Assalamu'alaikum Wr. Wb. Selamat tiba di blog . Senang sekali rasanya kali ini sanggup kami bagikan materi Fisika Kelas 9 Semester 2 Bab Kemagnetan meliputi Kemagnetan bahan, cara menciptakan magnet, kutub magnet, kemagnetan bumi, medan magnet di sekitar arus listrik, dan elektromagnet. Mari kita bahas selengkapnya.
Pada kala teknologi yang serba modern ini magnet memegang peranan yang sangat penting. Dari pengembangan sains, telah berhasil menciptakan alat transportasi yang memakai magnet yang disebut kereta api monorel. Berbagai alat menggunakan magnet menyerupai alat-alat rumah tangga dan alat-alat komunikasi. Apakah bergotong-royong magnet itu? Bagaimanakah prinsip kerja alat-alat itu menurut kemagnetan?
KEMAGNETAN BAHAN
Kita dapat menggolongkan benda berdasarkan sifatnya. Pernahkah kau melihat benda yang sanggup menarik benda logam lain? Kemampuan suatu benda menarik benda lain yang berada di dekatnya disebut kemagnetan. Berdasarkan kemampuan benda menarik benda lain dibedakan menjadi dua, yaitu benda magnet dan benda bukan magnet.
Namun, tidak semua benda yang berada di bersahabat magnet sanggup ditarik. Benda yang sanggup ditarik magnet disebut benda magnetik. Benda yang tidak dapat ditarik magnet disebut benda nonmagnetik.
Benda yang sanggup ditarik magnet ada yang sanggup ditarik kuat, dan ada yang ditarik secara lemah. Oleh karena itu, benda dikelompokkan menjadi tiga, yaitu benda feromagnetik, benda paramagnetik, dan benda diamagnetik. Benda yang ditarik besar lengan berkuasa oleh magnet disebut benda feromagnetik. Contohnya besi, baja, nikel, dan kobalt. Benda yang ditarik lemah oleh magnet disebut benda paramagnetik. Contohnya platina, tembaga, dan garam. Benda yang ditolak oleh magnet dengan lemah disebut benda diamagnetik. Contohnya timah, aluminium, emas, dan bismuth.
Benda-benda magnetik yang bukan magnet sanggup 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 gampang hilang. Oleh lantaran itu, baja dipakai untuk menciptakan magnet tetap (magnet permanen). Besi gampang untuk dibuat magnet, tetapi jikalau sehabis menjadi magnet sifat kemagnetannya mudah hilang. Oleh karena itu, besi dipakai untuk menciptakan magnet sementara. Setiap benda magnetik intinya terdiri magnet-magnet kecil yang disebut magnet elementer. Cobalah mengingat kembali teori partikel zat di kelas VII. rinsip menciptakan magnet yaitu mengubah susunan magnet elementer yang tidak beraturan menjadi searah dan teratur.
Cara Membuat Magnet
Ada tiga cara menciptakan magnet, yaitu menggosok, induksi, dan arus listrik.
1. Membuat Magnet dengan Cara Menggosok
Besi yang semula tidak bersifat magnet, dapat dijadikan magnet. Caranya besi digosok dengan salah satu ujung magnet tetap. Arah gosokan dibuat searah supaya magnet elementer yang terdapat pada besi letaknya menjadi teratur dan mengarah ke satu arah.
2. Membuat Magnet dengan Cara Induksi
Besi dan baja dapat dijadikan magnet dengan cara induksi magnet. Besi dan baja diletakkan di bersahabat magnet tetap. Magnet elementer yang terdapat pada besi dan baja akan terpengaruh atau terinduksi magnet tetap yang menyebabkan letaknya teratur dan mengarah ke satu arah. Besi atau baja akan menjadi magnet sehingga sanggup menarik serbuk besi yang berada di dekatnya.
Ujung besi yang berdekatan dengan kutub magnet batang, akan terbentuk kutub yang selalu berlawanan dengan kutub magnet penginduksi. Apabila kutub utara magnet batang berdekatan dengan ujung A besi, maka ujung A besi menjadi kutub selatan dan ujung B besi menjadi kutub utara atau sebaliknya.
