KEMAGNETAN

Di dalam kehidupan sehari-hari kata “magnet” sudah sering kita dengar. Namun

sering juga berpikir bahwa jika mendengar kata magnet selalu berkonotasi

menarik benda. Kita bisa mengambil suatu barang hanya dengan sebuah

magnet, misalkan pada peralatan perbengkelan biasanya dilengkapi dengan sifat

magnet sehingga memudahkan untuk mengambil benda yang jatuh di tempat

yang sulit dijangkau oleh tangan secara langsung. Bahkan banyak peralatan

yang sering kita gunakan, antara lain bel listrik, telepon, dinamo, alat-alat ukur

listrik, kompas yang semuanya menggunakan magnet. Asal kata magnet diduga

dari kata magnesia yaitu nama suatu daerah di Asia kecil. Menurut cerita di

daerah itu + 4.000 tahun yang lalu telah ditemukan sejenis batu yang memiliki

sifat dapat menarik besi atau baja atau campuran logam lainnya. Benda yang

dapat menarik besi atau baja inilah yang disebut magnet.

A.      PENGERTIAN MAGNET

Magnet atau magnit adalah suatu obyek yang mempunyai suatu medan magnet.

Kata magnet (magnit) berasal dari bahasa Yunani magnítis líthos yang berarti batu

Magnesian. Magnesia adalah nama sebuah wilayah di Yunani pada masa lalu yang kini

bernama Manisa (sekarang berada di wilayah Turki) di mana terkandung batu magnet

yang ditemukan sejak zaman dulu di wilayah tersebut. Pada saat ini, suatu magnet

adalah suatu materi yang mempunyai suatu medan magnet. Materi tersebut bisa dalam

berwujud magnet tetap atau magnet tidak tetap. Magnet yang sekarang ini ada hampir

semuanya adalah magnet buatan.

Magnet selalu memiliki dua kutub yaitu: kutub utara (north/ N) dan kutub selatan

(south/ S). Walaupun magnet itu dipotong-potong, potongan magnet kecil tersebut akan

tetap memiliki dua kutub. Magnet dapat menarik benda lain. Beberapa benda bahkan

tertarik lebih kuat dari yang lain, yaitu bahan logam. Namun tidak semua logam

mempunyai daya tarik yang sama terhadap magnet. Besi dan baja adalah dua contoh

materi yang mempunyai daya tarik yang tinggi oleh magnet. Sedangkan oksigen cair

adalah contoh materi yang mempunyai daya tarik yang rendah oleh magnet.

 

A.      SIFAT-SIFAT MAGNET

1.       Kutub-kutub Magnet

Semua magnet memperlihatkan ciri-ciri tertentu. Magnet memiliki dua tempat yang gaya magnetnya paling

kuat. Daerah ini disebut kutub magnet. Ada 2 kutub magnet, yaitu kutub utara (U) dan kutub selatan (S).

Seringkali kita menjumpai magnet yang bertuliskan N dan S. N merupakan kutub utara magnet itu (singkatan

dari north yang berarti utara) sedangkan S kutub selatannya (singkatan dari south yang berarti selatan).

Magnet dapat berada dalam berbagai bentuk dan ukuran. Bentuk yang paling sederhana berupa batang

lurus. Bentuk lain yang sering kita jumpai misalnya bentuk tapal kuda (ladam) dan jarum. Pada bentuk-bentuk

ini, kutub magnetnya berada pada ujung-ujung magnet itu. Gambar C1 memperlihatkan berbagai bentuk magnet

yang sering kita jumpai.

Gambar 1. Berbagai bentuk magnet.

Jika dua buah magnet saling didekatkan, magnet pertama akan mengerjakan gaya pada magnet kedua, dan

magnet kedua mengerjakan gaya kepada magnet pertama. Gaya magnet, seperti halnya gaya listrik, berupa

tarikan dan tolakan. Jika dua kutub utara didekatkan, maka keduanya tolak-menolak. Dua kutub selatan juga

saling menolak. Namun, jika kutub selatan didekatkan pada kutub utara, maka kedua kutub ini akan tarik-

menarik. Sehingga kita dapat membuat aturan untuk kutub magnet: kutub senama tolak-menolak, dan kutub tak

senama  tarik-menarik.

 Gambar 2 Kutub magnet yang berbeda saling menarik

Gambar 3. Kutub magnet yang sejenis saling menolak

Kutub-kutub magnet selalu berpasangan yaitu kutub utara dan kutub selatan. Selama  bertahun-tahun  para

ilmuwan mencoba mendapatkan satu kutub saja yang ada pada sebuah magnet. Jika sebuah magnet dipotong

menjadi dua, ternyata hasilnya berupa dua magnet yang lebih kecil dan masing-masing tetap memiliki kutub

utara dan selatan. Seperti halnya Gambar C3.

