gejala kemagnetan
TRANSCRIPT
FISIKA KELAS 9 SMP NEGERI 1 PADANGAN BOJONEGORO 1
GEJALA KEMAGNETAN
ASAL USUL KEMAGNETAN
Peristiwa kemagnetan mula-mula diamati dengan ditemukannya mahnet alam, berupa serpihan kasar
batu hitam mirip dengan besi. Batu itu ditemukan di daerah pertambangan di sebuah kota kuno, di Asia
kecil yang bernama Magnetia ( asal kata magnet ).
Menurut terjadinya magnet dapat dibedakan menjadi dua, yaitu magnet alam dan magnet buatan
a. Magnet Alam
Magnet ini terdapat dialam tanpa melalui proses pembuatan
b. Magnet Buatan
Magnet buatan dibedakan menjadi dua yaitu :
1) Magnet tetap, biasanya terbuat dari baja
2) Magnet tidak tetap, biasanya terbuat dari besi lunak
BENTUK MAGNET
Ada beberapa bentuk maknet, diantaranya :
Magnet batang, magnet ladam ( tapal kuda ) , magnet jarum dan magnet cakram ( seperti kancing baju )
S U S S
U U U
U U
Magnet batang Magnet ladam Magnet jarum Magnet cakram
( tapal kuda )
KUTUB MAGNET DAN SIFAT-SIFATNYA
Tarikan kuat pada sebuah magnet terletak pada kedua ujung-ujungnya. Ujung-ujung magnet dinamakan
kutub magnet. Sebuah magnet bagaimanapun bentuknya memilki dua kutub yang selalu bertentangan
yang terletak di kedua bagian sisinya.
Kutub-kutub magnet senantiasa menunjuk ke arah yang tetap, yaitu arah utara utara-selatan bumi.
Kutub magnet yang menunjuk ke arah utara bumi dinamakan kutub utara magnet ( U ) dan kutub
magnet yang ke arah selatan bumi dinamakan kutub selatan ( S )
a. Kutub yang tidak sejenis tarik menarik
tarik menarik
b. Kutub yang sejenis tolak-menolak
tolak menolak
FISIKA KELAS 9 SMP NEGERI 1 PADANGAN BOJONEGORO 2
MAGNET MENARIK BENDA LAIN
Benda yang dapat ditarik megnet disebut benda magnetik
Benda yang tidak dapat ditarik megnet disebut benda nonmagnetik
Benda yang ditarik magnet ada yang dapat ditarik kuat dan ada yang ditarik secara lemah.
Benda dikelompokkan menjadi tiga :
a. Benda feromagnetik
Yaitu benda yang ditarik kuat oleh magnet
Contoh : besi , baja , nikel dan kobalt.
b. Benda paramagnetik
Yaitu benda yang ditarik lemah oleh magnet
Contoh : platina , tembaga dan garam
c. Benda diamagnetik
Yaitu benda yang ditolak oleh magnet dengan lemah
Contoh : timah , aluminium , emas dan bismuth
Benda-benda magnetik yang bukan megnet 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 dibuat magnet, tetapi jika sudah menjadi magnet sifat kemagnetannya mudah hilang. Oleh
karena itu besi digunakan untuk membuat magnet sementara ( magnet remanen )
MEDAN MAGNET
Medan magnet adalah daerah di sekitar magnet yang masih dipengaruhi oleh gaya magnet.
Medan magnet dilukiskan dengan garis-garis gaya magnet.
Banyaknya garis-garis gaya magnet diseb fluks magnet ( f )
Sedangkan banyaknya garis-garis gaya magnet yang tegak lurus bidang yang luasnya 1 meter persegi
disebut kerapatan fluks magnet ( B ).
Garis gaya magnet selalu bekerja dari kutub utara ke kutub selatan magnet.
U S
Arah garis-garis gaya dua kutub magnet batang yang tak sejenis
S U S U
FISIKA KELAS 9 SMP NEGERI 1 PADANGAN BOJONEGORO 3
Arah garis-garis gaya dua kutub magnet batang yang sejenis
S U U S
INDUKSI MAGNET
Jika sepotong besi atau baja diletakkan dekat dengan magnet lama-kelamaan besi atau baja itu menjadi
magnet pula. Ujung besi atau baja yang dekat dengan salah satu kutub magnet akan memperoleh kutub
yang berlawanan dengan kutub magnet itu. Peristiwa semacam ini disebut induksi magnetik.