3. Membuat Magnet dengan Cara Arus Listrik
Selain dengan cara induksi, besi dan baja dapat dijadikan magnet dengan arus listrik. Besi dan baja dililiti kawat yang dihu- bungkan dengan baterai. Magnet elementer yang terdapat pada besi dan baja akan terpengaruh pemikiran arus searah (DC) yang dihasilkan baterai. Hal ini mengakibatkan magnet elementer letaknya teratur dan mengarah ke satu arah. Besi atau baja akan menjadi magnet dan sanggup menarik serbuk besi yang berada di dekatnya. Magnet yang demikian disebut magnet listrik atau elektromagnet.
Selain dengan cara induksi, besi dan baja dapat dijadikan magnet dengan arus listrik. Besi dan baja dililiti kawat yang dihu- bungkan dengan baterai. Magnet elementer yang terdapat pada besi dan baja akan terpengaruh pemikiran arus searah (DC) yang dihasilkan baterai. Hal ini mengakibatkan magnet elementer letaknya teratur dan mengarah ke satu arah. Besi atau baja akan menjadi magnet dan sanggup menarik serbuk besi yang berada di dekatnya. Magnet yang demikian disebut magnet listrik atau elektromagnet.
Besi yang berujung A dan B dililiti kawat berarus listrik. Kutub magnet yang terbentuk bergantung pada arah arus ujung kumparan. Jika arah arus berlawanan jarum jam maka ujung besi tersebut menjadi kutub utara. Sebaliknya, jikalau arah arus searah putaran jarum jam maka ujung besi tersebut terbentuk kutub selatan. Dengan demikian, ujung A kutub utara dan B kutub selatan atau sebaliknya.
Setelah kita dapat membuat magnet tentu saja ingin menyimpannya. Agar sifat kemagnetan sebuah magnet sanggup tahan lama, maka dalam menyimpan magnet dibutuhkan seram (sepotong besi) yang dipasang pada kutub magnet. Pemasangan seram bertu- juan untuk mengarahkan magnet elementer hingga membentuk rantai tertutup. Untuk menyimpan dua buah magnet batang diperlukan dua angker yang dihubungkan dengan dua kutub magnet yang berlawanan. Jika berupa magnet U untuk menyimpan dibutuhkan satu seram yang dihubungkan pada kedua kutubnya. Kita sudah mengetahui benda magnetik dapat dijadikan magnet. Sebaliknya magnet juga sanggup dihilangkan kemagnetannya. Bagaimana caranya? Sebuah magnet akan hilang sifat kemagnetannya jikalau magnet dipanaskan, dipukul-pukul, dan dialiri arus listrik bolak-balik. Magnet yang mengalami pemanasan dan pemukulan akan menyebabkan perubahan susunan magnet elementernya. Akibat pemanasan dan pemukulan magnet elementer menjadi tidak teratur dan tidak searah. Penggunaan arus AC mengakibatkan arah arus listrik yang selalu berubah-ubah. Perubahan arah arus listrik memengaruhi letak dan arah magnet elementer. Apabila letak dan arah magnet elementer berubah, sifat kemagnetannya hilang.
1. Apakah yang terjadi pada besi dan baja apabila arah gosokan ujung magnet tetap arahnya bolak-balik ?
2. Mengapa jika kaca digosok dengan magnet tetap, berapapun lamanya gosokan beling tidak sanggup menjadi magnet?
3. Mengapa magnet yang dibakar akan hilang sifat kemagnetannya?
KUTUB MAGNET
Untuk mengetahui interaksi antarkutub dua magnet, cobalah melakukan kegiatan berikut secara berkelompok. Sebelumnya, bentuklah satu kelompok yang terdiri 4 siswa; 2 laki-laki dan 2 perempuan.
