KEMAGNETAN

KEMAGNETAN
DAN INDUKSI

ELEKTROMAGNETIK

BAB

6

Sumber : pixabay.com

PETA KONSEP

Dinamo sepeda banyak dijumpai
dalam kehidupan sehari-hari.

Di dalam dinamo sepeda terdapat
dua komponen penting, yaitu
magnet silinder dan kumparan atau
gulungan kawat tembaga.

Semakin cepat pedal sepeda
dikayuh, semakin cepat perputaran
magnet di dalam dinamo sehingga
arus listrik yang dihasilkan semakin
besar.

KEMAGNETAN DAN INDUKSI ELEKTROMAGNETIK

Mengapa hal ini dapat
terjadi?

Apakah kekuatan magnet
silinder yang berada di dalam
dinamo sepeda juga

memengaruhi besar arus
listrik yang dihasilkan?
Apakah hubungan antara

magnet dan arus listrik?

•Magnet adalah suatu benda yang dapat menarik benda-benda
yang terbuat dari besi, baja, dan logam-logam tertentu.

•Sifat kemagnetan benda-benda di sekitar kita dikelompokkan
menjadi tiga, yaitu :

1)

Feromagnetik adalah benda-benda yang dapat ditarik dengan
kuat oleh magnet, misalnya besi, baja, dan nikel.

2)

Paramagnetik adalah benda-benda yang ditarik dengan lemah
oleh magnet, misalnya platina dan aluminium.

3)

Diamagnetik adalah benda-benda yang tidak dapat ditarik oleh
magnet, misalnya kayu dan bismut.

Penggolongan Benda Berdasarkan Sifat Kemagnetannya

SIFAT-SIFAT MAGNET

• Dapat menarik benda logam tertentu.

• Memiliki dua kutub magnet.

• Gaya tarik magnet terbesar terletak pada kedua kutubnya.

• Selalu menunjuk arah utara dan selatan.

• Kutub-kutub magnet yang berlainan jenis tarik-menarik.

• Kutub-kutub magnet yang sejenis tolak-menolak.

MEMBUAT MAGNET

Berdasarkan asalnya, magnet dibedakan menjadi dua macam, yaitu magnet
alam (dari alam) dan magnet buatan

CARA MEMBUAT
MAGNET ada tiga ,yaitu

1.

Menggosok

2.

dililit dengan paku

3.

induksi magnet

Jarum kompas selalu menunjukkan arah utara dan selatan karena tertarik oleh
kutub selatan magnet bumi dan kutub utara magnet bumi.

TEORI KEMAGNETAN BUMI

Sudut deklinasi adalah
sudut yang dibentuk oleh
kutub utara-selatan
jarum kompas terhadap
arah utara dan selatan
Bumi.

Sudut inklinasi adalah
sudut yang dibentuk oleh
jarum kompas terhadap
permukaan bumi.

▪ Medan magnetik adalah ruang di sekitar magnet yang masih mempunyai

pengaruh magnetik jika ada benda lain diletakkan di ruang tersebut.

MEDAN MAGNETIK

Semakin rapat garis-garis gaya magnet, semakin
kuat pengaruh atau medan magnetnya. Bagian
kutub merupakan bagian yang memiliki medan
magnet terkuat. Interaksi antara kutub senama
dan berlainan dapat dilihat dari Gambar 6.8.

▪Kumparan kawat berinti besi yang dialiri
listrik dapat menarik besi dan baja.

▪Hal ini menunjukkan bahwa kumparan
kawat berarus listrik dapat menghasilkan
medan magnetik.

▪Medan magnetik juga dapat ditimbulkan
oleh kawat penghantar lurus yang dialiri
listrik.

▪Hal ini pertama kali diselidiki oleh Hans
Christian Oersted (1777–1851), dengan
percobaan sebagai berikut.

MEDAN MAGNETIK DI SEKITAR KAWAT BERARUS LISTRIK

Arah medan magnetik di sekitar kawat
penghantar lurus berarus listrik dapat
ditentukan dengan kaidah tangan
kanan.
Jika arah ibu jari menunjukkan arah
arus listrik (I ), arah keempat jari
yang lain menunjukkan arah medan
magnetik (B).
Kaidah tangan kanan ini juga dapat
digunakan untuk menentukan arah
medan magnetik pada penghantar
berbentuk lingkaran yang dialiri listrik.