CARA MEMBUAT MAGNET
a. Dengan cara menggosok
Ujung magnet permanen digosokkan searah ke benda
yang akan dijadikan magnet. Hal ini dilakukan
berulang-ulang hingga bahan betul-betul menjadi
magnet.
b. Dengan cara Induksi
magnet permanen
U
S
U
S bahan yang akan dibuat menjadi magnet
Cara induksi, yaitu dengan mendekatkan bahan yang akan dibuat magnet pada magnet permanen
FISIKA KELAS 9 SMP NEGERI 1 PADANGAN BOJONEGORO 4
c. Denagn cara mengalirkan arus listrik ( Elektromagnetik )
Cara ini dilakukan dengan melilitkan konduktor ( kawat )
pada bahan yang akan dibuat magnet. Kemudian mengalir
. kan arus searah pada konduktor
Cara ini lebih efektif dari pada cara lainnya. Disamping
itu, magnet yang dihasilkannyapun berkualitas baik
TEORI MAGNET
Kedudukan magnet elementer pada
besi dan baja
Kedudukan magnet elementer pada besi dan baja
yang telah menjadi magnet
Sifat kemagnetan dari sebatang magnet dijelaskan oleh Weber dalam teorinya sebagai berikut :
a. Besi dan baja dibentuk oleh kesatuan atom–atom magnetik. Atom-atom magnetik dinamakan
magnet elementer. Setiap magnet elementer memilki dua kutub, yaitu kutub U dan kutub S.
b. Pada besi kedudukan magnet elementer mudah diarahkan, sedangkan pada baja sukar
diarahkan.
c. Pada besi dan baja yang belum bersifat magnet, kedudukan magnet elementernya tidak
beraturan, tetapi selalu membentuk pola lingkaran tertutup. Kutub utara selalu berhubungan
dengan kutub selatan, demikian sebaliknya.
d. Agar besi dan baja bersifat magnet, kedudukan magnet elementernya harus diatur sedemikian
rupa sehingga membentuk pola lurus kutub U bertemu dengan kutub S
Sebuah magnet apabila dipotong-potong, susunan magnet elementernya pada masing-masing
potongannya tidak berubah. Sehingga masing-masing potongan tadi tetap merupakan magnet yang
Lengkap dengan kutub utara dan selatannya.
U S
Sebuah magnet dipotong-potong menjadi beberapa bagian
U S U S U S U S
FISIKA KELAS 9 SMP NEGERI 1 PADANGAN BOJONEGORO 5
KEMAGNETAN BUMI
Bumi dapat dipandang sebagai magnet raksasa dengan medan magnetik yang mencapai lima kali radius
bumi.
Kemagnetan bumi didapat dari unsur-unsur logam pembentuk bumi.
Kutub utara bumi
Kutub selatan magnet bumi
Kutub utara Kutub selatan bumi
magnet bumi
Kutub utara-selatan magnet jarum sebuah kompas selalu menyimpang dari arah utara-selatan bumi dan
membentuk sudut yang dinamakan sudut deklinasi.
Besarnya sudut deklinasi di berbagai tempat di permukaan bumi tidak sama dan berubah-ubah setiap
tahun akibat adanya endapan endogen yang terus-menerus.
Arah garis gaya magnet tidak sejajar dengan permukaan bumi. Sudut yang dibentuk oleh magnet jarum
dengan bidang horisontal dinamakan sudut inklinasi.
Kutub utara
bumi
Kutub selatan magnet bumi
Sudut deklinasi
Magnet jarum ( kompas )
Sudut deklinasi
Sudut inklinasi
Jarum kompas
Bidang datar
( horisontal ) Sudut inklinasi
FISIKA KELAS 9 SMP NEGERI 1 PADANGAN BOJONEGORO 6
MEDAN MAGNET DISEKITAR ARUS LISTRIK
Medan megnet di sekitar kawat berarus listrik ditemukan secara tidak sengaja oleh Hans oersted
( 1770 – 1851 ) , ketika akan memberikan kuliah bagi mahasiswa.
