Bahan Magneta.Pengetian Magnet

Magnetik adalah suatu fenomena misterius yang menarik, dimana material (ferromagnetik) dapat ditarik atau ditolak maupun dipengaruhi tanpa bersentuhan secara langsung.

Hipotesa Weber

Besi dan baja terdiri dari atom-atom magnet yang disebut magnet elementer.Besi dan baja yang tidak bersifat magnet susunan magnet elementernya tidak teratur. Besi dan baja

yang bersifat magnet susunan magnet elementernya teratur. Magnet elementer pada

baja sukar diarahkan.

Magnet elementer pada besi mudah diarahkan

b. Pengertian Bahan Magnet

Bahan Magnet adalah bahan yang dapat ditarik dengan kuat oleh magnet dan dapat dimagnetkan.Contoh : besi, baja, nikel, kobalt.

c. Jenis Bahan Magnet

1. Bahan Magnet Keras

Magnet keras adalah magnet yang biasanya sulit dibuat namun sifat kemagnetannya kuat dan permanen .Magnet keras digunakan untuk aplikasi yang membutuhkan magnet permanen yang tidak mudah untuk didemagnetisasi . Contoh :Kaset dan Kompas.

2. Bahan Magnet Lunak

Magnet lunak adalah magnet yang biasanya mudah dibuat namun sifat kemagnetannya lemah dansementara. Magnet lunak untuk aplikasi yang membutuhkan bahan yang dengan mudah dapat dimagnetisasi dan demagnetisasi .Contoh: Bel listrik dan alat untuk mengangkat besi .

d. Jenis Kemagnetan pada Bahan Magnet

1. Bahan ferromagnetik, yaitu bahan yang ditarik oleh magnet dengan gaya yang kuat. Bahan ini misalnya besi, baja, kobalt dan nikel.

Domain Ferromagnetik

Domain adalah daerah di dalam kristal dimana semua sel satuan pada daerah tersebut memiliki orientasi magnetik yang sama. Pada suhu tinggi, dipole magnetik dari atom individual terorientasi secara acak. Selama pendinginan di bawah temperature Curie, Tc, terjadi pertautan antara dipole magnetik dari atom yang berdekatan

Pertautan ini menghasilkan orientasi-orientasi magnetik yang sama pada banyak sel satuan sehingga hasilnya adalah terbentuknya suatu domain.

Pada temperatur yang tingi, lebih tinggi dari perpindahan acak akan mempengaruhi spin, dan lebih sulit untuk menjadi spin yang tertata untuk mempertahankannya.

Namun ketika temperatur turun, spin dengan spontan melurus sendiri, sehingga semua titik pada arah yang sama.

Proses pembentukan spin-spin yang tertata disebut dengan proses magnetisasi, adapun sebaliknya proses pengacakan dari spin yang tertata disebut dengan demagnetisasi.

2. Bahan paramagnetik, yaitu bahan yang ditarik oleh magnet dengan gaya yang lemah. Bahan ini misalnya aluminium, platina, dan mangaan.

Sedangkan bahan yang tidak ditarik oleh magnet digolongkan sebagai bahan diamagnetik misalnya bismut, tembaga, seng, emas dan perak.

e. Membuat Bahan Magnet

Setelah kita mengetahui perbedaan antara bahan magnet dan bukan bahan magnet maka, kita dapat membuat sebuah besi yang bukan magnet menjadi bahan magnet.

Bagaimana caranya?

Dengan menyusun rapi magnet elementernya dan membuatnya searah, maka besi tersebut menjadi sebuah magnet.

Apa maksud magnet elementer?

Adalah magnet-magnet kecil penyusun sebuah magnet.Jika sebuah magnet batang dipotong-potong, maka setiap potongan magnet batang tersebut akan menjadi magnet baru yang juga mempunyai 2 kutub magnet.Benda yang bersifat magnet, maka susunan magnet elementernya teratur,Untuk benda yang tidak bersifat magnet, magnet elementernya tersusun secara acak (arahnya ke segala penjuru).

Terdapat tiga cara utama yaitu:

1.Digosokkan dengan Magnet

Benda hitam tersebut diumpamakan sebagai besi yang akan menjadi bahan magnet. Kita gosok magnet pada besi itu dengan arah yang searah.