Gambar 4. Magnet yang dipotong-potong

2.       Medan Magnet

Walaupun gaya-gaya magnet yang terkuat terletak pada kutub-kutub magnet, gaya-gaya magnet tidak hanya

berada pada kutub-kutubnya saja. Gaya-gaya magnet juga timbul di sekitar magnet. Daerah di sekitar magnet

yang terdapat gaya-gaya magnet disebut medan magnet. Garis gaya magnet dapat digambarkan dengan cara

menaburkan serbuk besi pada kertas yang diletakkan di atas magnet. Jika pada suatu tempat garis gaya

magnetnya rapat, berarti gaya magnetnya kuat. Sebaliknya jika garis gaya magnetnya renggang, berarti gaya

magnetnya lemah.

Gambar 5. Diagram garis gaya magnet dapat dibuat sesuai pola serbuk besi yang terjadi.

Gambar 6. Garis medan magnet Utara-Selatan.

Seperti halnya garis gaya listrik yang menggambarkan medan listrik, garis gaya magnet dapat

menggambarkan medan magnet. Namun tidak seperti garis gaya listrik yang dapat berawal dan berakhir pada

satu muatan listrik, garis gaya magnet tidak ada awal dan akhirnya. Garis gaya magnet membentuk lintasan

tertutup dari kutub utara ke kutub selatan. Jadi, medan magnet adalah daerah di sekitar magnet yang masih

bekerja gaya magnet, digambarkan oleh garis gaya magnet yang menyebar dari kutub-kutub magnet. (Sudibyo,

Elok, dkk. 2008: 204-206)

3.       Bahan Magnetik dan Bahan Nonmagnetik

Benda  dapat digolongkan berdasarkan   sifatnya. 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 dekat magnet

dapat ditarik. Oleh karena itu sifat kemagnetan benda dapat digolongkan menjadi:

a.       Bahan magnetik (feromagnetik), yaitu bahan yang dapat ditarik magnet dengan kuat. Contoh: besi, baja,

besi silikon, nikel, kobalt.

b.       Bahan non magnetik

1)      Paramagnetik, yaitu bahan yang ditarik lemah oleh magnet.

Contoh: alumunium, magnesium, wolfram, platina dan kayu

2)      Diamagnetik, yaitu bahan yang ditolak oleh magnet.

Contoh: Bismuth, tembaga, emas, perak, seng, garam dapur.

Benda-benda magnetik yang bukan magnet 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 untuk dibuat magnet, tetapi jika setelah menjadi magnet  sifat kemagnetannya  mudah

hilang. Oleh  karena  itu,  besi digunakan untuk membuat magnet sementara.

Berdasarkan jenis bahan yang digunakan, magnet dapat dibedakan menjadi empat tipe:

a.       Magnet Permanen Campuran

Sifat magnet tipe ini adalah keras dan memiliki gaya tarik sangat kuat. Magnet permanen campuran dibagi

menjadi:

a.       Magnet alcomax, dibuat dari campuran besi dengan almunium

b.       Magnet alnico, dibuat dari campuran besi dengan nikel

c.        Magnet ticonal, dibuat dari campuran besi dengan kobalt

b.       Magnet Permanen Keramik

Tipe magnet ini disebut juga dengan magnadur, terbuat dari serbuk ferit dan bersifat keras serta memiliki gaya

tarik kuat.

c.        Magnet Besi Lunak

Tipe magnet besi lunak disebut juga stalloy, terbuat dari 96% besi dan 4% silicon. Sifat kemagnetannya tidak

keras dan sementara.

d.       Magnet Pelindung

Tipe magnet ini disebut juga mumetal, terbuat dari 74% nikel, 20% besi, 5% tembaga, dan 1% mangan.

Magnet ini tidak keras dan bersifat sementara.

