Kemagnetan (Materi Fisika Kelas 9 Lengkap)

Assalamu'alaikum Wr. Wb. Selamat datang di blog . Senang sekali rasanya kali ini beroleh kami bagikan materi Fisika Kelas 9 Semester 2 Bab Kemagnetan meliputi Kemagnetan bahan, cara membuat magnet, kutub magnet, kemagnetan bumi, medan magnet di sekitar arus listrik, beserta elektromagnet. Mari kita bahas selengkapnya.

Pada era teknologi yg serba modern ini magnet memegang peranan yg sangat penting. Dari pengembangan sains,  telah berhasil membuat alat transportasi yg menggunakan magnet yg disebut kereta  api  monorel.  Berbagai  alat  menggunakan  magnet seperti  alat-alat  rumah tangga  dan alat-alat komunikasi. Apakah sebenarnya  magnet  itu?  Bagaimanakah  prinsip  kerja  alat-alat itu berdasarkan kemagnetan?

KEMAGNETAN BAHAN

Kita   dapat   menggolongkan   benda   berdasarkan   sifatnya. Pernahkah kamu melihat benda yg beroleh menarik benda logam lain? Kemampuan suatu benda menarik benda lain yg berada di dekatnya   disebut  kemagnetan.   Berdasarkan   kemampuan   benda menarik benda lain dibedakan menjadi dua, yaitu benda magnet beserta benda  bukan  magnet.  

Namun,  tidak  semua  benda  yang  berada  di dekat magnet beroleh ditarik. Benda yg beroleh ditarik magnet disebut benda  magnetik.  Benda  yang  tidak  dapat  ditarik  magnet  disebut benda nonmagnetik.

Benda yg beroleh ditarik magnet ada yg beroleh ditarik kuat, dan   ada   yang   ditarik   secara   lemah.   Oleh   karena   itu,   benda dikelompokkan  menjadi  tiga,  yaitu  benda  feromagnetik,  benda paramagnetik, beserta benda diamagnetik. Benda yg ditarik kuat oleh magnet  disebut  benda  feromagnetik.  Contohnya  besi,  baja,  nikel, beserta kobalt. Benda yg ditarik lemah oleh magnet disebut benda paramagnetik. Contohnya platina, tembaga, beserta garam. Benda yg ditolak  oleh  magnet  dengan  lemah  disebut  benda diamagnetik. Contohnya timah, aluminium, emas, beserta bismuth.

 

 

Benda-benda magnetik yg bukan magnet beroleh 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 enteng hilang. Oleh karena  itu, baja digunakan untuk membuat magnet tetap (magnet permanen). Besi enteng untuk dibuat magnet, tetapi misalnya setelah menjadi magnet  sifat  kemagnetannya  mudah  hilang.  Oleh  karena  itu,  besi digunakan untuk membuat magnet sementara. Setiap benda magnetik dengan dasarnya terdiri magnet-magnet leceh yg disebut magnet elementer. Cobalah mengingat kembali teori partikel zat di kelas VII. rinsip membuat magnet adalah mengubah susunan magnet elementer yg tidak beraturan menjadi searah beserta teratur. 

 

Cara Membuat Magnet

 

Ada tiga cara membuat magnet, yaitu menggosok, induksi, beserta 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 agar magnet elementer yg terdapat dengan  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 dekat magnet  tetap.  Magnet elementer yg terdapat dengan besi beserta baja hendak terpengaruh alias terinduksi  magnet tetap  yang  menyebabkan  letaknya   teratur  dan mengarah ke satu arah. Besi alias  baja hendak menjadi magnet sehingga beroleh menarik serbuk besi yg berada di dekatnya.
Ujung  besi  yang  berdekatan  dengan  kutub  magnet  batang, hendak terbentuk kutub yg selalu berlawanan dengan kutub magnet penginduksi. Apabila kutub utara magnet batang berdekatan dengan ujung A besi, maka ujung A besi menjadi kutub selatan beserta ujung B besi  menjadi kutub utara alias sebaliknya.

3.   Membuat Magnet dengan Cara Arus Listrik
Selain  dengan  cara  induksi,  besi  dan  baja  dapat  dijadikan magnet dengan arus listrik. Besi beserta baja dililiti kawat yg dihu- bungkan dengan baterai. Magnet elementer yg terdapat dengan besi beserta baja hendak  terpengaruh aliran arus searah (DC) yg dihasilkan baterai. Hal ini menyebabkan magnet elementer letaknya teratur beserta mengarah  ke  satu  arah.  Besi  atau  baja  akan  menjadi  magnet  dan beroleh menarik serbuk besi yg berada di dekatnya. Magnet yg demikian disebut magnet listrik alias elektromagnet.

