PPG 1 G07: Magnet

💡 Pengantar

Magnet pertama kali dikenal dalam bentuk batu alam yang disebut lodestone, yaitu batu yang mampu menarik benda-benda dari besi. Batu ini ditemukan di daerah Magnesia, sehingga muncul istilah magnet. Pada abad ke-11, bangsa Tiongkok memanfaatkan sifat magnet untuk membuat kompas, yaitu alat penunjuk arah yang sangat membantu pelayaran dan perdagangan antardaerah.

1. Bentuk-Bentuk Magnet

Magnet dibuat dalam berbagai bentuk sesuai dengan kebutuhan penggunaannya.

Magnet Batang

Digunakan dalam percobaan sederhana untuk menunjukkan gaya dan medan magnet.

Magnet U (Ladam)

Memiliki gaya magnet yang kuat pada kedua ujungnya dan sering digunakan untuk mengangkat logam.

Magnet Silinder

Banyak digunakan pada sensor, dinamo, dan speaker.

Magnet Cincin

Digunakan pada motor listrik dan pengeras suara.

Magnet Jarum

Digunakan pada kompas untuk menunjukkan arah utara dan selatan.

Magnet Lembaran

Digunakan pada tempelan kulkas, sensor, dan berbagai mainan.

2. Sifat-Sifat Magnet

Magnet memiliki beberapa sifat khas yang membedakannya dari benda lainnya.

Sifat Utama: Memiliki dua kutub dan mampu menghasilkan medan magnet yang dapat memengaruhi benda-benda tertentu di sekitarnya.

1. Memiliki Dua Kutub

Setiap magnet memiliki dua kutub, yaitu kutub utara (N) dan kutub selatan (S). Jika magnet dipotong menjadi beberapa bagian, setiap potongan tetap memiliki kedua kutub tersebut.

2. Kutub Sejenis Tolak-Menolak

Kutub utara akan menolak kutub utara lainnya, begitu pula kutub selatan dengan kutub selatan. Sebaliknya, kutub utara dan kutub selatan akan saling tarik-menarik.

3. Dapat Menarik Benda Tertentu

Magnet hanya dapat menarik benda yang terbuat dari bahan feromagnetik, seperti besi, baja, nikel, dan kobalt.

4. Memiliki Medan Magnet

Di sekitar magnet terdapat medan magnet. Garis-garis medan magnet digambarkan keluar dari kutub utara dan masuk ke kutub selatan.

5. Sifat Magnet Dapat Hilang

Magnet dapat kehilangan sifat kemagnetannya karena: dipukul atau dijatuhkan berulang kali, dipanaskan hingga suhu tertentu, atau disimpan tidak sesuai/terkena medan magnet yang berlawanan.

3. Kekuatan Magnet

Kekuatan magnet dipengaruhi oleh susunan magnet elementer (atau domain magnetik) di dalam suatu bahan. Magnet elementer adalah bagian-bagian kecil dalam bahan magnet yang memiliki sifat seperti magnet kecil dengan kutub utara dan kutub selatan.

Prinsip: Semakin teratur arah magnet elementer, semakin kuat sifat kemagnetan suatu benda. Sebaliknya, jika susunannya acak, sifat kemagnetannya menjadi lemah atau bahkan tidak tampak.

A. Magnet elementer tersusun acak B. Magnet elementer tersusun teratur

Pada bahan seperti besi dan baja, magnet elementer dapat disusun menjadi lebih teratur melalui proses induksi. Ketika sebagian besar magnet elementer mengarah ke arah yang sama, bahan tersebut menjadi magnet atau memiliki sifat kemagnetan.

Sebaliknya, pada benda yang tidak bersifat magnet, magnet elementer tersusun secara acak sehingga medan magnet yang dihasilkan saling meniadakan. Akibatnya, benda tersebut tidak menunjukkan sifat kemagnetan.

Kesimpulan: Benda menjadi magnet jika magnet elementernya tersusun teratur ke arah yang sama. Semakin banyak magnet elementer yang tersusun searah, semakin kuat magnet tersebut.

4. Klasifikasi Benda Berdasarkan Sifat Magnetiknya

Berdasarkan responsnya terhadap medan magnet, benda dapat dibedakan menjadi tiga kelompok, yaitu feromagnetik, paramagnetik, dan diamagnetik.