Berdasarkan penggolongan magnet buatan diatas serta kemampuan bahan menyimpan sifat magnetnya, kita

dapat menggolongkan bahan-bahan magnetic ke dalam magnet keras dan magnet lunak. Sebagai contoh bahan-

bahan magnet keras ialah baja dan alcomax. Bahan ini sangat sulit untuk dijadikan magnet. Namun demikian,

setelah bahan tersebut menjadi magnet, bahan-bahan magnet keras ini akan dapat menyimpan sifat magnetiknya

relative sangat lama. Karena pertimbangan atau alas an itulah bahan-bahan magnet keras ini lebih banyak

dipakai untuk membuat magnet tetap (permanen). Contoh pemakaiannya adalah pita kaset dan kompas. Bahan-

bahan magnet lunak, misalnya besi dan mumetal, jauh lebih mudah untuk dijadikan magnet. Namun demikian,

sifat kemagnetannya bersifat sementara atau mudah hilang. Itulah sebabnya, bahan-bahan magnet lunak ini

banyak dipakai untuk membuat electromagnet (magnet listrik). (Budi Prasodjo, 2007: 242-243)

B.      CARA MEMBUAT MAGNET

Pada dasarnya memagnetkan suatu bahan (besi, baja, nikel, kobalt, atau campuran) adalah mengatur posisi

kutub magnet elementernya, misalnya batang besi digosok dengan magnet yang kuat. Posisi magnet elementer

semula tidak teratur, saat digosok magnet yang kuat, magnet elementer akan berputar dan kutub-kutub magnet

elementer yang senama akan menghadap kesatu arah. Akibatnya, batang besi atau baja tersebut akan menjadi

magnet.

Beberapa cara membuat magnet antara lain:

1.        Membuat Magnet dengan Cara Menggosok

Gambar 7. Ujung terakhir gosokan menjadi kutub selatan

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 yang terdapat pada besi letaknya

menjadi teratur dan mengarah ke satu arah.

2.       Membuat Magnet dengan Cara Induksi

Gambar 8. cara membuat magnet dengan induksi

Besi  dan  baja  dapat  dijadikan  magnet  dengan  cara  induksi magnet. Besi dan baja  diletakkan  di

dekat  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 dapat 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

Gambar 9 Membuat magnet dengan 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 aliran arus searah (DC) yang dihasilkan baterai. Hal ini menyebabkan magnet elementer letaknya

teratur dan mengarah  ke  satu  arah.  Besi  atau  baja  akan menjadi magnet  dan dapat 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, jika 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.

C. CARA MENGHILANGKAN SIFAT KEMAGNETAN

Sebuah magnet  akan hilang sifat  kemagnetannya jika:

1.       Magnet dipanasakan hingga berpijar atau dibakar

Pemanasan  pada magnet menyebabkan sifat kemagnetannya berkurang atau bahkan hilang. Hal ini terjadi

karena tambahan energi akibat pemanasan menyebabkan partikel-partikel bahan bergerak lebih cepat dan lebih

acak, maka sebagian magnet elementernya tidak lagi menunjuk arah yang sama seperti semula. Bahkan setiap

benda di atas suhu tertentu sama sekali tidak dapat dibuat menjadi magnet.

2.       Magnet dipukul atau ditempa hingga bentuknya berubah atau rusak

Magnet yang  mengalami pemukulan akan  menyebabkan perubahan susunan  magnet elementernya. Akibat

pemanasan dan pemukulan magnet elementer menjadi tidak teratur dan tidak searah. Magnet-magnet elementer

yang tadinya segaris (searah) menjadi berarah sembarangan, sehingga benda kehilangan sifat magnetiknya.

3.       Magnet diletakkan pada solenoida(kumparan kawat berbentuk tabung panjang dengan lilitan yang sangat rapat)

dan dialiri arus listrik bolak-balik (AC).

Penggunaan arus AC menyebabkan 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.

Besi mudah kehilangan sifat kemagnetnnya, sedangkan baja sukar kehilangan kemagnetannya. Hal itu

disebabkan magnet-magnet elementer dalam besi lebih mudah berputar dibandingkan dengan magnet elementer

dalam baja. Baja lebih sukar dijadikan magnet. Kemagnetannya bersifat tetap. Kemagnetan besi bersifat

sementara karena susunan magnet-magnetelementernya mudah menjadi ajak.

Contoh kasus hilangnya sifat kemagnetan yaitu pita kaset dibuat dari bahan magnet keras sehingga

merupakan magnet permanen. Walaupun demikian selalu dianjurkan bagi pengendara mobil untuk

mengeluarkan kaset dari tape mobil dan menyimpannya di tempat yang terlindung dari sengatan matahari.

Intruksi ini adalah untuk menghhindari pita kaset kehilangan sifat-sifat magnetiknya karena sengatan matahari.