Besi yg berujung A beserta B dililiti kawat berarus listrik. Kutub magnet yg terbentuk bergantung dengan arah arus ujung kumparan. Jika  arah  arus  berlawanan  jarum  jam  maka  ujung  besi  tersebut menjadi kutub utara. Sebaliknya, misalnya arah arus searah putaran jarum jam  maka  ujung  besi  tersebut  terbentuk  kutub selatan.  Dengan demikian, ujung A kutub utara beserta B kutub selatan alias sebaliknya.

Setelah  kita  dapat  membuat  magnet  tentu  saja  ingin  menyimpannya. Agar sifat kemagnetan sebuah magnet beroleh tahan lama, maka dalam menyimpan magnet diperlukan angker (sepotong besi) yg dipasang dengan kutub magnet. Pemasangan angker bertu- juan untuk mengarahkan magnet elementer hingga membentuk rantai tertutup. Untuk menyimpan dua buah magnet batang  diperlukan dua  angker yg dihubungkan dengan dua kutub magnet yg berlawanan.  Jika berupa magnet U untuk menyimpan diperlukan satu angker yg dihubungkan dengan kedua kutubnya. Kita  sudah  mengetahui  benda  magnetik  dapat  dijadikan magnet. Sebaliknya magnet juga beroleh dihilangkan kemagnetannya. Bagaimana  caranya?  Sebuah  magnet  akan  hilang  sifat  kemagnetannya misalnya magnet dipanaskan, dipukul-pukul, beserta dialiri arus listrik bolak-balik.  Magnet  yang  mengalami  pemanasan  dan  pemukulan akan   menyebabkan   perubahan   susunan   magnet   elementernya. Akibat pemanasan beserta pemukulan magnet elementer menjadi tidak teratur beserta tidak searah. Penggunaan arus AC menyebabkan arah arus  listrik  yang  selalu  berubah-ubah.  Perubahan  arah  arus  listrik memengaruhi letak beserta arah magnet elementer. Apabila letak beserta arah magnet elementer berubah, sifat kemagnetannya hilang. 

Latihan !

1.   Apakah yg terjadi dengan besi beserta baja apabila  arah  gosokan  ujung  magnet tetap arahnya bolak-balik ?

2.   Mengapa   jika   kaca   digosok   dengan magnet  tetap,  berapapun  lamanya   gosokan kaca tidak beroleh menjadi magnet?

3.   Mengapa  magnet  yang  dibakar  akan hilang sifat kemagnetannya?

KUTUB MAGNET

Di awal bab ini kamu sudah mengenal istilah kutub magnet. Selanjutnya di bagian ini kamu hendak lebih memperdalam sifat-sifat kutub magnet. Jika magnet batang ditaburi serbuk besi alias paku- paku kecil, sebagian besar serbuk besi maupun paku hendak melekat dengan kedua ujung magnet. Bagian kedua ujung magnet hendak lebih banyak serbuk besi alias paku yg menempel daripada di bagian tengahnya. Hal itu menunjukkan bahwa gaya tarik magnet paling kuat  terletak  pada  ujung-ujungnya.  Ujung  magnet  yang memiliki gaya  tarik  paling  kuat  itulah  yang  disebut  kutub  magnet.  Bagai- manakah menentukan jenis kutub magnet? Sebuah magnet batang yg tergantung bebas dalam keadaan setimbang,  ujung-ujungnya  akan  menunjuk  arah  utara  dan  arah selatan bumi. Ujung magnet yg menunjuk arah utara bumi disebut kutub utara magnet. Sebaliknya, ujung magnet yg menunjuk arah selatan bumi disebut kutub selatan magnet. Setiap  magnet  memiliki  dua  kutub,  yaitu  kutub  utara  dan kutub selatan. Alat yg digunakan untuk menunjukkan arah utara bumi alias geografis disebut kompas.