•Ujung kumparan yang pertama kali mendapat arus listrik dijadikan
sebagai pedoman untuk menentukan letak kutub-kutub magnet.

•Caranya, genggam ujung kumparan yang pertama kali teraliri arus
listrik dengan posisi jari tangan kanan sesuai dengan letak kawat pada
inti besi. Apabila kawat itu berada di depan inti besi, letakkan telapak
tangan menghadap ke depan, kemudian genggamlah kumparan berinti
besi itu.

•Letak kutub utara magnet ditunjukkan oleh arah ibu jari, sedangkan
arah sebaliknya menunjukkan kutub selatan.

•Jika kawat penghantar yang pertama kali teraliri arus listrik berada di
belakang inti besi, hadapkan telapak tanganmu ke belakang, kemudian
genggam kumparan kawat itu. Dengan cara yang sama, kamu dapat
menentukan letak kutub utara dan kutub selatan magnet.

ELEKTROMAGNET

Elektromagnet adalah magnet yang terjadi karena
aliran listrik pada kumparan berinti besi.
Elektromagnet ini memiliki beberapa kelebihan
dibanding magnet permanen, yaitu :

Sifat kemagnetannya dapat diperbesar dengan cara
memperbanyak jumlah lilitan atau memperbesar arus
listrik.

Sifat kemagnetannya dapat dihilangkan dengan cara
memutus arus listrik dan dapat ditimbulkannya
kembali dengan cara menyambung arus listrik.

Kutub-kutub magnetnya dapat ditukar dengan cara
mengubah arah arus listrik.

• Bor listrik merupakan alat

listrik yang mengubah energi
listrik menjadi energi gerak.

• Prinsip kerja bor listrik

berdasarkan gaya Lorentz.

Gaya Lorentz terjadi apabila kawat penghantar berarus listrik berada di dalam
medan magnetik. Besar gaya Lorentz bergantung pada besar medan magnetik,
panjang penghantar, dan besar arus listrik yang mengalir dalam kawat penghantar.
Besar gaya Lorentz dapat ditentukan dengan persamaan berikut.

GAYA LORENTZ

• Arah gaya Lorentz dapat ditentukan

dengan menggunakan kaidah tangan
kanan.

• Jika ibu jari menunjukkan arah arus

listrik (I) dan jari telunjuk
menunjukkan arah medan magnetik
(B), jari tengah menunjukkan arah
gaya Lorentz (F).

• Peralatan dalam kehidupan sehari-hari

yang memanfaatkan gaya Lorentz,
antara lain bor listrik, kipas angin,
blender, mixer, hair dryer, mesin
penyedot air, dan mesin cuci.

• Kawat penghantar yang dialiri listrik dapat menimbulkan medan

magnetik. Hal ini telah diselidiki oleh Hans Christian Oersted.

• Berdasarkan penemuan tersebut, Michael Faraday melakukan

penyelidikan tentang hubu ngan antara kelistrikan dan
kemagnetan, kemudian mengemukakan hipotesis bahwa
“perubahan medan magnetik dapat menghasilkan arus
listrik”

GAYA GERAK LISTRIK INDUKSI

Gaya gerak listrik induksi dapat diperbesar dengan cara memperbanyak
jumlah lilitan kumparan, mempercepat gerakan magnet ke dalam atau
ke luar kumparan, dan memperbesar kuat medan magnetik.

Gaya gerak listrik induksi juga dapat diperbesar dengan cara melengkapi
kumparan dengan inti besi.

Gaya gerak listrik induksi juga dapat ditimbulkan dengan cara:

(1)

memutar magnet batang di dekat kumparan

(2)

memutar kumparan di dekat magnet batang

(3)

memutus-hubungkan arus listrik pada kumparan primer sehingga terjadi
arus induksi pada kumparan sekunder.

•DINAMO

DINAMO DAN GENERATOR

oPada saat dinamo digunakan untuk
menyalakan lampu sepeda, kepala dinamo
dihubungkan dengan ban sepeda sehingga
ketika roda sepeda berputar, poros dinamo
tersebut juga ikut berputar.

oInilah yang menyebabkan terjadinya gaya
gerak listrik induksi pada ujung-ujung
kumparan dan menghasilkan arus listrik.

oInduksi yang dapat menyalakan lampu
sepeda.

oArus listrik induksi ini akan semakin besar
jika roda sepeda bergerak lebih cepat.