Tujuan: Mengetahui interaksi antarkutub
Alat dan Bahan:
- Magnet batang alnico
- Benang
- Spidol
- Statif
- benang
- magnet
- magnet kertas
Cara Kerja:
1. Ikatlah sebuah magnet batang di tengah-tengahnya dan gantungkan pada statif.
2. Setelah dalam keadaan seimbang, dekati kutub magnet dengan kutub sejenis magnet yang lain.
3. Amatilah keadaan magnet.
4. Ulangi cara kerja nomor 2-3, tetapi menggunakan kutub magnet yang berlawanan jenis.
Pertanyaan:
1. Apa yang terjadi jika dua kutub sejenis berinteraksi atau berdekatan?
2. Apa yang terjadi jikalau dua kutub berlawanan jenis berinteraksi?
3. Nyatakan kesimpulan kelompokmu di buku kerjamu.
Kamu sudah melakukan kegiatan berupa menginteraksikan dua magnet; jikalau kutubnya senama akan saling menolak tetapi jikalau kutubnya berbeda akan saling menarik. Pada saat dua magnet terpisah jarak yang jauh, belum terasa adanya gaya tarik atau gaya tolak. Makin bersahabat kedua magnet, makin terasa besar lengan berkuasa gaya tarik atau gaya tolaknya.
Jika di sekitar magnet batang diletakkan benda-benda mag- netik, benda-benda itu akan ditarik oleh magnet. Makin bersahabat dengan magnet, gaya tarik yang dialami benda makin kuat. Makin jauh dari magnet makin kecil gaya tarik yang dialami benda. Ruang di sekitar magnet yang masih terdapat pengaruh gaya tarik magnet disebut medan magnet. Pada daerah tertentu benda tidak menerima penga- ruh gaya tarik magnet. Benda yang demikian dikatakan berada di luar medan magnet. Medan magnet tidak dapat dilihat dengan mata. Namun, keberadaan dan polanya sanggup ditunjukkan.
Garis-garis yang menggambarkan pola medan magnet disebut garis-garis gaya magnet. Garis-garis gaya magnet tidak pernah berpotongan satu sama lainnya. Garis-garis gaya magnet keluar dari kutub utara, masuk (menuju) ke kutub selatan. Makin banyak jumlah garis-garis gaya magnet makin besar besar lengan berkuasa medan magnet yang dihasilkan. Apapun bentuknya sebuah magnet mempunyai medan magnet yang digambar berupa garis lengkung.
Dua kutub magnet yang tidak sejenis saling berdekatan pola medan magnetnya juga berupa garis lengkung yang keluar dari kutub utara magnet menuju kutub selatan magnet. Bagaimanakah kerapatan pola medan magnet dua kutub magnet yang makin berdekatan?
Pada dua kutub magnet yang tak sejenis, garis-garis gaya magnetnya keluar dari kutub utara dan masuk ke kutub selatan magnet lain. Itulah sebabnya dua kutub magnet yang tidak sejenis saling tarik-menarik.
Pada dua kutub magnet yang sejenis, garis-garis gaya magnet yang keluar dari kutub utara masing-masing cenderung saling menolak. Mengapa? Karena arah garis gaya berlawanan, terjadilah tolak-menolak antara garis-garis gaya yang keluar kedua kutub utara magnet. Hal itulah yang mengakibatkan dua kutub yang sejenis saling menolak.
Latihan !!!
1. Apakah perbedaan antara kutub utara dan kutub selatan sebuah magnet?
2. Sebutkan dua sifat-sifat kutub magnet yang saling berdekatan.
3. Apakah yang dimaksud medan magnet?
4. Bagaimanakah pengaruh jumlah garis gaya magnet terhadap kekuatan magnet?
KEMAGNETAN BUMI
1. Bumi Sebagai Magnet
Kamu sudah mengetahui sebuah magnet batang yang tergantung bebas akan menunjuk arah tertentu. Pada bagian ini, kau akan mengetahui mengapa magnet bersikap menyerupai itu. Pada umumnya sebuah magnet terbuat dari bahan besi dan nikel. Keduanya mempunyai sifat kemagnetan lantaran tersusun oleh magnet- magnet elementer. Batuan-batuan pembentuk bumi juga mengan- dung magnet elementer. Bumi dipandang sebagai sebuah magnet batang yang besar yang membujur dari utara ke selatan bumi. Magnet bumi mempunyai dua kutub, yaitu kutub utara dan selatan. Kutub utara magnet bumi terletak di sekitar kutub selatan bumi. Adapun kutub selatan magnet bumi terletak di sekitar kutub utara bumi. Magnet bumi memiliki medan magnet yang dapat memengaruhi jarum kompas dan magnet batang yang tergantung bebas. Medan magnet bumi digambarkan dengan garis-garis leng- kung yang berasal dari kutub selatan bumi menuju kutub utara bumi. Magnet bumi tidak tepat menunjuk arah utara-selatan geografis. Penyimpangan magnet bumi ini akan menghasilkan garis-garis gaya magnet bumi yang menyimpang terhadap arah utara-selatan geografis. Adakah imbas penyimpangan magnet bumi terhadap jarum kompas?
