sifat kutub magnet

Sekarang orang dapat membuat magnet dari besi, baja atau campuran lagam lain. Jenis magnet seperti bijih besi disebut magnet alam, sedangkan jenis magnet yang dibuat disebut magnet buatan.

Cara Membuat Magnet

Sebelum dibuat menjadi magnet, besi dapat diberi bentuk seperti yang kita kehendaki . Bentuk magnet seperti batang disebut magnet batang. Magnet dapat pula berbentuk bulat pipih, berbentuk seperti cincin, atau huruf U, bahkan magnet dapat berbentuk seperti coklat marbel yang bulat dan berwarna warni.

Bentuk-bentuk magnet

Membuat Magnet Dengan Menggosok

Magnet dapat dibuat dengan cara digosok. Sebatang baja dapat dibuat menjadi magnet dengan cara menggosokkan sebuah batang magnet pada baja tersebut. Menggosokkannya harus dengan teratur dalam satu arah dan dilakukan berulang-ulang. Baja akan menjadi magnet permanen. Artinya setelah selesai penggosokkan, batang baja akan menjadi magnet. Untuk menentukan bagian kutub utara (U) dan kutub selatan (S) baja tersebut. Bila yang digunakan untuk menggosok adalah kutub utara (U) magnet, maka tempat mulai menggosoknya akan menjadi kutub utara (U), dan ujung batang lainnya menjadi kutub selatan (S). Sebaliknya, bila yang dipakai menggosok adalah ujung kutub selatan (S) magnet, maka tempat mulai penggosokkan akan menjadi kutub selatan (S).

Cara membuat magnet dengan menggosok

Membuat Magnet Dengan Induksi

Magnet dapat dibuat dengan cara induksi magnet. Menginduksikan magnet ialah memberikan sifat magnet kepada besi atau baja tanpa disentuhkan kepadanya. Caranya adalah dengan mendekatkan sebatang besi atau baja ke magnet batang yang kuat.

Membuat magnet dengan menginduksi

Ujung besi yang dekat ke salah satu kutub magnet memperoleh kutub yang berlawanan dengan kutub magnet itu. Misalnya, kutub selatan magnet batang didekatkan pada ujung A batang besi (misalnya paku), maka ujung A menjadi kutub utara, sedangkan ujung B menjadi kutub selatan. Jika ujung B dicelupkan ke dalam serbuk besi, maka ada serbuk besi yang melekat pada paku. Kekuatan magnet hasil induksi sangat lemah, sehingga bila magnet batang dijauhkan dari paku, serbuk besi akan jatuh kembali.

Membuat Magnet Dengan Aliran Listrik

Sebuah magnet dapat dibuat dengan menggunakan arus listrik. Adapun caranya dengan melilitkan kawat penghantar pada batang paku di sekelilingnya.

Membuat Magnet Dengan Aliran Listrik

Kemudian, ujung-ujung kawat dihubungkan dengan baterai sehingga arusnya mengalir melalui lilitan kawat tadi. Magnet yang dihasilkan disebut elektromagnet. Magnet yang dibuat dengan cara ini akan hilang sifat magnetnya jika aliran listrik dihilangkan.

Sifat magnet pada suatu benda juga dapat dihilangkan melalui proses pemukulan, pemanasan, dan mengalirkan arus bolak balik pada benda. Ketiga perlakuan ini menghilangkan sifat magnet karena akan membuat atom-atom dalam magnet bergetar dan merubah arah atom, sehingga sifat magnetiknya hilang.

Medan Magnet Bumi

Medan magnet ialah ruang di mana sebuah benda yang berada di dalam ruang itu mendapat gaya magnet. Makin besar kekuatan suatu magnet, makin besar pula medan magnetnya. Medan magnet digambarkan sebagai garis-garis lengkung yang disebut garis gaya magnet. Garis gaya magnet bermula dari kutub utara dan berakhir di kutub selatan magnet.

Garis Gaya Magnet

Bumi dapat dianggap sebagai sebuah magnet yang sangat besar. Kutub selatan magnet Bumi berada di sekitar kutub utara Bumi, sedangkan kutub utaranya berada di sekitar kutub selatan Bumi. Letak kutub magnet Bumi tidak tepat berimpit dengan kutub Bumi. Oleh karena itu arah garis gaya magnet bumi tidak berimpit dengan arah utara-selatan yang sebenarnya. Itulah sebabnya jarum kompas tidak tepat menunjukkan arah utara dan selatan yang sebenarnya, tetapi sedikit menyimpang. Penyimpangan arah itu dinyatakan dengan sudut antara kutub magnet Bumi dan kutub Buminya dan disebut
dengan deklinasi. Besar sudut deklinasi di berbagai tempat di permukaan Bumi tidak sama. Sudut deklinasi pun besarnya berubahubah setiap tahunnya.

Sudut Deklinasi Dan Sudut Inklinasi

Medan magnet Bumi membentuk sudut dengan arah horizontal Bumi. Sudut yang terbentuk antara magnet dengan bidang horizontal disebut sudut inklinasi. Besar sudut inklinasi di permukaan bumi juga berbeda beda. Inklinasi terbesar terdapat bagian utara dan selatan kutub magnet Bumi.

Medan magnet Bumi mempengaruhi benda benda yang ada di permukaan Bumi bahkan hingga ke luar angkasa. Semakin jauh dari Bumi pengaruh magnetnya semakin melemah.

Bumi Dengan Medan Magnetnya

Benda-benda langit seperti meteor yang mengandung bahan-bahan logam yang dapat ditarik oleh magnet Bumi akan tertarik masuk ke dalam atmosfer Bumi. Benda-benda tersebut cenderung masuk dan tertarik ke arah kutub magnet Bumi yang memiliki gaya magnet paling besar.

 

Aurora

Apakah kita tahu tentang aurora? Aurora merupakan cahaya yang terbentuk di kutub Bumi. Aurora terbentuk akibat adanya interaksi antara medan magnet Bumi dengan partikel-partikel dari Matahari. Saat partikel berbahaya akibat ledakan di Matahari memasuki bumi akan didorong oleh medan magnet untuk bergerak mengelilingi Bumi.

Jika partikel masuk, maka akan masuk di daerah kutub dan akan terbakar sehingga berbentuk sinar aurora. Jika energi partikel lebih besar maka partikel tersebut akan mengelilingi Bumi seperti donat dan disebut sabuk radiasi. Planet dan bintang dapat menghasilkan medan magnet karena terdapat material magnetik seperti besi didalamnya dan dengan perputarannya muncul arus yang berputar mengelilinginya. Venus tidak memiliki medan magnet karena putarannya sangat lambat. Mars juga tidak memiliki medan magnet. Hal itu terjadi karena dalam Mars tidak terbentuk lelehan, sehingga besi terletak di permukaan dan tidak dapat menimbulkan medan magnet.

SUMBER DARI : http://fisikazone.com/gejala-kemagnetan-dan-cara-membuat-magnet/

Sumber dari : http://cybernexus157.blogspot.co.id/2016/02/materi-kemagnetan.html