Jelaskan yang dimaksud medan magnet dan bagaimana cara menggambarkan medan magnet

Magnet adalah salah satu alat yang paling umum dalam kehidupan sehari-hari kita, bermunculan di berbagai konteks dan tempat yang ada. Lihatlah pintu kulkas Anda yang dibaluti dengan magnet. Pikirkan juga tentang headphone atau speaker komputer milik Anda; magnet memberi kekuatan pada mereka. Atau saat Anda memainkan jendela mobil orang tua Anda, itu juga dapat terjadi karena adanya magnet.

Sejatinya, magnet dapat Anda ditemukan di mana-mana. Listrik dan magnet serta beberapa konsep lainnya seperti medan magnet merupakan beberapa alat ilmiah yang memiliki banyak kegunaan diantara alat ilmiah lainnya yang kita miliki. Begitu banyak hal di sekitar kita tidak akan terjadi jika kita tidak memilikinya.

Namun, karena kita melihat bagaimana material magnet dan alat magnetik dapat kita temukan dimana-mana, fenomena itu akhirnya terasa biasa saja. Tetapi jika Anda mencoba untuk merenung sejenak dan memikirkannya, bukankah magnet itu sungguh luar biasa? Bukankah luar biasa dimana sepotong logam dapat menggerakkan benda yang lain melalui suatu gaya yang tak terlihat? Tidakkah menurut Anda ilmu tentang proses aneh semacam itu sebenarnya cukup keren?

Tidak? Anda tidak merasa itu bukan suatu fenomena yang keren? Mungkin itu karena Anda tidak cukup mengerti tentang hal itu. Jadi, dengan maksud untuk meyakinkan Anda bagaimana gaya magnet sebenarnya adalah salah satu hal paling menarik di alam ini, mari kita ulas semua tentang hal itu.

Kami mungkin akan merasa terkejut jika hingga kalimat akhir dalam artikel ini, Anda masih belum sepakat akan keistimewaan gaya magnet. Anda juga dapat membaca khusus panduan lengkap kami seputar magnetism dan elektromagnetisme!

Tersedia guru-guru Fisika terbaik

Mulai

Apa yang sebenarnya dimaksud dengan magnetisme?

Magnetisme adalah gaya yang digunakan suatu material magnet untuk menarik dan menolak material magnet lainnya. Cara paling sederhana dan paling umum dalam kehidupan sehari-hari untuk menunjukkan magnetisme adalah saat potongan logam tertarik ke arah potongan logam lainnya.

Dan itulah yang menggambarkan bagaimana magnet begitu menarik dan sangat berguna untuk kehidupan sehari-hari. Gaya magnet adalah gaya non-kontak, itu artinya material magnet tidak perlu bersentuhan secara fisik untuk melihat bagaimana pengaruhnya.

Tentu ini bukanlah hanya semacam sihir, meskipun mungkin pernah diyakini seperti itu. Namun sebaliknya, kekuatan yang bergerak dalam material-material ini merupakan hasil dari sebuah proses yang terjadi pada tingkatan sangat kecil sehingga tidak bisa terlihat oleh mata kita. Nyatanya, pada tingkatan ini smeuanya jelas sedang bergerak.

Dan apa yang telah menciptakan kekuatan yang kita lihat adalah buah dari dua fenomena pada tingkatan itu. Yang pertama adalah 'momen magnet' dari elemen tertentu dan partikelnya, sedang yang lainnya adalah apa yang kita sebut dengan arus listrik.

Momen Magnetik dan Elektron.

Apa yang terjadi pada tingkatan yang jauh lebih kecil yakni tentang bagaimana itu electron, salah satu bagian subatom dari suatu material.

Elektron-elektron ini bergerak, atau berputar, mengelilingi inti atom. Dan masing-masing memiliki muatan yang berbeda, umumnya bermuatan positif atau negatif. Biasanya, muatan listrik atau putaran elektron itu seimbang, maksudnya adalah jumlah dari elektron bermuatan positif sama dengan jumlah dari elektron bermuatan negatif.

Alam cenderung menyukai stabilitas dan stasis, maka dalam konteks ini menandakan bahwa material nonmagnetik adalah norma, karena kenyataannya dengan keseimbangan elektron positif dan negatif, suatu momen magnetik elektron ini tidak dapat terjadi. Konsep itu sangatlah berguna karena, jika tidak segala sesuatu di alam semesta akan bersifat magnetis dan itu tentu akan membuat apa yang ada di sekitar kita jauh tidak nyaman.

Terkadang, elektron dalam suatu material tidak seimbang - ini benar. Namun, lebih sering daripada tidak dalam kasus seperti itu, muatan magnetnya tidak sejajar - sesuatu yang merupakan prasyarat untuk kemagnetan yang tepat.

Untuk cara mengenali bagaimana magnetisme terjadi dengan dua kutub magnet yakni saat momen magnet elektron semuanya sejajar atau menunjuk ke arah yang sama. Hanya pada titik inilah material akan menghasilkan medan magnet yang cukup kuat untuk saling berkaitan.