2. Deklinasi dan Inklinasi
Ambillah sebuah kompas dan letakkan di atas meja dengan penunjuk utara (N) sempurna menunjuk arah utara. Amatilah kutub utara jarum kompas. Apakah kutub utara jarum kompas sempurna menunjuk arah utara (N)? Berapakah sudut yang dibuat antara kutub utara jarum kompas dengan arah utara (N)?
Jika kita perhatikan kutub utara jarum kompas dalam keadaan setimbang tidak sempurna menunjuk arah utara dengan tepat. Penyim- pangan jarum kompas itu terjadi lantaran letak kutub-kutub magnet bumi tidak sempurna berada di kutub-kutub bumi, tetapi menyimpang terhadap letak kutub bumi. Hal ini menyebabkan garis-garis gaya magnet bumi mengalami penyimpangan terhadap arah utara-selatan bumi. Akibatnya penyimpangan kutub utara jarum kompas akan membentuk sudut terhadap arah utara-selatan bumi (geografis). Sudut yang dibentuk oleh kutub utara jarum kompas dengan arah utara-selatan geografis disebut deklinasi (Gambar 11.15). Pernahkah kau memerhatikan mengapa kedudukan jarum kompas tidak mendatar. Penyimpangan jarum kompas itu terjadi ka- rena garis-garis gaya magnet bumi tidak sejajar dengan permukaan bumi (bidang horizontal). Akibatnya, kutub utara jarum kompas me- nyimpang naik atau turun terhadap permukaan bumi. Penyimpangan kutub utara jarum kompas akan membentuk sudut terhadap bidang datar permukaan bumi. Sudut yang dibuat oleh kutub utara jarum kompas dengan bidang datar disebut inklinasi (Gambar 11.16). Alat yang dipakai untuk memilih besar inklinasi disebut inklinator.
MEDAN MAGNET DI SEKITAR ARUS LISTRIK
Tujuan belajarmu yaitu dapat:
menjelaskan sifat medan magnet di sekitar kawat berarus listrik.
Arah penyimpangan magnet jarum kompas ketika berada di sekitar arus listrik sanggup diterang- kan sebagai berikut.
Anggaplah arus listrik terletak di antara telapak asisten dan magnet jarum kompas. Jika arus listrik searah dengan keempat jari, kutub utara magnet jarum akan me- nyimpang sesuai ibu jari. Cara penentuan arah sim- pangan magnet jarum kom- pas demikian disebutkai- dah telapak tangan kanan.
Medan magnet di sekitar kawat berarus listrik ditemukan secara tidak sengaja oleh Hans Christian Oersted (1770-1851), ke- tika akan memperlihatkan kuliah bagi mahasiswa. Oersted menemukan bahwa di sekitar kawat berarus listrik magnet jarum kompas akan bergerak (menyimpang). Penyimpangan magnet jarum kompas akan makin besar jika kuat arus listrik yang mengalir melalui kawat diperbesar. Arah penyimpangan jarum kompas bergantung arah arus listrik yang mengalir dalam kawat.
Gejala itu terjadi jikalau kawat dialiri arus listrik. Jika kawat tidak dialiri arus listrik, medan magnet tidak terjadi sehingga magnet jarum kompas tidak bereaksi.
Perubahan arah arus listrik ternyata juga memengaruhi perubahan arah penyimpangan jarum kompas. Perubahan jarum kompas memperlihatkan perubahan arah medan magnet.
