Ilustrasi Foto Medan Magnet dari Pixabay.com
TamanPendidikan.com - Dalam kehidupan sehari-hari, kita tidak pernah terlepas dari peralatan-peralatan elektronika. Magnet merupakan bagian tak terpisahkan dari alat-alat elektronik dan teknik kelistrikan, karena tidak sedikit konstruksi alat-alat listrik tergantung pada magnet.
Alat-alat listrik yang menggunakan magnet antara lain dinamo listrik pada sepeda, generator pembangkit tenaga listrik, motor-motor listrik, dan alat-alat kendali (control) listrik. Hampir pada seluruh pesawat elektronika fenomena kemagnetan mudah kita temui.
Fenomena magnetisme (kemagnetan) sebenarnya telah diamati manusia sejak beberapa abad sebelum masehi. Pada masa lampau magnet dikenal sebagai sebuah material berwarna hitam yang disebut lodestone dan dapat menarik besi serta benda-benda logam lainnya.
Batu magnet ditemukan pertama kali di Magnesia, Asia Kecil, dan penggunaannya dalam praktek yang pertama dipertunjukkan oleh bangsa Cina pada tahun 2637 Sebelum Masehi, berupa kompas kutub (kompas penunjuk kutub bumi).
Pengertian Medan Magnet
Medan magnet adalah ruang/daerah disekitar magnet yang masih dipengaruhi oleh gaya magnet tersebut. Medan magnet digambarkan dengan garis–garis gaya magnet, dan dinyatakan dengan anak panah.
Hal-hal yang perlu diperhatikan tentang garis-garis gaya magnet adalah:
1. Garis-garis gaya magnet tidak pernah saling berpotongan.
2. Garis-garis gaya magnet selalu keluar dari kutub utara magnet dan masuk ke kutub selatan magnet.
3. Tempat yang garis-garis gaya magnetnya rapat menunjukkan medan magnetnya kuat, sebaliknya tempat yang garis-garis magnetiknya renggang menunjukkan medan magnetnya lemah.
Macam-Macam Magnet
Magnet dapat dikelompokkan antara lain berdasarkan bentuk atau berdasarkan kejadiannya. Dari segi kejadiannya magnet dikelompokkan dalam dua macam, yaitu magnet alam dan magnet buatan.
a. Magnet alam
Magnet alam adalah magnet yang ada di alam tanpa campur tangan manusia. Kemagnetan magnet alam terjadi karena pengaruh medan magnet dari planet bumi. Magnet alam terdapat di dalam tanah berupa bijih besi magnet dalam bentuk besi oksida (Fe3O4).
Dalam bukunya de magnete, William Gilbert menganalogikan bumi kita sebagai sebuah dipole magnetik raksasa, dengan kutub utara magnetik berbeda sekitar 11,5° dari kutub utara geografis bumi.
Mengapa bumi bersifat magnetik ? Dari sekian banyak penyebab (sumber) magnet bumi, penyebab utama adalah karena faktor perputaran inti bumi yang bersifat cair.
Inti cair bumi terdiri dari lelehan besi dan nikel bertemperatur 5000 oC dan mengandung sejumlah muatan listrik yang berputar mengelilingi sumbunya sedemikian sehingga menghasilkan medan magnet yang arahnya dari selatan menuju utara bumi.
Inilah yang menjadikan bumi menjadi sebuah magnet raksasa dengan kutub-selatan magnet di utara, dan kutub-utara magnet di selatan (berbeda dengan penamaan kutub-kutub magnet yang digunakan manusia yang didasarkan pada arah mata angin yang ditunjuknya).
Keberadaan medan magnetik bumi memberikan keuntungan bagi kehidupan di planet bumi karena melindungi bumi dari radiasi elektomagnetik matahari atau dikenal sebagai sebagai sabuk Van Allen.
b. Magnet buatan
Magnet dapat secara sengaja dibuat oleh manusia dari baja atau besi murni, serta dari bahan paduan seperti paduan baja dengan nikel atau paduan antara aluminium, kobalt, dan nikel (alnico).
Anda sudah mengetahui bahwa magnet buatan dapat dihasilkan dengan cara induksi magnet, dengan cara gosokan dan dengan menggunakan arus listrik (induksi listrik).
Cara-cara pembuatan magnet berikut, praktikkan bersama dosen Anda pada saat tutorial di kampus.
Membuat magnet dengan menggunakan arus listrik Dalam pembuatan magnet ini, kawat (kabel) berarus listrik searah (DC) dililitkan di sekitar batang baja atau bahan ferromagnetik lainnya (misalnya paku) yang akan dibuat magnet.
Kekuatan gaya magnet buatan semacam ini tergantung pada kuat arus yang mengalir ke dalam lilitan kawat, dan juga tergantung pada banyak lilitan kawat di sekitar batang baja atau batang bahan magnet lain tersebut.
c. Jenis Magnet Berdasarkan Bahan Dasarnya
Dapatkah kita membuat magnet dari setiap jenis logam? Logam untuk bahan magnet mempunyai sifat yang berbeda-beda, ada yang mudah sekali dipengaruhi oleh magnet dan dapat dibuat magnet dengan mudah, dan ada yang sukar atau sedikit sekali terpengaruh oleh magnet.