Kompas merupakan magnet jarum yg beroleh bergerak bebas dengan sebuah poros. Pada keadaan setimbang salah satu ujung magnet jarum menunjuk arah utara beserta ujung lainnya menunjuk arah selatan. Kamu  sudah mengetahui  bahwa  magnet  mempunyai  dua kutub,  yaitu  kutub  utara  dan  kutub  selatan.  Apabila  dua kutub magnet didekatkan hendak saling mengadakan interaksi. Jenis interaksi bergantung jenis-jenis kutub yg berdekatan.  Apakah yg terjadi misalnya  kutub  utara  sebuah  magnet    didekatkan  dengan  kutub  utara magnet lain? Atau sebaliknya, apakah yg terjadi misalnya kutub utara sebuah magnet  didekatkan dengan kutub selatan  magnet lain?

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 beserta Bahan:

- Magnet batang alnico

- Benang

- Spidol

- Statif

- benang

- magnet

- magnet kertas

Cara Kerja:

1.  Ikatlah  sebuah  magnet  batang  di  tengah-tengahnya  dan gantungkan dengan statif.

2.  Setelah dalam keadaan seimbang, dekati kutub magnet dengan kutub sejenis magnet yg lain.

3.  Amatilah keadaan magnet.

4.  Ulangi  cara  kerja  nomor  2-3,  tetapi  menggunakan  kutub magnet yg berlawanan jenis.

Pertanyaan:

1.  Apa  yang  terjadi  jika  dua  kutub  sejenis  berinteraksi  atau berdekatan?

2.  Apa yg terjadi misalnya dua kutub berlawanan jenis berinteraksi?

3.  Nyatakan kesimpulan kelompokmu di buku kerjamu.

Kamu  sudah  melakukan  kegiatan  berupa  menginteraksikan dua magnet; misalnya kutubnya senama hendak saling menolak tetapi misalnya kutubnya  berbeda  akan  saling  menarik.  Pada  saat  dua  magnet terpisah jarak yg jauh, belum terasa adanya gaya tarik alias gaya tolak. Makin dekat kedua magnet, makin terasa kuat gaya tarik alias gaya tolaknya.

Jika di sekitar magnet batang diletakkan benda-benda mag- netik, benda-benda itu hendak ditarik oleh magnet. Makin dekat dengan magnet, gaya tarik yg dialami benda makin kuat. Makin jauh dari magnet makin leceh gaya tarik yg dialami benda. Ruang di sekitar magnet  yang  masih  terdapat  pengaruh  gaya  tarik  magnet disebut medan magnet. Pada tempat tertentu benda tidak mendapat penga- ruh gaya tarik magnet. Benda yg demikian dikatakan berada di luar medan  magnet.  Medan  magnet  tidak  dapat  dilihat  dengan  mata. Namun, keberadaan beserta polanya beroleh 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 kuat  medan magnet yg dihasilkan. Apapun bentuknya sebuah magnet memiliki medan magnet yg digambar berupa garis lengkung.

Dua kutub magnet yg tidak sejenis saling berdekatan pola medan  magnetnya juga  berupa  garis  lengkung yg  keluar  dari kutub utara magnet menuju kutub selatan magnet. Bagaimanakah kerapatan pola medan magnet dua kutub magnet yg 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 yg tidak sejenis saling tarik-menarik.

Pada dua kutub magnet yg sejenis, garis-garis gaya magnet yg  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 yg menyebabkan dua kutub yg sejenis saling menolak.

Latihan !!!

1.   Apakah  perbedaan  antara  kutub  utara beserta kutub selatan sebuah magnet?

2.   Sebutkan  dua  sifat-sifat  kutub  magnet yg saling berdekatan.

3.   Apakah yg 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, kamu hendak mengetahui mengapa magnet bersikap seperti itu. Pada umumnya   sebuah   magnet   terbuat   dari   bahan   besi   dan   nikel. Keduanya memiliki sifat kemagnetan karena tersusun oleh magnet- magnet  elementer.  Batuan-batuan  pembentuk  bumi  juga  mengan- dung  magnet  elementer.  Bumi  dipandang  sebagai  sebuah  magnet batang yg besar yg membujur dari utara ke selatan bumi. Magnet bumi memiliki dua kutub, yaitu kutub utara beserta 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 beserta magnet batang yg tergantung bebas. Medan magnet bumi digambarkan dengan garis-garis leng- kung yg berasal dari kutub selatan bumi menuju kutub utara bumi. Magnet  bumi  tidak  tepat  menunjuk  arah  utara-selatan  geografis. Penyimpangan magnet bumi ini hendak menghasilkan garis-garis gaya magnet  bumi  yang  menyimpang  terhadap  arah  utara-selatan  geografis. Adakah pengaruh penyimpangan magnet bumi terhadap jarum kompas?