Bagaimanakah menentukan arah medan magnet di sekitar penghantar berarus listrik?
Jika arah arus listrik mengalir sejajar dengan jarum kompas dari kutub selatan menuju kutub utara, kutub utara jarum kompas menyimpang berlawanan dengan arah putaran jarum jam.
Jika arah arus listrik mengalir sejajar dengan jarum kompas dari kutub utara menuju kutub selatan, kutub utara jarum kompas menyimpang searah dengan arah putaran jarum jam.
1. Pola Medan Magnet di Sekitar Arus Listrik
Gejala penyimpangan magnet jarum di sekitar arus listrik membuktikan bahwa arus listrik sanggup menghasilkan medan magnet.
Arah medan magnet yang ditimbulkan arus listrik sanggup diterangkan melalui hukum atau kaidah berikut. Anggaplah suatu peng- hantar berarus listrik digenggam tangan kanan. Perhatikan Gambar
11.18. Jika arus listrik searah ibu jari, arah medan magnet yang timbul searah keempat jari yang menggenggam. Kaidah yang demikian disebut kaidah asisten menggenggam. Tugas Individu !
Rancanglah suatu acara untuk membuktikan adanya medan magnet di sekitar penghantar berarus listrik. Peralatan yang tersedia antara lain serbuk besi, penghantar, kertas, dan baterai. Gambarlah skema model kegiatanmu.
2. Solenoida
Pada uraian sebelumnya kamu sudah mempelajari medan magnet yang timbul pada penghantar lurus. Bagaimana jikalau peng- hantarnya melingkar dengan jumlah banyak? Sebuah penghantar melingkar jikalau dialiri arus listrik akan menghasilkan medan listrik menyerupai Gambar 11.19. Penghantar melingkar yang berbentuk kumparan panjang disebut solenoida. Medan magnet yang ditimbulkan oleh solenoida akan lebih besar daripada yang ditimbulkan oleh sebuah penghantar melingkar, apalagi oleh sebuah penghantar lurus. Tahukah kamu mengapa demikian? Jika solenoida dialiri arus listrik maka akan menghasilkan medan magnet. Medan magnet yang dihasilkan solenoida berarus listrik bergantung pada besar lengan berkuasa arus listrik dan banyaknya kumparan. Garis-garis gaya magnet pada solenoida merupakan adonan dari garis-garis gaya magnet dari kawat melingkar. Gabungan itu akan menghasilkan medan magnet yang sama dengan medan magnet sebuah magnet batang yang panjang. Kumparan seolah-olah mempunyai dua kutub, yaitu ujung yang satu merupakan kutub utara dan ujung kumparan yang lain merupakan kutub selatan.
Latihan !
1. Apakah pengaruh arah arus listrik terhadap arah medan magnet?
2. Bagaimanakah pola medan magnet dari kawat berarus listrik?
3. Di manakah titik yang mempunyai medan magnet paling kuat pada kawat me lingkar berarus listrik?
4. Tentukan letak kutub utara dan selatan
ELEKTROMAGNET
Tujuan belajarmu yaitu dapat:
menjelaskan cara kerja elektromagnet dan penerapannya dalam bebera- pa teknologi.
Masih ingatkah kau cara menciptakan magnet memakai arus listrik? Di kepingan ini kau akan lebih mendalami ihwal magnet listrik tersebut. Magnet listrik atau elektromagnet sangat erat hubungannya dengan solenoida.
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 sanggup dibuat menjadi magnet tetap. Solenoida berarus listrik dan dilengkapi de- ngan besi lunak itulah yang dikenal sebagai elektromagnet.
1. Faktor yang Memengaruhi Kekuatan Elektromagnet
Apakah yang memengaruhi besar medan magnet yang dihasilkan elektromagnet? Sebuah elektromagnet terdiri atas tiga unsur penting, yaitu jumlah lilitan, besar lengan berkuasa arus, dan inti besi.
Makin banyak lilitan dan makin besar arus listrik yang mengalir, makin besar medan magnet yang dihasilkan. Selain itu medan magnet yang dihasilkan elektromagnet juga tergantung pada inti besi yang digunakan. Makin besar (panjang) inti besi yang berada dalam solenoida, makin besar medan magnet yang dihasilkan elektromagnet. Makara kemagnetan sebuah elektromagnet bergantung besar besar lengan berkuasa arus yang mengalir, jumlah lilitan, dan besar inti besi yang digunakan.