Temukan tutor fisika matematika di sini.

Listrik dan Magnet.

Seperti yang kami katakan, terdapat dua sumber magnet. Yang pertama adalah momen magnet dari elektron yang diberikan dan kesejajarannya. Yang kedua adalah arus listrik.

Arus listrik menghasilkan magnet karena listrik adalah aliran elektron yang melalui suatu material. Dengan ini, Anda mendapatkan gambaran fenomena di mana semua elektron menjadi sejajar melalui gerakan mereka dan gerakan itulah yang memberikan kawat listrik muatan positif dan muatan negatif.

Elektromagnet.

Anda mungkin sudah pernah mendengar tentang elektromagnet atau elektromagnetisme secara umum. Elektromagnetisme adalah suatu magnet super kuat yang digerakkan oleh listrik. Seiring dengan sebagian besar perangkat yang digerakkan oleh listrik, Anda juga dapat menyalakan dan mematikannya yang akhirnya membuatnya cukup nyaman untuk sebuah industri.

Jika Anda mengambil magnet dan kemudian membalutinya dengan gulungan kawat serta muatan listrik yang melewatinya, Anda akan melihat bagaimana magnet yang dihasilkan benar-benar cukup kuat. Seluruh kumparan menjadi termagnetisasi dengan cara itu, dengan melalui elektron dari kawat yang menghasilkan medan magnet yang menarik ke tengah kumparan.

Segera setelah Anda mematikan listrik, kumparan tidak lagi bersifat magnetis.

Ini merupakan bagian krusial dari elektromagnetisme.

Serbuk Besi

Salah satu cara terbaik untuk melihat medan magnet secara nyata adalah melalui pemanfaatan serbuk besi.

Siapkan batang magnet dan segenggam logam kecil atau serbuk besi yang pada dasarnya semacam debu besi.

Kemudian jatuhkan besi ke magnet dan lihat bagaimana medan magnet nampak dengan termasuk semua garis gaya yang berbeda. Sungguh sangat mengesankan.

Medan Magnet Adalah

Bukan hanya listrik yang memiliki medan, magnet juga sebuah benda yang memiliki medannya tersendiri. Lebih jauh mari kita belajar tentang pengertian medan magnet, arah medan magnet, rumus medan magnet, dan bagaimana penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.

Untuk awal, dapatkah Anda sebutkan bentuk-bentuk magnet? Ya, magnet batang, magnet silinder, magnet jarum, magnet lingkaran/cincin, dan magnet ladam.

Apa yang Dimaksud Medan Magnet ?

Magnet menarik dan menolak benda lain yang rentan terhadap gaya magnet. Kami tahu hal itu.

Namun yang terpenting adalah apa yang sedang terjadi di antara kedua material tersebut yang bersifat magnetis. Itu yang dimaksud dengan medan magnet yakni medan dari suatu gaya tak terlihat yang pada dasarnya adalah susunan elektron di daerah sekitarnya. Dalam arti lain, medan magnet merupakan suatu medan vektor yang menggambarkan pengaruh magnet terhadap muatan listrik yang bergerak, arus listrik, dan bahan magnetis lainnya. Sederhananya, medan magnet menunjukkan gaya yang ada di sekitar benda konduktor atau magnetik.

Anda telah melihat diagram medan magnet sebelumnya. Dan yang akan Anda kenali adalah sifat dipolar magnet yakni kenyataan bahwa suatu magnet memiliki kutub utara dan kutub selatan, serta berupa garis medan magnet yang cenderung kita gambar di antara dipol.

Garis-garis ini melambangkan fluks magnet yang muncul dari kutub utara dan masuk ke kutub selatan. Semakin dekat garis-garisnya, menadakan semakin kuat magnetisasi. Dan ya tentunya garis-garis ini tidak pernah berpotongan.

Kekuatan yang dialami oleh kutub magnet, baik kutub utara maupun selatan yang ditempatkan dalam medan magnet disebut dengan intensitas medan magnet. Sementara, arus-arus yang membentuk pola lengkungan dalam medan magnet disebut garis-garis gaya magnet atau garis-garis khayal magnet yang menunjukkan arah medan magnet.

Medan magnet yang bekerja pada sebuah titik disimbolkan B dengan satuan medan magnet adalah satuan Tesla atau Weber per meter persegi (Wb/m^2). Dan perlu diketahui, arus listrik pada suatu pengantar juga dapat menghasilkan medan magnet yang disebut dengan induksi magnetik. Seperti yang kami sebutkan di atas, medan magnet merupakan besaran vektor yang berarti tidak hanya memiliki nilai tapi juga arah. Cara menentukan arah medan magnet dapat ditunjukkan dengan prinsip tangan kanan. Ibu jari tangan kanan menunjukkan arah arus listrik yang mengalir pada suatu kawat penghantar. Empat jari tangan menunjukkan titik medan magnet yang ada disekitar kawat penghantar. Sedangkan telapak tangan menunjukkan arah medan magnet yaitu masuk atau keluar bidang. Posisi telapak tangan yang menghadap Anda menunjukkan bahwa arah medan magnet adalah keluar bidang, sementara posisi telapak tangan yang membelakangi menunjukkan arah medan magnet masuk bidang. Ilustrasi akan lebih mudah dipahami dengan gambar.