2.   Deklinasi  dan  Inklinasi

Ambillah sebuah  kompas beserta letakkan di atas meja dengan penunjuk  utara (N) tepat menunjuk arah utara. Amatilah kutub utara jarum kompas. Apakah kutub utara jarum kompas tepat menunjuk arah utara (N)? Berapakah hujung yg dibentuk antara kutub utara jarum kompas dengan arah utara (N)?

Jika kita perhatikan kutub utara jarum kompas dalam keadaan setimbang tidak tepat menunjuk arah utara dengan tepat.  Penyim- pangan jarum kompas itu terjadi karena letak kutub-kutub magnet bumi tidak tepat 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 kamu 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 maju alias turun terhadap permukaan bumi. Penyimpangan kutub utara jarum kompas hendak membentuk sudut terhadap bidang datar permukaan bumi. Sudut yg dibentuk oleh kutub utara jarum kompas dengan bidang datar disebut inklinasi (Gambar 11.16). Alat yg digunakan untuk menentukan besar inklinasi disebut inklinator.

MEDAN MAGNET DI SEKITAR ARUS LISTRIK

Tujuan belajarmu adalah dapat:

menjelaskan sifat medan magnet di sekitar kawat berarus listrik.

Arah  penyimpangan magnet   jarum   kompas ketika  berada  di  sekitar arus listrik beroleh diterang- kan sebagai berikut.

Anggaplah arus listrik terletak  di  antara  telapak tangan kanan beserta 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 hendak memberikan kuliah bagi mahasiswa. Oersted menemukan bahwa di sekitar kawat berarus listrik magnet jarum kompas hendak bergerak (menyimpang). Penyimpangan magnet jarum kompas hendak makin  besar  jika  kuat  arus  listrik  yang  mengalir  melalui  kawat diperbesar. Arah penyimpangan jarum kompas bergantung arah arus listrik yg mengalir dalam kawat.

Gejala itu terjadi misalnya 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 menunjukkan 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 beroleh menghasilkan medan magnet.

Arah medan magnet yg ditimbulkan arus listrik beroleh diterangkan melalui aturan alias kaidah berikut. Anggaplah suatu peng- hantar berarus listrik digenggam tangan kanan. Perhatikan Gambar

11.18. Jika arus listrik searah ibu jari, arah medan magnet yg timbul searah keempat jari yg menggenggam. Kaidah yg demikian disebut kaidah tangan kanan menggenggam. Tugas Individu !

Rancanglah suatu kegiatan untuk membuktikan adanya medan magnet  di  sekitar  penghantar  berarus  listrik.  Peralatan  yang  tersedia antara lain serbuk besi, penghantar, kertas, beserta baterai. Gambarlah sketsa model kegiatanmu.

2.   Solenoida

Pada  uraian  sebelumnya  kamu  sudah  mempelajari  medan magnet yg timbul dengan penghantar lurus. Bagaimana misalnya peng- hantarnya  melingkar  dengan  jumlah  banyak?  Sebuah  penghantar melingkar misalnya dialiri arus listrik hendak menghasilkan medan listrik seperti Gambar 11.19. Penghantar  melingkar  yang  berbentuk  kumparan  panjang disebut solenoida. Medan magnet yg ditimbulkan oleh solenoida hendak lebih besar daripada yg 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 yg dihasilkan solenoida berarus listrik bergantung dengan kuat arus listrik beserta banyaknya kumparan. Garis-garis gaya magnet dengan solenoida merupakan gabungan dari garis-garis gaya magnet dari kawat melingkar. Gabungan itu hendak 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 yg memiliki medan magnet  paling  kuat    pada  kawat  me lingkar berarus listrik?

4.   Tentukan letak kutub utara beserta selatan

ELEKTROMAGNET

Tujuan belajarmu adalah dapat:

menjelaskan  cara  kerja elektromagnet beserta penerapannya dalam bebera- pa teknologi.

Masih ingatkah kamu cara membuat magnet menggunakan arus listrik? Di bagian ini kamu hendak lebih mendalami tentang magnet listrik   tersebut.   Magnet   listrik   atau   elektromagnet   sangat   erat hubungannya dengan solenoida.

Medan magnet yg dihasilkan oleh solenoida berarus listrik tidak terlalu kuat. Agar medan magnet yg dihasilkan solenoida berarus listrik bertambah kuat, maka di dalamnya harus dimasukkan inti besi lunak. Besi lunak merupakan besi yg tidak beroleh dibuat menjadi magnet tetap. Solenoida berarus listrik beserta dilengkapi de- ngan besi lunak itulah yg 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, kuat arus, beserta inti besi.