Berdasarkan sifat-sifat bahan terhadap pengaruh magnet, bahan-bahan itu digolongkan menjadi empat bagian yaitu ferromagnetik, diamagnetik., paramagnetik, dan non magnetik.
1). Bahan Ferromagnetik
Benda-benda ferromagnetik adalah benda-benda atau bahan-bahan yang sangat mudah dipengaruhi oleh magnet dan juga dengan mudah dapat dibuat magnet.
Bahan-bahan ini ialah berupa logam murni dan logam paduan. Logam murni yang merupakan bahan ferromagnetik adalah besi, baja, nikel, dan kobalt. Bahan ini sangat banyak digunakan terutama untuk magnet sementara.
Adapun logam paduan yang termasuk bahan ferromagnetik antara lain: baja-kobalt, baja-nikel, aluminium-nikel-kobalt (alnico), besi-nikel (permalloy), besi-nikel-kobalt (perminvar), dan sebagainya.
Alnico banyak macamnya, tergantung banyaknya bagian-bagian dari paduan. Di antara bahan-bahan tersebut, yang paling mudah dipengaruhi oleh kekuatan magnet yaitu besi dan baja lunak.
Kedua macam bahan ini sangat banyak digunakan untuk magnet sementara, seperti untuk bel listrik, kutub elektromagnet motor listrik, dan sebagainya. Tetapi, dalam industri bahan ini dapat juga dijadikan magnet permanen.
2). Bahan Diamagnetis
Bertolak belakang dengan bahan ferromagnetik, bahan diamagnetik ialah bahan yang sukar sekali dipengaruhi oleh magnet. Bahan ini mempunyai permeabilitas (angka koefisien kemagnetan) kurang dari satu.
Jika benda diamagnetis di udara atau di ruang hampa udara didekatkan magnet, maka benda ini akan ditolak oleh magnet itu sekalipun dengan pengaruh gaya tolak yang sangat kecil.
Contoh zat yang termasuk bahan diamagnetik ialah: bismuth, antimon, seng murni, air raksa, timbal, perak, emas, air, fosfor, dan tembaga.
3). Bahan Paramagnetis
Bahan ini dapat dipengaruhi oleh magnet tetapi tidak dapat dibuat magnet. Yang termasuk bahan paramagnetis ialah: mangan, platina, aluminium, magnesium, timah (tin), oksigen, dan udara.
4). Bahan Nonmagnetis
Bahan nonmagnetis ini tidak dapat dipengaruhi magnet dan juga tidak dapat dibuat magnet. Sebagai contoh misalnya kaca, kertas, dan kayu.
Dalam klasifikasi lainnya, karena bahan diamagnetis sangat sukar dipengaruhi oleh magnet, seringkali bahan diamagnetis dimasukkan ke dalam golongan bahan nonmagnetis. Dari bahan-bahan magnetik di atas dibuatlah magnet dengen berbagai bentuik dan kebutuhan.
d. Jenis Magnet Berdasarkan Bentuk
Jenis magnet juga digolongkan berdasarkan bentuk geometris magnet. Berdasarkan bentuk ini jenis magnet dapat dibedakan atas empat bentuk dasar magnet yaitu magnet batang, magnet jarum, magnet selinder, dan magnet U.
Bentuk magnet di buat berdasarkan tujuan penggunaannya. Misalnya magnet jarum dibuat dengan mempertimbangkan penggunaannya dalam alat kompas penunjuk arah mata angin.
Jelas untuk keperluan ini diperlukan magnet yang peka terhadap medan magnet Bumi dan dapat bergerak bebas dengan mudah. Sedangkan untuk keperluan mekanik dengan kekuatan magnet yang besar biasanya dibuat magnet bentuk U atau ladam.
Pengaruh Medan Magnet
1. Induksi Magnet
Sebuah medan magnet mampu memberi pengaruh (induksi) terhadap bahan magbet. Jika sepotong besi lunak diletakkan pada batang magnet atau pada kutub magnet, maka besi lunak itu akan ditarik oleh batang magnet atau oleh kutub magnet.
Selama besi itu melekat atau berdekatan dengan kutub magnet, maka ia akan menjadi magnet sementara. Magnet sementara ini mempunyai kutub utara dan kutub selatan seperti magnet semula.
Kutub utara magnet semula berhadapan dengan kutub selatan magnet sementara, atau sebaliknya.
b. Pengaruh Medan Magnet Terhadap Muatan Bergerak
Sebuah partikel bermassa m bermuatan listrik q yang bergerak dengan kecepatan v di dalam medan magnet dengan induksi magnetik B akan mengalami gaya dari medan magnet yang mempengaruhi gerak muatan tersebut. Gaya tersebut dikenal dengan istilah Gaya Lorentz.
Jadi gaya yang terjadi (dialami) oleh benda bermuatan yang bergerak di dalam suatu medan magnet disebut Gaya Lorentz.