Untuk rumus induksi magnetik yang digunakan berdasar pada bentuk kawat penghantar arus, baik lurus, melingkar, toroida, atau selonoida. Dan dalam kehidupan sehari-hari, kita dpaat melihat kegunaan medan magnet dalam beberapa contoh seperti elektromagnetik, motor yang menggunakan medan magnet agar dapat memutar poros, serta pada levitasi magnetik yang diterapkan pada kereta listrik agar dapat melaju sangat cepat.

Jenis-jenis Magnet dan Jenis-jenis Magnetisme.

Anda mungkin sudah mengetahui atau beranggapan bahwa tidak semua jenis magnet adalah sama. Mengingat bahwa kita mengetahui ada yang namanya gaya elektromagnetik, serta magnet 'normal', maka tidak heran jika kita berasumsi bahwa juga terdapat banyak jenis magnet. Misalnya, saat kami telah menyebutkan magnet batang sebelumnya.

Ilmuwan suka menggolongkan sesuatu dan Anda perlu mengetahui kategori yang telah mereka buat.

Diamagnetisme.

Mari kita mulai dengan diamagnetisme. Ini adalah jenis magnet yang dimiliki setiap saat. Namun, diamagnetisme sendiri tidak memerlukan 'magnet' dalam arti yang biasa kita kenali.

Dan pada sebaliknya, dalam material 'diamagnetik', tidak terdapat elektron yang tidak berpasangan sama sekali. Dan karena adanya material paramagnetik atau feromagnetik, material diagmagnetisme menjadi berlimpah.

Paramagnetisme.

Material paramagnetik adalah material yang tertarik lemah ke medan magnet apa pun yang terkena. Mayoritas senyawa kimia bersifat paramagnetik, karena biasanya memiliki elektron yang tidak berpasangan (lihat di atas). Ini berarti bahwa bahkan unsur semacam oksigen sebenarnya bersifat paramagnetic, sesuatu yang kemungkinan tidak disadari oleh kebanyakan orang.

Dalam material paramagnetik, elektron yang tidak berpasangan sejajar dengan medan magnet yang memberikan material tersebut muatan secara keseluruhan.

Material Feromagnetik.

Material feromagnetik adalah material yang secara kebiasaan kita sebut dnegan magnet pada umumnya.

Material-material ini juga memiliki elektron yang tidak berpasangan. Namun, tidak seperti material paramagnetik, elektron dalam material feromagnetik cenderung berbaris secara spontan. Ini berarti bahwa mereka tidak memerlukan medan magnet eksternal untuk menjadikannya magnet.

Material yang umumnya bersifat magnetis adalah besi (maka disebut 'ferro'), nikel, dan kobalt.

Magnet Sementara dan Magnet Permanen.

Kedua istilah itu cukup umum saat membicarakan perihal magnet. Dan perbedaannya nampaknya cukup jelas.

Magnet permanen adalah magnet yang bersifat feromagnetik. Magnet ini mempertahankan daya magnetnya pun setelah mereka tidak berada di daerah medan magnet eksternal.

Magnet sementara adalah material yang bersifat paramagnetik yang membutuhkan gaya magnet luar. Contohnya adalah penjepit kerta, benda yang bereaksi terhadap magnet tetapi tidak bersifat magnetis.

Sebagai informasi tambahan, memanaskan material feromagnetik dapat merusak sifat magnetnya. Energi panas menciptakan volatilitas atom yang jauh lebih besar sehingga  elektron tidak dapat tetap sejajar.

Cari tahu tentang transformator, salah satu teknologi magnet terpenting!

Apakah Bumi Termasuk Magnetik?

Anda sudah tahu bukan bahwa bumi memiliki medan magnet? Itulah alasan mengapa kami memberi karakteristik magnet yang memiliki kutub 'utara' dan 'selatan'.

Secara utuh dan keseluruhan, dunia bersifat magnetis dan ini mengapa kompas dapat berfungsi. Jika Anda mengumpulkan segenggam lumpur, itu bukan magnet, melainkan bagian dari bumi yang menghasilkan medan magnet terbesar di planet ini.

Mengapa demikian? Tidak ada yang dapat menjelaskan dengan pasti. Namun, para ilmuwan beranggapan itu dikarenakan arus konveksi di inti bumi yang terutama terbuat dari besi dan nikel. Dan itulah yang menghasilkan cahaya utara (northern light).

Pernah mendengar tentang induksi elektromagnetik? Temukan jawabannya di sini.