Makin banyak lilitan beserta makin besar arus listrik yg mengalir, makin besar medan magnet yg dihasilkan. Selain itu medan magnet yg dihasilkan elektromagnet juga tergantung dengan inti besi yg digunakan. Makin besar (panjang) inti besi yg berada dalam solenoida,  makin  besar  medan  magnet  yang  dihasilkan  elektromagnet. Jadi kemagnetan sebuah elektromagnet bergantung   besar kuat  arus  yang  mengalir,  jumlah  lilitan,  dan  besar  inti  besi  yang digunakan.

Elektromagnet menghasilkan medan magnet yg sama dengan medan magnet sebuah magnet batang yg panjang. Elektromagnet juga mempunyai dua kutub yaitu ujung yg satu merupakan kutub utara beserta ujung kumparan yg 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 beroleh diubah-ubah dari mulai yg kecil sampai yg besar dengan cara mengubah salah satu alias ketiga dari kuat arus listrik, jumlah lilitan beserta ukuran inti besi.

b.   Sifat kemagnetannya enteng ditimbulkan beserta dihilangkan dengan  cara  memutus  dan  menghubungkan  arus  listrik  meng- gunakan sakelar.

c .   Dapat dibuat berbagai bentuk beserta ukuran sesuai dengan kebutuhan yg dikehendaki.

d.   Letak kutubnya beroleh diubah-ubah dengan cara mengubah arah arus listrik.

Kekuatan elektromagnet hendak bertambah, jika:

a.  arus yg melalui kumparan bertambah,

b.  jumlah  lilitan  diperbanyak,

c.  memperbesar/memperpanjang inti besi.

Latihan

1.   Apakah yg dimaksud elektromagnet?

2.   Sebutkan tiga cara memperbesar medan magnet yg dihasilkan elektromagnet.

2.   Kegunaan  Elektromagnet

Beberapa  peralatan  sehari-hari  yang  menggunakan  elektromagnet antara lain seperti 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 hendak mengalir melalui solenoida. Teras besi hendak menjadi magnet beserta menarik  kepingan besi lentur beserta pengetuk hendak memukul bel (lonceng) menghasilkan bunyi. Tarikan kepingan besi lentur oleh elektromagnet hendak me- misahkan titik sentuh beserta sekrup pengatur yg berfungsi sebagai interuptor.  Arus  listrik  akan  putus  dan  teras  besi  hilang  kemag- netannya. Kepingan besi lentur hendak kembali ke kedudukan semula. Teras besi hendak menjadi magnet beserta menarik  kepingan besi lentur beserta  pengetuk  akan  memukul  bel  (lonceng)  menghasilkan  bunyi kembali. Proses ini berulang-ulang sangat cepat beserta bunyi lonceng terus terdengar.

b.   Relai

Relai berfungsi sebagai sakelar untuk menghubungkan alias memutuskan  arus  listrik  yang  besar  pada  rangkaian  lain  dengan menggunakan arus listrik yg 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 hendak tersambung. Apabila sakelar S dibuka, teras besi hilang kemagnetannya, keping besi lentur kembali ke kedudukan semula. Titik sentuh C terbuka beserta 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 hendak  menggetarkan  diafragma  aluminium.  Serbuk-serbuk  karbon yg  terdapat  pada  mikrofon  akan  tertekan  dan  menyebabkan hambatan  serbuk  karbon  mengecil.  Getaran  yang  berupa  sinyal listrik hendak mengalir melalui rangkaian listrik.

Prinsip kerja bagian telepon adalah mengubah sinyal listrik menjadi gelombang bunyi. Sinyal listrik yg dihasilkan mikrofon diterima oleh pesawat telepon. Apabila sinyal  listrik berubah-ubah mengalir  pada  kumparan,  teras  besi  akan  menjadi  elektromagnet yg kekuatannya berubah-ubah (perhatikan Gambar 11.23). Dia- fragma  besi  lentur  di  hadapan  elektromagnet  akan  ditarik  dengan gaya yg berubah-ubah. Hal ini menyebabkan diafragma bergetar. Getaran  diafragma  memengaruhi  udara  di  hadapannya,  sehingga udara hendak dimampatkan beserta direnggangkan. Tekanan bunyi yg dihasilkan sesuai dengan tekanan bunyi yg dikirim melalui mi- krofon.

d.   Katrol  Listrik

Elektromagnet  yang  besar  digunakan  untuk  mengangkat sampah logam yg tidak terpakai. Apabila arus dihidupkan katrol listrik hendak menarik  sampah besi beserta memindahkan ke tempat yg dikehendaki. Apabila arus listrik dimatikan, sampah besi hendak jatuh. Dengan cara ini sampah yg tampan tembaga, aluminium, beserta seng beroleh 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 beserta bukan feromagnetik.