Elektromagnet menghasilkan medan magnet yang sama dengan medan magnet sebuah magnet batang yang panjang. Elektromagnet juga mempunyai dua kutub yaitu ujung yang satu merupakan kutub utara dan ujung kumparan yang lain merupakan kutub selatan.
Dibandingkan magnet biasa, elektromagnet banyak mempu- nyai keunggulan. Karena itulah elektromagnet banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Beberapa keunggulan elektromagnet antara lain sebagai berikut.
a. Kemagnetannya sanggup diubah-ubah dari mulai yang kecil hingga yang besar dengan cara mengubah salah satu atau ketiga dari besar lengan berkuasa arus listrik, jumlah lilitan dan ukuran inti besi.
b. Sifat kemagnetannya gampang ditimbulkan dan dihilangkan dengan cara memutus dan menghubungkan arus listrik meng- gunakan sakelar.
c . Dapat dibuat aneka macam bentuk dan ukuran sesuai dengan kebutuhan yang dikehendaki.
d. Letak kutubnya sanggup diubah-ubah dengan cara mengubah arah arus listrik.
Kekuatan elektromagnet akan bertambah, jika:
a. arus yang melalui kumparan bertambah,
b. jumlah lilitan diperbanyak,
c. memperbesar/memperpanjang inti besi.
Latihan
1. Apakah yang dimaksud elektromagnet?
2. Sebutkan tiga cara memperbesar medan magnet yang dihasilkan elektromagnet.
2. Kegunaan Elektromagnet
Beberapa peralatan sehari-hari yang menggunakan elektromagnet antara lain menyerupai berikut.
a. Bel listrik
Bel listrik terdiri atas dua elektromagnet dengan setiap solenoida dililitkan pada arah yang berlawanan (perhatikan Gambar11.21). Apabila sakelar ditekan, arus listrik akan mengalir melalui solenoida. Teras besi akan menjadi magnet dan menarik kepingan besi elastis dan pengetuk akan memukul bel (lonceng) menghasilkan bunyi. Tarikan kepingan besi elastis oleh elektromagnet akan me- misahkan titik sentuh dan sekrup pengatur yang berfungsi sebagai interuptor. Arus listrik akan putus dan teras besi hilang kemag- netannya. Kepingan besi elastis akan kembali ke kedudukan semula. Teras besi akan menjadi magnet dan menarik kepingan besi elastis dan pengetuk akan memukul bel (lonceng) menghasilkan bunyi kembali. Proses ini berulang-ulang sangat cepat dan bunyi lonceng terus terdengar.
b. Relai
Relai berfungsi sebagai sakelar untuk menghubungkan atau memutuskan arus listrik yang besar pada rangkaian lain dengan memakai arus listrik yang kecil. Ketika sakelar S ditutup arus listrik kecil mengalir pada kumparan. Teras besi akan menjadi magnet (elektromagnet) dan menarik kepingan besi lentur. Titik sentuh C akan tertutup, menyebabkan rangkaian lain yang mem- bawa arus besar akan tersambung. Apabila sakelar S dibuka, teras besi hilang kemagnetannya, keping besi elastis kembali ke kedudukan semula. Titik sentuh C terbuka dan rangkaian listrik lain terputus.
c. Telepon
Telepon terdiri dari dua bagian yaitu bagian pengirim (mikrofon) dan bagian penerima (telepon). Prinsip kerja bagian mikrofon adalah mengubah gelombang suara menjadi getaran- getaran listrik. Pada bagian pengirim ketika seseorang berbicara akan menggetarkan diafragma aluminium. Serbuk-serbuk karbon yang terdapat pada mikrofon akan tertekan dan menyebabkan kendala serbuk karbon mengecil. Getaran yang berupa sinyal listrik akan mengalir melalui rangkaian listrik.