Oersted menemukan bahwa di sekitar kawat berarus listrik magnet jarum kompas akan bergerak
(menyimpang ). Penyimpangan magnet jarum kompas akan besar jika kuat arus listrik yang mengalir
melalui kawat diperbesar.
Hal tersebut menunjukkan bahwa, apabila sebuah konduktor dialiri arus listrik, maka disekitar
konduktor tersebut terdapat medan magnet.
Jarum kompas
bergerak (menyimpang)
POLA MEDAN MAGNET DI SEKITAR ARUS LISTRIK
a MEDAN MAGNET DISEKITAR PENGHANTAR YANG LURUS
Kaidah tangan kanan menggenggam
Arah arus listrik
Arah medan magnet yang ditimbulkan arus listrik dapat diterangkan
melalui aturan kaidah berikut. Anggaplah suatu penghantar berarus
listrik digenggam tangan kanan.
Jika arus listrik searah ibu jari , arah medan magnet yang timbul
searah keempat jari yang menggenggam. Kaidah yang demikia disebut
kaidah tangan kanan menggenggam.
Arah arus listrk
Arah medan magnet
Arah medan magnet Arah medan
magnet
Arah arus listrk
FISIKA KELAS 9 SMP NEGERI 1 PADANGAN BOJONEGORO 7
B MEDAN MAGNET DISEKITAR PENGHANTAR MELINGKAR
Sebuah penghantar melingkar, jika dialiri arus listrik
Akan menghasilkan medan listrik seperti gambar di-
Samping.
I I
SOLENOIDA
Penghantar melingkar yang berbentuk kumparan panjang
disebut solenoida.
Medan magnet yang ditimbulkan oleh solenoida akan
lebih besar dari pada yang ditimbulkan oleh sebuah
penghantar melingkar.
Untuk menentukan arah garis gaya bisa menggunakan kaidah tangan kanan.
FISIKA KELAS 9 SMP NEGERI 1 PADANGAN
ELEKTROMAGNET
Medan magnet yang dihasilkan oleh solenoida berarus listrik tidak terlalu kuat. Agar medan magnet
yang dihasilkan solenoida berarus listrik bertambah kuat, maka di dalamnya harus dimasukkan inti
besi lunak. Besi lunak merupakan besi yang tidak dapat dibuat menja
listrik dan dilengkapi dengan besi lunak itulah yang dikenal sebagai elektromagnet.
Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan
a. Jumlah lilitan
Makin banyak lilitan, se
b. Kuat arus
Makin besar kuat arus yang mengalir, semakin
c. Inti besi
Makin besar ( panjang ) inti besi yang berada dalam soleno
yang dihasilkan.
KEGUNAAN ELEKTROMAGNET
a. Untuk mengangkat benda
FISIKA KELAS 9 SMP NEGERI 1 PADANGAN BOJONEGORO
magnet yang dihasilkan oleh solenoida berarus listrik tidak terlalu kuat. Agar medan magnet
yang dihasilkan solenoida berarus listrik bertambah kuat, maka di dalamnya harus dimasukkan inti
besi lunak. Besi lunak merupakan besi yang tidak dapat dibuat menja
listrik dan dilengkapi dengan besi lunak itulah yang dikenal sebagai elektromagnet.
faktor yang mempengaruhi kekuatan elektromagnet :
Makin banyak lilitan, semakin besar medan magnet yang dihasilkan
Makin besar kuat arus yang mengalir, semakin besar medan magnet yang dihasilkan
Makin besar ( panjang ) inti besi yang berada dalam soleno
KEGUNAAN ELEKTROMAGNET
Untuk mengangkat benda-benda dari besi
magnet yang dihasilkan oleh solenoida berarus listrik tidak terlalu kuat. Agar medan magnet
yang dihasilkan solenoida berarus listrik bertambah kuat, maka di dalamnya harus dimasukkan inti
besi lunak. Besi lunak merupakan besi yang tidak dapat dibuat menjadi megnet tetap. Solenoida berarus
listrik dan dilengkapi dengan besi lunak itulah yang dikenal sebagai elektromagnet.