Jenis Benda	Respons terhadap Magnet	Contoh	Karakteristik
Feromagnetik	Ditarik kuat oleh magnet	Besi, baja, nikel, kobalt	Magnet elementernya mudah tersusun searah sehingga dapat dimagnetkan dan bahkan menjadi magnet permanen.
Paramagnetik	Ditarik lemah oleh magnet	Aluminium, platina, magnesium	Sebagian magnet elementernya dapat mengikuti arah medan magnet, tetapi pengaruhnya tidak kuat.
Diamagnetik	Sangat lemah ditolak oleh magnet	Tembaga, emas, air, kayu, plastik, bismut	Tidak memiliki susunan magnet elementer yang mudah diarahkan, sehingga cenderung menolak medan magnet dengan sangat lemah.

Urutan respons terhadap magnet: Feromagnetik (paling kuat tertarik) → Paramagnetik (tertarik lemah) → Diamagnetik (ditolak sangat lemah).

5. Cara Membuat Magnet

Magnet dapat dibuat dengan beberapa cara, yaitu melalui gosokan, induksi, dan arus listrik (elektromagnetik).

1. Cara Gosokan

Besi atau baja digosok berulang kali menggunakan satu kutub magnet permanen.
Gosokan dilakukan dalam satu arah secara terus-menerus.
Magnet elementer menjadi tersusun searah sehingga benda berubah menjadi magnet.

Catatan: Ujung batang yang terakhir digosok akan menjadi kutub yang sama dengan kutub magnet penggosok.

2. Cara Induksi

Besi atau baja didekatkan ke magnet tanpa harus digosok.
Medan magnet menyebabkan magnet elementer dalam besi menjadi lebih teratur.
Ujung yang dekat dengan magnet akan menjadi kutub yang berlawanan dengan kutub magnet yang mendekatinya.

3. Cara Elektromagnetik

Kawat dililitkan pada inti besi lalu dialiri arus listrik.
Arus listrik menghasilkan medan magnet yang membuat inti besi menjadi magnet sementara.
Semakin banyak lilitan dan semakin besar arus listrik, semakin kuat elektromagnet yang dihasilkan.

Kaidah Tangan Kanan: Ibu jari menunjukkan arah kutub utara magnet, sedangkan arah lengkungan jari menunjukkan arah arus listrik pada kumparan.

Cara	Prinsip	Magnet yang Dihasilkan
Gosokan	Menyusun magnet elementer dengan gosokan searah	Cenderung permanen
Induksi	Pengaruh medan magnet dari magnet lain	Sementara / permanen lemah
Elektromagnetik	Pengaruh arus listrik pada kumparan	Sementara (selama ada arus)

6. Teori Kemagnetan Bumi

Bumi dapat dianggap sebagai magnet raksasa karena memiliki medan magnet yang dihasilkan oleh pergerakan logam cair, terutama besi dan nikel, di inti luarnya. Gerakan logam cair tersebut menghasilkan arus listrik yang kemudian membentuk medan magnet Bumi melalui proses yang disebut geodynamo.

Fakta Penting: Kutub selatan magnet Bumi berada di sekitar kutub utara geografis, sedangkan kutub utara magnet Bumi berada di sekitar kutub selatan geografis. Karena kutub yang berbeda saling tarik-menarik, ujung utara jarum kompas selalu menunjuk ke arah utara geografis.

Medan magnet Bumi memiliki peranan penting dalam kehidupan. Selain membantu navigasi menggunakan kompas, medan magnet juga berfungsi melindungi Bumi dari partikel bermuatan dan radiasi berbahaya yang berasal dari Matahari.

Arah yang ditunjukkan oleh jarum kompas tidak selalu tepat sama dengan arah utara geografis. Perbedaan antara arah utara geografis dan arah utara magnetik ini menimbulkan suatu sudut yang disebut sudut deklinasi.

Sudut deklinasi adalah sudut antara arah utara geografis (utara sejati) dan arah utara magnetik yang ditunjukkan oleh jarum kompas.

Selain deklinasi, terdapat pula sudut inklinasi, yaitu sudut yang dibentuk oleh arah medan magnet Bumi terhadap bidang horizontal (permukaan datar).

Di sekitar khatulistiwa, garis medan magnet hampir sejajar dengan permukaan Bumi sehingga sudut inklinasi mendekati 0°. Sebaliknya, di dekat kutub magnet Bumi, garis medan magnet hampir tegak lurus terhadap permukaan Bumi sehingga sudut inklinasi mendekati 90°.

Sudut inklinasi adalah sudut antara arah medan magnet Bumi dan bidang horizontal (permukaan datar).