Prinsip kerja kepingan telepon yaitu mengubah sinyal listrik menjadi gelombang bunyi. Sinyal listrik yang dihasilkan mikrofon diterima oleh pesawat telepon. Apabila sinyal listrik berubah-ubah mengalir pada kumparan, teras besi akan menjadi elektromagnet yang kekuatannya berubah-ubah (perhatikan Gambar 11.23). Dia- fragma besi lentur di hadapan elektromagnet akan ditarik dengan gaya yang berubah-ubah. Hal ini mengakibatkan diafragma bergetar. Getaran diafragma memengaruhi udara di hadapannya, sehingga udara akan dimampatkan dan direnggangkan. Tekanan bunyi yang dihasilkan sesuai dengan tekanan bunyi yang dikirim melalui mi- krofon.
d. Katrol Listrik
Elektromagnet yang besar digunakan untuk mengangkat sampah logam yang tidak terpakai. Apabila arus dihidupkan katrol listrik akan menarik sampah besi dan memindahkan ke daerah yang dikehendaki. Apabila arus listrik dimatikan, sampah besi akan jatuh. Dengan cara ini sampah yang berupa tembaga, aluminium, dan seng sanggup dipisahkan dengan besi. Kebaikan katrol listrik adalah:
a. mampu mengangkat sampah besi dalam jumlah besar
b. dapat mengangkat/memindahkan bongkahan besi yang tanpa rantai
c . membantu memisahkan antara logam feromagnetik dan bukan feromagnetik.
Latihan
1. Mengapa menambah jumlah lilitan sanggup menghasilkan kemagnetan yang lebih besar?
2. Bagaimana cara penentuan elektromagnet?
GAYA LORENTZ
GAYA LORENTZ
Di depan telah dijelaskan bahwa kawat berarus listrik menjadikan medan magnet. Apakah yang terjadi jikalau kawat berarus listrik berada dalam medan magnet tetap?
Interaksi medan magnet dari kawat berarus dengan medan magnet tetap akan menghasilkan gaya magnet. Pada insiden ini terdapat kekerabatan antara arus listrik, medan magnet tetap, dan gaya magnet. Hubungan besaran-besaran itu ditemukan oleh fisikawan Belanda, Hendrik Anton Lorentz (1853-1928). Dalam penyelidikan- nya Lorentz menyimpulkan bahwa besar gaya yang ditimbulkan berbanding lurus dengan kuat arus, kuat medan magnet, panjang kawat dan sudut yang dibuat arah arus listrik dengan arah medan magnet. Untuk menghargai jasa penemuan H.A. Lorentz, gaya tersebut disebut gaya Lorentz. Apabila arah arus listrik tegak lurus dengan arah medan magnet, besar gaya Lorentz dirumuskan.
Dengan: F = B . I . l
F = gaya Lorentz satuan newton (N)
B = besar lengan berkuasa medan magnet satuan tesla (T).
l = panjang kawat satuan meter (m)
I = besar lengan berkuasa arus listrik satuan ampere (A)
Berdasarkan rumus di atas tampak bahwa apabila arah arus listrik tegak lurus dengan arah medan magnet, besar gaya Lorentz bergantung pada panjang kawat, besar lengan berkuasa arus listrik, dan besar lengan berkuasa medan magnet. Gaya Lorentz yang ditimbulkan makin besar, jikalau panjang kawat, besar lengan berkuasa arus listrik, dan besar lengan berkuasa medan magnet makin besar. Kawat panjangnya 2 m berada tegak lurus dalam medan magnet 20 T. Jika besar lengan berkuasa arus listrik yang mengalir 400 mA, berapakah besar gaya Lorentz yang dialami kawat?
Penyelesaian:
Diketahui: l = 2 m
B = 20 T
I = 400 mA = 0,4 A
Ditanya: F = ... ?
