Memahami Medan Magnet dalam Kehidupan serta Cara Mengukurnya

Pernah nggak kamu bermain magnet dan kalo kamu ngedeketin magnet dengan benda yang terbuat dari besi, magnet yang kamu pegang bakalan ngetarik besi tersebut? Fenomena yang kamu alami ini di bahas dalam materi medan magnet. Burhan bakalan jelasin tentang materi ini lebih jauh mulai dari pengertian, sifat, konsep dasar, cara mengukur, hingga manfaatnya dalam kehidupan sehari-hari.

Pengertian Medan Magnet

Pembahasan pertama yang Burhan bahas adalah pengertian dari medan ini. Kalo dalam materi fisika, medan ini ngejelasin tentang medan yang dibikin akibat pergerakan muatan listrik pada suatu benda yang bikin munculnya gaya akibat pergerakan muatan listrik tersebut pada benda. Medan ini tergolong besaran vektor karena punya arah yaitu dari kutub utara ke kutub selatan.

Karena medan termasuk besaran vektor, maka arahnya bakalan berubah seiring waktu pada tiap titik medan. Perubahan arah medan ini sama dengan perubahan arah jarum kompas yang diletakkan di dalam medan tersebut. Jadi semisal kamu ngadep ke arah timur, kamu bakalan tahu arah utara dengan ngeliat arah jarum yang ditunjukkan kompas.

Sifat Medan Magnet

Setelah kamu ngerti tentang pengertiannya, Burhan bakalan jelasin tentang sifat-sifat medan ini. Seorang peneliti bernama Hans Christian Ørsted memberikan korelasi antara kawat berarus listrik dan kemagnetan sehingga memunculkan beberapa sifat. Penelitian Hans Christian Ørsted ngejelasin kalo suatu arus yang ngalir pada sepotong kawat bakalan timbul medan di sekitar kawat dengan arahnya sesuai kaidah tangan kanan.

Keterangan:

  • DC adalah arus listrik searah dengan arahnya ke sumbu negatif
  • M adalah arah medan yang terbentuk dengan mengelilingi kawat

Penelitian ini ngejelasin bahwa magnet terdiri dari magnet-magnet kecil yang arahnya sama dan memiliki 2 kutub yaitu kutub utara dan selatan dengan sifat sebagai berikut:

  • Dua kutub sejenis kalo saling dideketin bakalan tolak menolak
  • Dua kutub yang nggak sejenis misal utara selatan, bakalan saling tarik menarik

Kemudian dicoba buat ngepotong magnet ini pada bagian tengahnya buat bikin magnet baru dengan kutub yang sesuai dengan arah magnet elementer. Magnet elementer nunjukin susunan dari bahan-bahan magnet kecil yang teratur dan arahnya sama. Proses pemotongan ini ngebikin magnet memiliki beberapa sifat baru seperti di bawah ini.

  • Meskipun bentuknya kecil, magnet tetap bisa narik logam seperti baja atau besi atau benda yang sesama dengan magnet
  • Magnet kecil ngebentuk dua kutub baru yaitu kutub utara dan selatan
  • Magnet yang punya kutub sama bakalan tolak menolak dan kutub yang bertolak belakang bakalan saling tarik menarik
  • Magnet kecil tetap menghasilkan medan magnettersendiri yang arahnya bakalan tetap sama dengan arah kompas
  • Gaya tarik magnet terjadi paling besar ada di kutub magnet dan lemah di bagian tengah magnet
  • Magnet terbuat dari logam yang memiliki kekuatan kuat yaitu jenis feromagnetik dan kekuatan lemah yaitu parramagnetik serta tidak dapat ditarik magnet yaitu diamagnetik

Konsep Dasar

Burhan bakalan jelasin konsep dasar dari magnet. Sebenarnya magnet juga sama seperti logam lainnya yaitu terdiri dari jutaan magnet yang berukuran sangat kecil dan teratur satu dengan lainnya. Jutaan magnet kecil ini bakalan ngebentuk magnet yang terdiri dari dua kutub dan sebuah medan yang arahnya utara menuju selatan.

  1. Matematik Sebagai Vektor

Konsep pertama yang bisa digunain untuk memahami medan ini adalah menggunakan matematik vektor. Medan sebagai vektor bakalan memiliki dua hal yaitu arah dan ukuran. Jadi kamu bisa gunain titik dengan bentuk panah pada sekitar magnet dengan ukuran dan besaran yang bisa kamu sesuain bergantung dari gaya magnetik titik tersebut seperti gambar di bawah.

Matematik Sebagai Vektor

  1. Menggunakan Garis

Cara kedua untuk memahami medan ini adalah dengan gunain garis. Jadi kamu bisa ngehubungin kutub utara dengan kutub selatan dengan garis nggak putus dan bisa ngebikin garis sebanyak mungkin. Dari ngegambar garis tersebut, kamu bakalan ngerti arah medan dan jumlah medan yang terjadi seperti di gambar bawah ini.

Garis yang sudah kamu bikin memiliki beberapa karakteristik yang bakalan ngebantu dalam banyak analisa yang kamu lakuin. Berikut karakteristik garis yang sudah kamu bikin:

  • Garis yang sudah kamu bikin nggak ada yang bersinggungan
  • Garis bakalan semakin rapat mendekati pusat dari medan tersebut. Semakin rapat nunjukin kalo wilayah tersebut memiliki nilai gaya magnet yang besar
  • Garis tersebut nggak memiliki awal dan akhir serta bentuknya seperti lingkaran tertutup dan tetap nyambung di dalam material magnet
  • Arah medan yang kebentuk sesuai dengan arah panah pada garis yang sudah kamu bikin
  • Kamu bisa memperjelas bentuk medan dengan cara naburin pasir ke sekitar magnet

Dari dua cara di atas kamu bakalan ngeliat arah dan sifat yang terjadi jika dua magnet bakalan di deketin dengan kutub yang sama atau berbeda seperti di bawah ini.