Ringkasan

Kesimpulan:

Magnet adalah benda yang dapat menarik benda-benda feromagnetik (seperti besi, baja, nikel, kobalt). Magnet memiliki dua kutub (utara dan selatan) di mana kutub sejenis tolak-menolak dan kutub berbeda tarik-menarik. Sifat kemagnetan bergantung pada keteraturan susunan magnet elementer. Benda dapat dimagnetkan melalui gosokan, induksi, atau elektromagnetik. Bumi sendiri bertindak sebagai magnet raksasa dengan kutub magnet yang berlawanan dengan kutub geografisnya, menghasilkan fenomena deklinasi (sudut antara utara geografis dan magnetik) serta inklinasi (sudut medan magnet terhadap bidang horizontal).

SOAL LATIHAN

Pilihlah satu jawaban berikut ini yang paling tepat!

Link : Lembar Jawab

Salah satu kegunaan magnet cincin adalah .… mengangkat benda berat menyaring serbuk besi menyusun motor listrik menarik paku
Magnet akan kehilangan sifat kemagnetannya jika .… didekatkan pada besi disimpan ditempat yang sejuk didinginkan dipanaskan hingga suhu tinggi
Apabila magnet dipotong menjadi dua, maka .… hanya salah satu bagian yang menjadi magnet potongan satu akan menjadi kutub selatan sedangkan lainnya menjadi kutub utara masing-masing bagian akan memiliki kutub utara dan selatan potongan akan kehilangan sifat magnet
Setiap magnet terdiri dari partikel kecil yang disebut .… elektron magnet elementer kutub magnet ion magnet
Contoh bahan ferromagnetik adalah .… tembaga besi kertas karet
Perhatikan gambar! Bagian magnet yang memiliki gaya magnet paling kuat ditunjukkan oleh nomor …. 1 dan 5 2 dan 4 2, 3, dan 4 1, 4, dan 5
Gambar garis-garis gaya magnet berikut ini yang benar adalah ….
Perhatikan gambar! Jika R adalah kutub utara magnet, kutub Q dan R tolak-menolak sedangkan kutub S dan T tarik-menarik maka jenis kutub magnet P dan U adalah …. P kutub utara dan U kutub utara P kutub selatan dan U kutub utara P kutub utara dan U kutub selatan P kutub selatan dan U kutub selatan
Perhatikan gambar! Berdasarkan gambar tersebut pernyataan yang benar untuk kutub-kutub yang tandai huruf adalah …. A kutub selatan dan C kutub utara B kutub utara dan C kutub selatan A kutub utara dan D kutub utara B kutub utara dan D kutub selatan
Berikut ini gambar elektromagnetik dan garis-garis gaya magnet yang benar adalah ….
Ketika sebuah magnet batang tergantung bebas, magnet tersebut akan selalu menunjuk arah utara – selatan. Hal itu terjadi karena …. dalam bumi terdapat kemagnetan yang posisi kutubnya searah dengan magnet batang dalam bumi terdapat kemagnetan yang posisi kutubnya berlawanan dengan magnet batang dalam bumi terdapat kemagnetan yang tegak lurus dengan magnet batang dalam bumi terdapat kemagnetan yang menyilang dengan magnet batang
Inkinasi adalah sudut yang dibentuk oleh jarum kompas terhadap …. bidang vertikal bumi garis kemiringan bumi arah utara selatan bumi bidang horizontal bumi
Campuran serbuk berikut yang dapat dipisahkan dengan menggunakan magnet adalah …. Serbuk emas bercampur dengan serbuk bismut Serbuk perak bercampur dengan serbuk kayu Serbuk kobalt bercampur dengan serbuk emas Serbuk besi bercampur dengan serbuk baja
Perhatikan cara pembuatan magnet pada gambar berikut! Kemudian perhatikan pernyataan berikut! Jika Y kutub U, Q menjadi kutub S Jika Y kutub U, Q menjadi kutub U Jika Y kutub S, Q menjadi kutub S Jika Y kutub S, Q menjadi kutub U Pernyataan yang benar adalah .... 1) dan 2) 1) dan 3) 1) dan 4) 2) dan 3)
Perhatikan proses pembuatan magnet berikut! Gambar di atas menunjukkan dua batang besi identik yang dicat warna hijau dan hitam sedang digosok dengan magnet batang permanen. Batang besi hijau digosok dua kali lebih lama dibanding batang besi hitam. Pernyataan yang benar ketika batang besi hijau didekatkan pada batang besi hitam dengan membalik arah kanan kirinya adalah .... Kedua batang besi akan menjadi magnet permanen Kedua batang besi akan tarik menarik Gaya magnet yang dialami batang besi hijau sama besar dengan gaya magnet yang dialami batang besi hitam Gaya magnet yang dialami batang besi hijau dua kali lebih besar daripada gaya magnet yang dialami batang besi hitam