Jawab: F = B x I x l
= 20 x 0,4 x 2
= 16 N
Arah gaya Lorentz bergantung pada arah arus listrik dan arah medan magnet. Untuk menentukan arah gaya Lorentz digunakan kaidah atau aturan tangan kanan. Caranya rentangkan ketiga jari yaitu ibu jari, jari telunjuk, dan jari tengah sedemikian hingga membentuk sudut 90 derajat (saling tegak lurus). Jika ibu jari membuktikan arah arus listrik (I) dan jari telunjuk memperlihatkan arah medan magnet (B) maka arah gaya Lorentz searah jari tengah (F). Dalam bentuk tiga dimensi, arah yang tegak lurus mendekati pembaca diberi simbol. Adapun arah yang tegak lurus menjauhi pembaca diberi simbol.
Gaya Lorentz yang ditimbulkan kawat berarus listrik dalam medan magnet sanggup dimanfaatkan untuk menciptakan alat yang sanggup mengubah energi listrik menjadi energi gerak. Alat yang menerapkan gaya Lorentz yaitu motor listrik dan alat-alat ukur listrik. Motor listrik banyak dijumpai pada tape recorder, pompa air listrik, dan komputer. Adapun, contoh alat ukur listrik yaitu amperemeter, voltmeter, dan ohmmeter.
Gaya Lorentz yang ditimbulkan kawat berarus listrik dalam medan magnet sanggup dimanfaatkan untuk menciptakan alat yang sanggup mengubah energi listrik menjadi energi gerak. Alat yang menerapkan gaya Lorentz yaitu motor listrik dan alat-alat ukur listrik. Motor listrik banyak dijumpai pada tape recorder, pompa air listrik, dan komputer. Adapun, contoh alat ukur listrik yaitu amperemeter, voltmeter, dan ohmmeter.
Latihan !
1. Sebutkan tiga cara memperbesar gaya Lorentz yang ditimbulkan kawat berarus dalam medan magnet !
2. Berdasarkan gambar berikut, tentukan besarnya gaya Lorentz. (I = 4 A, B = 8 T, l = 10 m)
3. Tentukan arah gaya Lorentz gambar berikut.
Apabila masih ada materi yang belum kau pahami, tanyakan pada gurumu. Setelah paham, maka pelajarilah kepingan selanjutnya.
3. Tentukan arah gaya Lorentz gambar berikut.
Apabila masih ada materi yang belum kau pahami, tanyakan pada gurumu. Setelah paham, maka pelajarilah kepingan selanjutnya.
Istilah - istilah penting
interuptor : pemutus arus.
kemagnetan : gejala fisika pada materi yang mempunyai kemampuan menjadikan medan magnet.
kutub magnet : kedua ujung besi (magnet) yang paling besar lengan berkuasa daya tariknya.
magnet elementer : bagian terkecil dari magnet yang masih mempunyai sifat magnet.
motor listrik : alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi gerak.
solenoida : kumparan yang panjang.
relai : alat yang bekerja atas dasar penggunaan arus yang kecil untuk menghubungkan atau memutuskan arus listrik yang besar.
Kerjakan soal-soal berikut di buku kerjamu
1. Sebutkan sifat-sifat dua kutub magnet yang saling berdekatan.
2. Sebutkan tiga faktor yang memengaruhi besar medan magnet yang dihasilkan oleh elektromagnet.
3. Sebutkan tiga faktor yang memengaruhi besarnya gaya Lorentz.
4. Sebuah kawat panjangnya 10 m berada tegak lurus dalam medan magnet sebesar 60 tesla. Jika kuat arus listrik yang mengalir pada kawat 2 A, tentukan be- sarnya gaya Lorentz.
5. Ke manakah arah medan magnet, bila arah gaya Lorentz dan arah arus ditun- jukkan gambar berikut?
Sumber:
Sukis Wariyono, Yani Muharomah. Mari berguru ilmu alam sekitar 3: Panduan Belajar IPA terpadu untuk kelas IX SMP/MTs. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, 2008.
Sumber:
Sukis Wariyono, Yani Muharomah. Mari berguru ilmu alam sekitar 3: Panduan Belajar IPA terpadu untuk kelas IX SMP/MTs. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, 2008.
Demikian materi Fisika Bab Kemagnetan mencakup Kemagnetan bahan, cara menciptakan magnet, kutub magnet, kemagnetan bumi, medan magnet di sekitar arus listrik, dan elektromagnet. Mari kita bahas selengkapnya. Semoga bermanfaat..
){kind=link}