2. Diinduksi dengan Magnet

Benda biru merupakan besi,sedangkan satunya magnet.

3. Dengan menggunakan Arus listrik DC

Benda yang berupa besi dialiri arus listrik DC pada baterai dengan melilitkan kawat pada besi itu.

f. Menghilangkan Kemagnetan pada Magnet

Dapatkah sebuah magnet kehilangan sifat kemagnetannya?

Sifat kemagnetan akan hilang bila magnet-magnet elementer penyusunnya kembali ke posisi semula yang tidak teratur.

Hal ini dapat terjadi bila magnet:

> dipukul / dibanting

> dipanaskan

> berada disekitar arus listrik AC (bolak-balik)

Cara Menyimpan Kemagnetan Magnet

Agar sifat kemagnetan sebuah magnet dapat tahan lama, maka dalam menyimpan magnet diperlukan angker (sepotong besi) yang dipasang pada kutub magnet.

Pemasangan angker bertujuan 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 diperlukan satu angker yang dihubungkan pada kedua kutubnya.

g. Istilah dan Proses yang terjadi dalam membentuk bahan magnet menjadi magnet

1. Magnetostatics dan Histeresis

Kemagnetan adalah densitas volume momen magnetik Yaitu: jika volume tertentu memiliki M magnetisasi maka elemen volume d V memiliki momen magnetik d m = M d V.

Histeresis loop pada magnet terjadi selama magnetisasi, medan magnet meningkat pada material sampai titik jenuh tercapai.

2.Perubahan Energi

Energi potensial pada sebuah domain bahan magnet solid menjadi rendah ketika dipol-dipol atom berorientasi pada arah yang sama. Arah orientasi ini berbanding lurus dengan perubahan energi.

3.Energi Magnetostatik

Energi magnetostatik adalah energi potensial magnetik suatu bahan magnet yang dihasilkan oleh medan magnet eksternal.

3.Energi anisotropi magnetokristalin

Merupakan energi yang dibutuhkan selama proses magnetisasi suatu bahan untuk merotasi domain magnetik akibat kristal anisotropi.Sebagai contoh perbedaan energi anisotropi magnetokristalin pada magnetisasi arah kristal [111] dan [100] pada besi BCC adalah sekitar 1,4 x 104 J/m3.

4. Energi dinding/batas domain

Dinding domain adalah batas antara dua domain dimana keseluruhan momen magnetik pada orientasi yang berbeda.

5.Energi magnetostriksi

Energi akibat tekanan mekanik yang diakibatkan oleh magnetostriksi pada bahan magnetik .

6. Magnet Lunak dan Magnet Keras

Magnet keras menarik material yang mengalami magnetisasi menuju dirinya

Magnet lunak dapat mengalami magnetisasi dan tertarik ke magnet lain

Perbedaan antara magnet permanen, atau magnet keras dengan magnet lunak jelas terlihat pada loop Histerisis

h.Piranti / Alat yang mempergunakan bahan magnet

1. Bel Listrik

Jika sakelar ditekan maka arus akan segera mengalir sehingga kumparan menjadi bersifat magnet sehingga jangkar besi akan tertarik dan palu/ pemukul akan mengenai gong. Pada saat jangkar besi ditarik oleh magnet maka arus akan terputus di interuptor, akibatnya jangkar besi akan kembali ke posisi semula dan arus kembali mengalir pada rangkaian dan gong kembali berbunyi. Hal ini akan diulang-ulang sampai sakelar dilepas kembali.

2.Pesawat Telepon

3.Relai

Relai adalah sebuah alat yang dengan energi listrik (arus listrik) kecil dapat menghubungkan 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 rangkain sekunder (motor berputar).

4.Pengangkat benda-benda dari besi

Bahan magnetik merupakan bahan industri yang penting .Bahan magnetik penting karena dibutuhkan dalam bidang elektronika, magnetisai : proses pembentukan spin yang tertata, demganetisasi : proses pembentukan spin yang tidak tertata. Spin magnetik pengahasil momen magnetik yang sangat besar.