makin besar medan magnet yang dihasilkan
besar medan magnet yang dihasilkan
Makin besar ( panjang ) inti besi yang berada dalam solenoida, semakin besar medan magnet
8
di megnet tetap. Solenoida berarus
FISIKA KELAS 9 SMP NEGERI 1 PADANGAN
b. Relai
c. Bel listrik
SAKLAR TEKAN
BATERAI
GONG
d. Telepon
e. Katrol listrik
f. Motor listrik
g. Loudspeaker
K
PEGAS
FISIKA KELAS 9 SMP NEGERI 1 PADANGAN BOJONEGORO
Relai adalah sebuah alat yang dengan energi
listrik ( arus listrik ) kecil dapat menghubung
kan atau memutuskan listrik yang besar.
Dengan kata lain, relai bekerja sebagai saklar
pada rangkaian listrik berarus besar.
Jika sakelar ditutup, arus segera mengalir di
Elektromagnet dan terjadi kontak di K dan
mengalirlah arus di rangkaian sekunder
( motor berputar )
SAKLAR TEKAN
BATERAI Jika sakelar ditekan maka arus akan segera mengalir
sehingga kumparan menjadi bersifat magnet
akan tertarik dan palu/ pemukul akan mengenai gong.
Pada saat besi ditarik oleh magnet maka arus akan
Terputua di interuptor. Akibatnya besi akan kembali
ke posisi semula dan arus akan kembali mengalir
pada rangkaian dan gong kembali berbunyi.
Hal ini akan diulang
Besi kembali.
INTERUPTOR
SAKLAR
MOTOR
Relai adalah sebuah alat yang dengan energi
listrik ( arus listrik ) kecil dapat menghubung
kan atau memutuskan listrik yang besar.
Dengan kata lain, relai bekerja sebagai saklar
pada rangkaian listrik berarus besar.
Jika sakelar ditutup, arus segera mengalir di
Elektromagnet dan terjadi kontak di K dan
mengalirlah arus di rangkaian sekunder
( motor berputar )
SAKLAR TEKAN
Jika sakelar ditekan maka arus akan segera mengalir
sehingga kumparan menjadi bersifat magnet dan besi
akan tertarik dan palu/ pemukul akan mengenai gong.
Pada saat besi ditarik oleh magnet maka arus akan
Terputua di interuptor. Akibatnya besi akan kembali
ke posisi semula dan arus akan kembali mengalir
pada rangkaian dan gong kembali berbunyi.
Hal ini akan diulang-ulang sampai sakelar dilepas
9
Relai adalah sebuah alat yang dengan energi
listrik ( arus listrik ) kecil dapat menghubung-
Dengan kata lain, relai bekerja sebagai saklar
Jika sakelar ditutup, arus segera mengalir di
Jika sakelar ditekan maka arus akan segera mengalir
dan besi
akan tertarik dan palu/ pemukul akan mengenai gong.
Terputua di interuptor. Akibatnya besi akan kembali
ulang sampai sakelar dilepas
FISIKA KELAS 9 SMP NEGERI 1 PADANGAN
GAYA LORENTZ
Kita tahu bahwa disekitar kawat berarus listrik terdapat medan magnet. Dan kita juga tahu bahwa
disekitar magnet tetap juga terdapat medan magnet.
Apabila medan magnet kawat berarus listrik diletakkan ( berinteraksi ) pada
akan timbul gaya. Gaya tersebut dinamakan gaya lorentz.
U
ARAH GAYA LORENTZ
I
B
Dalam penyelidikannya Hendrik Anton Lorentz ( 1853
ditimbulkan berbanding lurus dengan kuat medan , berbanding lurus dengan kuat arus dan berbanding
lurus dengan panjang kawat.