Jika pita kaset kehilangan sifat magnetiknya, kaset tersebut akan rusak dan tidak dapat lagi menghasilkan musik

yang merdu di telinga

Setelah  kita  dapat  membuat  magnet  tentu  saja  ingin  menyimpannya. Agar sifat kemagnetan sebuah

magnet dapat tahan lama, maka dalam menyimpan magnet diperlukan angker (sepotong besi) yang dipasang

pada kutub magnet. Pemasangan angker 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 diperlukan satu angker yang

dihubungkan pada kedua kutubnya. Kita  sudah  mengetahui benda  magnetik  dapat  dijadikan magnet.

Sebaliknya magnet juga dapat dihilangkan kemagnetannya. (Wariyono, 2009)

Sebuah magnet cenderung berkurang sifat magnetiknya karena kutub-kutub bebas di dekat ujung-ujung

magnet tolak-menolak dan mengacaukan garis gaya dari magnet-magnet elementer. Untuk menyimpan magnet

batang agar tidak kehilangan sifat kemagnetiknya, dapat dilakukan cara berikut:

1.       Menyimpan magnet batang secara berpasangan dengan kutub-kutub tidak sejenis saling berseberangan. Tutup

kedua ujung pasangan magnet dengan sepasang besi lunak, yang bertindak sebagai penyimpan. Magnet-magnet

elementer dari magnet diarahkan hingga membentuk rangkaian tertutup.

2.       Menjauhkan dari medan listrik.

3.       Jangan memanaskan. (Kanginan, 2002)

D.      TEORI MAGNET ELEMENTERSetiap benda magnetik pada dasarnya terdiri magnet-magnet kecil yang disebut magnet elementer. Prinsip

membuat magnet adalah mengubah susunan magnet elementer yang tidak beraturan menjadi searah dan teratur.

Sebuah kapur jika dibagi menjadi bagian-bagian yang sangat kecil. setiap bagian itu masih mempunyai sifat

kapur. Demikian pula magnet, jika dibagi-bagi, setiap bagian magnet masih mempunyai dua jenis kutub magnet,

yaitu kutub utara magnet (U) dan kutub selatan magnet (S). Berdasarkan kenyataan itu, dikembangkanlah teori

magnet yang disebut teori magnet elementer.

Dalam teori ini dikatakan bahwa sifat magnet suatu benda (besi atau baja) ditimbulkan oleh magnet-magnet

kecil dalam benda tersebut yang disebut magnet elementer. Suatu benda akan bersifat magnet jika magnet-

magnet elementernya mempunyai arah yang cenderung sama dan tidak mempunyai sifat magnet jika magnet-

magnet elementernya mempunyai arah acak (sembarang). Pada besi magnet, elementernya menunjuk arah yang

sama. Antar magnet elementer tersebut terdapat gaya tolak-menolak dan gaya tarik-menarik. Akan tetapi, di

bagian ujung magnet hanya terdapat gaya tolak-menolak.

Itulah sebabnya pada ujung-ujung magnet terdapat gaya magnet paling kuat, sedangkan bagian tengahnya

lemah. Pada besi bukan magnet, magnet-magnet elementernya mempunyai arah acak atau sembarang Karena

arahnya acak, gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar magnet elementer saling meniadakan. Itulah

sebabnya pada besi bukan magnet tidak terdapat gaya magnet (sifat magnet).

Benda-benda yang magnet elementernya mudah diatur arahnya dapat dibuat menjadi magnet. Namun,

magnet ini kemagnetannya tidak awet. Magnet yang demikian disebut magnet lunak. Sebaliknya, ada benda

yang sulit dijadikan magnet. Namun, setelah menjadi magnet. kemagnetannya awet. Magnet yang demikian

disebut magnet keras.

E.      KEMAGNETAN BUMI

1.       Bumi Sebagai Medan Magnet

Telah diketahui bahwa sebuah magnet batang yan tergantung  bebas akan menunjuk  arah  tertentu.  Pada

bagian  ini, kita akan 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 mengandung magnet elementer.  Bumi  dipandang

sebagai  sebuah  magnet batang yang besar yang membujur dari utara ke selatan bumi. Magnet bumi memiliki

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.

Gambar G1. Letak magnet bumi menyimpang terhadap utara-selatan geografis.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.

2.       Deklinasi dan Inklinasi

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

G2). 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 naik atau turun terhadap permukaan bumi.

Penyimpangan kutub utara jarum kompas akan membentuk sudut terhadap bidang datar permukaan bumi. Sudut

yang dibentuk oleh kutub utara jarum kompas dengan bidang datar disebut inklinasi (Gambar G3). Alat yang

digunakan untuk menentukan besar inklinasi disebut inklinator. (Amrulloh, 2009)