Menggunakan Garis 2

Cara Mengukur Medan Magnet

Setelah kamu ngerti konsep dasar magnet ini, Burhan bakalan jelasin cara buat ngukur suatu medan. Karena medan ini termasuk besaran vektor jadi ada dua hal yang bakalan kamu ukur yaitu arah dan besarannya.

  1. Arah Medan

Kalo ngukur arah medan, kamu bisa gunain kompas magnet. Kalo kamu ngeletakin kompas magnet di sekitar magnet, jarum kompas bakalan sesuai dengan arah dan kutub magnet. Selain menggunakan kompas, kamu juga bisa gunain prinsip tanan kanan. Jadi arah ibu jari nunjukin arah aliran listrik dan genggaman tangan nunjukin arah medan seperti gambar di bawah ini.

Arah Medan

  1. Besaran Medan

Buat nentuin besaran medan, kamu bisa gunain persamaan arus. Dari persamaan arus, kamu bakalan nemuin kalo semakin besar arus listrik, medan yang kebentuk juga bakalan tinggi. Sehingga ngebentuk persamaan seperti di bawah ini.

Besaran Medan

Keterangan:

  • I adalah besar arus listrik yang mengalir (A)
  • adalah konstanta permeabilitas dengan nilai 4π x 10-7 Tm/A
  • B adalah besar medan yang
  • R adalah jarak dari kabel yang teraliri listrik (m)

Percobaan Sederhana

Burhan bakalan jelasin tentang percobaan sederhana buat nentuin arah dari medan ini yaitu menggunakan kompas dan pasir besi.

  1. Kompas

Percobaan sederhana yang pertama adalah kamu bisa gunain kompas. Kamu harus ngebentangin sebuah kawat di atas kompas dan sejajar dengan jarum kompas. Kalo naruh kawat di atas kompas, kamu bisa ngalirin listrik ke dalam kawat tersebut dan arah jarum kompas bakalan berubah akibat adanya di sekitar arus listrik pada kawat ada medan.

Kompas

  1. Pasir Besi

Percobaan sederhana kedua adalah mengunakan pasir besi. Kamu bisa naruh sebuah magnet di atas kertas karton ukuran A4 atau kertas HVS. Kamu bisa naburin pasir besi di sekitar kertas karton tersebut dan ketuk secara perlahan. Kamu bisa gerakin magnet secara bebas memutar di atas kertas dan angkat magnet dari kertas.

Kamu bakalan ngeliat pasir ngikutin dari arah medan yang berasal dari magnet dan kamu bakalan ngerti

Manfaat Medan Magnet

Ada beberapa manfaat dari medan dalam kehidupan sehari-hari seperti di bawah ini.

  • Ngelindungin kehidupan biologis di bumi dari radiasi luar angkasa melalui medan magnetik bumi
  • Ngebuat generator listrik menyala
  • Navigasi secara umum karena kutubnya sama dengan arah jarum kompas

Setelah kamu belajar tentang medan magnet, kamu bakalan paham konsep dasar bagaimana medan ini terbentuk dan cara nentuinnya. Kamu juga bisa ngebikin magnet sendiri dengan dasar persamaan arus listrik, kompas, dan paku.

Contoh soal

Perhatikan tiga gambar yang menunjukkan penyimpangan jarum kompas akibat dari arus listrik pada kawat

Contoh soal

Dari gambar dan data yang diketahui pada gambar, maka pernyataan yang benar berkaitan dengan besar induksi magnetik pada kawat sejajar yaitu

Jawaban

Pembahasan : (E)

untuk menjawab soal ini, kita pahami besaran yang mempengaruhi besar induksi magnet pada kawat lurus berarus. Sesuai dengan perumusannya yaitu

Bahwa besar induksi magnet berbanding lurus dengan besar arus yang mengalir pada kawat lurus. Dibuktikan dengan besar penyimpangan jarum kompas yang didekatkan pada kawat.

Kompas pada gambar 1 terlihat menyimpang sedikit, berarti induksi magnet di sekitar kawat sangat kecil.

Kompas pada gambar 2 terlihat lebih menyimpang, berarti induksi magnet di sekitar kawat cukup besar

Kompas pada gambar 3 terlihat sangat menyimpang, berarti induksi magnet di sekitar kawat sangat besar

Maka dapat disimpulkan, pernyataan yang benar berkaitan dengan besar induksi magnetik pada kawat sejajar yaitu Pembasan Medan Magnet 2 . Pilihan yang tepat yaitu E

Analisis

Daftar Pustaka

Lasmi, Ni Ketut. (2018). MANDIRI Fisika Kelas XII. Jakarta : Erlangga.

Kanginan, Marthen. (2015). FISIKA untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta : Erlangga

Palupi, Dwi Satya. (2009). FISIKA untuk SMA/MA Kelas XII. Yogyakarta : CV Sahabat

Lihat Artikel Lainnya!
[Total: 1 Average: 5]

Tinggalkan komentar

Eits, tunggu dulu.

✅Mau RANGKUMAN BELAJAR KEREN?

KLIK GAMBARNYA????