Latihan

1.   Mengapa menambah jumlah lilitan beroleh menghasilkan kemagnetan yg lebih besar?

2.   Bagaimana  cara  penentuan  elektromagnet?

GAYA LORENTZ

Di   depan   telah   dijelaskan   bahwa   kawat   berarus   listrik menimbulkan medan magnet. Apakah yg terjadi misalnya kawat berarus listrik berada dalam medan magnet tetap?

Interaksi  medan  magnet  dari  kawat  berarus  dengan  medan magnet tetap hendak menghasilkan gaya magnet. Pada peristiwa ini terdapat hubungan antara arus listrik, medan magnet tetap, beserta 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 beserta sudut yg dibentuk 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 = kuat medan magnet satuan tesla (T).

l = panjang kawat satuan meter (m)

I = kuat 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 dengan panjang kawat, kuat arus listrik, beserta kuat medan magnet. Gaya Lorentz yg ditimbulkan makin besar, misalnya panjang kawat, kuat arus listrik, beserta kuat medan magnet makin besar. Kawat panjangnya 2 m berada tegak lurus dalam medan magnet 20 T. Jika kuat arus listrik yg mengalir 400 mA, berapakah besar gaya Lorentz yg 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 dengan arah arus listrik beserta arah medan  magnet.  Untuk  menentukan  arah gaya  Lorentz  digunakan kaidah  atau  aturan  tangan  kanan.  Caranya  rentangkan  ketiga  jari yaitu ibu jari, jari telunjuk, beserta jari tengah sedemikian hingga membentuk sudut 90 derajat  (saling tegak lurus). Jika ibu jari menunjukan arah arus listrik (I) beserta jari telunjuk menunjukkan arah medan magnet (B) maka arah gaya Lorentz searah jari tengah (F). Dalam bentuk tiga dimensi, arah yg tegak lurus mendekati pembaca diberi simbol. Adapun arah yg tegak lurus menjauhi pembaca diberi simbol.

Gaya Lorentz yg ditimbulkan kawat berarus listrik dalam medan magnet beroleh dimanfaatkan untuk membuat alat yg beroleh mengubah energi listrik menjadi energi gerak. Alat yg menerapkan gaya Lorentz adalah motor listrik beserta alat-alat ukur listrik. Motor listrik banyak dijumpai dengan tape recorder, pompa air listrik, beserta komputer.  Adapun,  contoh  alat  ukur  listrik  yaitu  amperemeter, voltmeter, beserta 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 yg belum kamu pahami, tanyakan dengan gurumu. Setelah paham, maka pelajarilah bab selanjutnya.

Istilah - istilah penting

interuptor :  pemutus  arus.

kemagnetan :  gejala fisika dengan bahan yg memiliki kemampuan menimbulkan medan magnet.

kutub magnet :  kedua ujung besi (magnet) yg paling kuat daya tariknya.

magnet elementer :  bagian terkecil dari magnet yg masih mempunyai sifat magnet.

motor listrik :  alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi gerak.

solenoida :  kumparan yg panjang.

relai :  alat yg bekerja atas dasar penggunaan arus yg kecil untuk menghubungkan alias memutuskan arus listrik yg besar.

Kerjakan soal-soal berikut di buku kerjamu

1.  Sebutkan  sifat-sifat  dua  kutub  magnet yg saling berdekatan.

2.  Sebutkan tiga faktor yg memengaruhi besar  medan  magnet  yang  dihasilkan oleh elektromagnet.

3.  Sebutkan tiga faktor yg 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 dengan 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 belajar ilmu alam sekitar 3: Panduan Belajar IPA terpadu untuk kelas IX SMP/MTs. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, 2008.

Sumber : https://bimbelsmajogja.blogspot.com//search?q=kemagnetan-materi-ipa-kelas-9-smpmts

Demikian materi Fisika Bab Kemagnetan meliputi Kemagnetan bahan, cara membuat magnet, kutub magnet, kemagnetan bumi, medan magnet di sekitar arus listrik, beserta elektromagnet. Mari kita bahas selengkapnya. Semoga bermanfaat..