FISIKA KELAS 9 SMP NEGERI 1 PADANGAN BOJONEGORO
Kita tahu bahwa disekitar kawat berarus listrik terdapat medan magnet. Dan kita juga tahu bahwa
disekitar magnet tetap juga terdapat medan magnet.
kawat berarus listrik diletakkan ( berinteraksi ) pada
akan timbul gaya. Gaya tersebut dinamakan gaya lorentz.
Apabila kawat penghantar pada gambar disamping, diali
arus listrik, maka kawat penghantar tersebut akan bergerak.
Hal ini dikarenakan adanya gaya lorentz.
S
Kawat berarus pada gambar disamping tertarik kebawah, dikarenakan
adanya gaya lorentz
Kawat berarus pada gambar disamping tertarik ke atas, dikarenakan
adanya gaya lorentz
ARAH GAYA LORENTZ
Arah arus listrik, medan magnet dan gaya lorentz dapat
ditentukan dengan menggunakan aturan
Ibu jari menunjukkan arah arus listrik ( I
Jari telunjuk menunjukkan arah medan magnet ( B )
Jari tengah menunjukkan
F
Dalam penyelidikannya Hendrik Anton Lorentz ( 1853 – 1928 ) menyimpulkan bahwa besar gaya yang
berbanding lurus dengan kuat medan , berbanding lurus dengan kuat arus dan berbanding
lurus dengan panjang kawat.
Kita tahu bahwa disekitar kawat berarus listrik terdapat medan magnet. Dan kita juga tahu bahwa
kawat berarus listrik diletakkan ( berinteraksi ) pada medan magnet tetap maka
Apabila kawat penghantar pada gambar disamping, dialiri
arus listrik, maka kawat penghantar tersebut akan bergerak.
Hal ini dikarenakan adanya gaya lorentz.
Kawat berarus pada gambar disamping tertarik kebawah, dikarenakan
Kawat berarus pada gambar disamping tertarik ke atas, dikarenakan
Arah arus listrik, medan magnet dan gaya lorentz dapat
ditentukan dengan menggunakan aturan tangan kanan
enunjukkan arah arus listrik ( I )
Jari telunjuk menunjukkan arah medan magnet ( B )
menunjukkan arah gaya lorentz ( F )
) menyimpulkan bahwa besar gaya yang
berbanding lurus dengan kuat medan , berbanding lurus dengan kuat arus dan berbanding
10
medan magnet tetap maka
Kawat berarus pada gambar disamping tertarik kebawah, dikarenakan
Kawat berarus pada gambar disamping tertarik ke atas, dikarenakan
Arah arus listrik, medan magnet dan gaya lorentz dapat
tangan kanan.
) menyimpulkan bahwa besar gaya yang
berbanding lurus dengan kuat medan , berbanding lurus dengan kuat arus dan berbanding
FISIKA KELAS 9 SMP NEGERI 1 PADANGAN BOJONEGORO 11
Apabila arah arus listrik tegak lurus dengan arah kuat medan magnet maka secara matematis gaya
lorenz dirumuskan :
I B
F = B x I x l Keterangan :
F = gaya lorentz, satuannya Newton ( N )
B = kuat medan magnet, satuannya Tesla ( T )
I = kuat arus listrik, satuannya Ampere ( A )
L = panjang kawat, satuannya meter ( m )
Apabila arah arus listrik dengan arah kuat medan magnet membentuk sudut α maka secara
matematis gaya lorenz dirumuskan :
α
Keterangan :
F = B x I x l x sin α F = gaya lorentz, satuannya Newton ( N )
B = kuat medan magnet, satuannya Tesla ( T )
I = kuat arus listrik, satuannya Ampere ( A )
L = panjang kawat, satuannya meter ( m )
Soal
1. Sebuah kawat panjangnya 0,5 m terletak dalam medan magnet dan saling tegak lurus dialiri
arus 5 A. Berapa gaya lorentz yang terjadi pada kawat tersebut ?
2. Sebuah kawat yang tegak lurus dengan medan magnet dialiri arus listrik 2 A. Jika kuat medan
magnet 40 tesla dan gaya lorentz yang timbul 1000 N, berapakah panjang kawat tersebut ?
FISIKA KELAS 9 SMP NEGERI 1 PADANGAN BOJONEGORO 12