•GENERATOR

Generator ada dua macam, yaitu generator arus listrik bolak-balik dan
generator arus listrik searah.

oGerakan turbin menyebabkan kumparan bergerak di dalam
medan magnetik yang menyebabkan perubahan jumlah garis
gaya magnetik yang dilingkupi oleh kumparan sehingga
menimbulkan gaya gerak listrik induksi antara kedua ujung
kumparan.

oApabila kedua ujung kumparan dihubungkan dengan rangkaian
listrik, akan mengalir arus listrik induksi. Arus listrik yang
dihasilkan oleh generator ini dialirkan melalui cincin logam
(cincin geser) sehingga menghasilkan arus listrik yang arahnya
bolak-balik.

1. Generator Arus Listrik Bolak-Balik

2. Generator Arus Listrik Searah

o Bagian-bagian utama generator arus listrik searah adalah (1) magnet ladam, (2)

kumparan, (3) cincin belah, dan (4) sikat karbon.

o Cincin belah atau komutator pada generator arus searah berfungsi sebagai

pengubah arah arus listrik yang terjadi dalam rangkaian sehingga arus listrik yang
terjadi adalah arus listrik searah.

Transformator adalah alat yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan
tegangan listrik bolak-balik.

TRANSFORMATOR (TRAFO)

Transformator Penaik

Tegangan (step-up)

• jumlah lilitan sekunder lebih

banyak daripada jumlah lilitan
primer

• tegangan sekunder lebih besar

daripada tegangan primer

• kuat arus sekunder lebih kecil

daripada kuat arus primer

Transformator Penurun
Tegangan (step-down)

• jumlah lilitan sekunder lebih

sedikit daripada jumlah
lilitan primer

• tegangan sekunder lebih

kecil daripada tegangan
primer

• kuat arus sekunder lebih

besar daripada kuat arus
primer

Hubungan antara jumlah lilitan kumparan dan gaya gerak listrik induksi (tegangan) pada
kumparan primer dan sekunder dapat dinyatakan dengan persamaan berikut :

Adapun hubungan antara tegangan dan kuat arus listrik pada kumparan primer dan sekunder
dapat ditentukan dengan menganggap transformator bersifat ideal. Pada transformator ideal
berlaku hubungan berikut:

Efisiensi transformator adalah perbandingan antara daya pada kumparan
sekunder dengan daya pada kumparan primer sebuah transformator.
Efisiensi transformator selalu kurang dari 100% sebab saat digunakan,
transformator selalu menghasilkan panas.
Efisiensi transformator dapat ditentukan dengan persamaan berikut.

PEMANFAATAN ELEKTROMAGNETIK
DALAM KEHIDUPAN SEHARI HARI

Tungku
Induksi

Rem

Magnetik

Induktor
Ruhmkorff

Alarm

Antipencuri

Penguji
Keping
Uang

oBeberapa jenis ikan tertentu
memiliki kemampuan
mendeteksi medan listrik
kecil yang dihasilkan oleh
hewan lain.

oMedan listrik tersebut
dihasilkan oleh aktivitas otot
yang berfungsi untuk
mendeteksi makanan dan
musuh yang ada di sekitar.

oAlat penerimaan rangsang
berupa medan listrik pada
ikan-ikan tersebut disebut
elektroreseptor.

oElektroreseptor terdapat pada gurat sisi dan ampula
Lorenzini yang dimiliki oleh ikan pari dan ikan hiu.

MANFAAT MEDAN LISTRIK DAN MEDAN MAGNET BAGI HEWAN

• Hewan-hewan tertentu memiliki kemampuan untuk berorientasi terhadap

medan magnet bumi.

• Kemampuan tersebut bermanfaat dalam navigasi sehingga hewan-hewan

tersebut dapat mengenali kutub utara dan kutub selatan (arah utara dan
selatan).

• Hewan-hewan yang memiliki kemampuan berorientasi terhadap medan

magnet, antara lain lebah madu dan burung.