Kemagnetan

Bab IV KemagnetanPendahuluan

Kamu pernah melihat magnet, bukan? Magnet

yang didekatkan pada serbuk besi akan menarik serbuk

itu hingga menempel padanya. Jika kamu memegang

magnet dan mendekatkannya ke arah besi, misalnya

lemari besi, kamu akan merasakan magnet itu tertarik

ke sana. Hal tersebut merupakan sebagian dari sifat

yang dimiliki magnet. Dalam teknologi modern saat ini,

magnet dimanfaatkan secara luas. Pemanfaatannya

mulai dari alat sederhana, sepeti jarum kompas, sampai

pada teknologi canggih, seperti kereta api magnet dan

alat kedokteran modern. Pada bab ini kamu akan

mempelajari beberapa sifat utama magnet dan

penerapannya dalam peralatan sederhana.

A. GEJALA-GEJALA KEMAGNETAN

Kita dapat menggolongkan benda dengan

banyak cara, bergantung pada sifat yang ingin kita

tonjolkan. Kalau kita ingin ditonjolkan adalah

kemampuan benda untuk menarik benda lain dari

bahan tertentu. Kita dapat menggolongkannya menjadi

benda magnet dan benda buan magnet. Untuk lebih

memahami perbedaan di antara keduanya. Lakukan

kegiatan 4.1

Dengan pengamatan yang lebih teliti, ternyata

ada bahan tertentu yang ditarik magnet dengan kuat,

ada yang ditarik dengan lemah, dan bahkan ada yang

menolak magnet. Bahan yang ditarik dengan kuat oleh

magnet disebut feromagnetik.

Gambar 4.1 Magnet ladam

Bahan feromagnetik akan kehilangan sifat

kemagnetannya jika dipanaskan. Contoh bahan ini

adalah besi, baja, kobalt, dan nikel. Bahan yang ditarik

dengan lemah oleh magnet disebut paramagnetic.

Contoh bahan paramagnetic adalah aluminium dan

platina. Sedangkan, bahan yang menolak magnet

disebut diamagnetic. Sifat tolakan bahan ini sebenarnya

sangat kecil dan hampir tidak terasakan sehingga sulit

diamati dengan percobaan sederhana. Contoh bahan

diamagnetic adalah bismuth dan molekul organik

(misalnya bensin dan plastik).

Istilah magnet, kemagnetan, dan magnetic berasal dari

nama wilayah Yunani kuno, yaitu Magnesia. Pada tahun

600-an SM, bangsa Yunani sudah mengenal suatu

bahan yang mempunyai sifat dapat menarik besi. Bahan

itu disebut magnetit. Setelah mengamati banyak contoh,

ternyata kemampuan menarik.

Kegiatan 4.1 Eksperimen

Benda Magnet dan Benda Bukan Magnet

Tujuan:

Membedakan benda magnet dan benda bukan magnet

Alat dan bahan:

Sebuah magnet

Langkah kerja:

1. Dekatkan magnet benda-benda lain yang ada di sekitarmu.2. Benda-benda apa sajakah yang dapat ditarik dan tidak dapat ditarik magnet?

Analisis Materi Fisika sekolah Menengah I 65

Bab IV Kemagnetan3. Apakah semua jenis logam dapat ditarik oleh magnet?

besi paling kuat pada dua ujung bagian magnetit, yaitu

bagian ujung-ujungnya. Bagian ini disebut kutub

magnet. Jika sebuah magnetit digantung sehingga

dapat bebas bergerak, kedua ujungnya akan menunjuk

arah utara dan selatan. Ujung yang mengarah utara

disebut kutub utara, sedangkan ujung yang mengarah

selatan disebut kutub selatan.

Penggunaan magnet sebagai penunjuk arah

sudah dilakukan oleh bangsa Cina sejak 4 500 tahun

yang lalu. Dengan berkembangnya perdagangan antar-

bangsa, penggunaan magnet sebagai penunjuk arah

pun akhirnya dikenal oleh bangsa Eropa sekitar tahun

950 M. pada waktu itu kompas dibuat dengan

mengembangkan jarum bermagnet di permukaan air.

Magnet dapat dibuat menjadi berbagai macam

bentuk, ukuran, dan kekuatan magnetiknya. Meski

demikian, semua jenis magnet itu tetap memiliki kutub

utara dan selatan. Beberapa bentuk magnet yang biasa

kita jumpai adalah magnet batang, magnet ladam,

magnet silinder, dan magnet jarum.

Kutub utara dan kutub selatan magnet selalu ditemukan

bersamaan. Magnet yang demikian disebut dipole

(dwikutub) magnet. Hingga saat ini belum pernah

ditemukan magnet yang hanya memiliki kutub utara atau

kutub selatan. Jika sebuah magnet dipotong menjadi dua

untuk memisahkan kutub utara dan kutub selatannya,

maka akan terbentuk kutub utara dan kutub selatan yang

baru pada kedua potongan tadi. Dengan demikian,

tidaklah mungkin bagi kita untuk memisahkan kutub

utara dan kutub selatan dari suatu magnet.


Arah Gerak Magnet Batang

Tujuan:

Mengamati arah gerak magnet batang.

Alat dan bahan:

Sebuah magnet batang

Sebuat statif

Seutas benang

Langkah kerja:

1. Tentukan kedua kutub magnet batang. Biasanya kutub utara magnet diberi warna merah, sedangkan kutub

selatannya diberi warna biru.

2. Gantung salah satu magnet batang pada statif dengan benang sehingga dapat bergerak bebas. Perhatikan

gambar disamping.

3. Simpangkan magnet, kemudian lepaskan.

4. Biarkan magnet hingga tenang dan tidak bergerak-gerak lagi.

5. Arah manakah yang ditunjuk oleh kutub utara magnet? Arah manakah yang ditunjuk oleh kutub selatan

magnet?

1. Pembuatan Magnet

Sebuah magnet terbentuk dari serpihan-serpihan

magnetit sehingga kutub-kutubnya terdapat di bagian

ujung. Magnet yang terbetuk dengan sendirinya seperti

itu disebut magnet alam. Selain magnet alam, kita juga


Bab IV Kemagnetanmengenal adanya magnet buatan. Magnet buatan

diperoleh dengan mengubah suatu benda yang semula

tidak bersifat magnet hingga menjadi magnet. Magnet

buatan dibedakan menjadi dua macam, yaitu magnet

tetap dan magnet sementara. Ada tiga cara membuat

magnet buatan yaitu dengan cara penggosokan,

menggunakan arus listrik, dan induksi.

Gambar 4.2 Magnet selalu ditemukan dalam dua kutub

Penggosokan

Sebuah bahan feromagnetik (misalnya batang

besi) dapat dibuat menjadi magnet buatan dengan cara

menggosokkannya dengan magnet yang kuat berulang

kali sepanjang bahan ke satu arah. Perhatikan Gambar

4.3

Gambar 4.3 Magnet buatan dapat diperoleh dengan cara

penggosokan

Setiap kali selesai satu gosokan, magnet harus

diangkat sedikit menjauh dari bahan yang akan dibuat

magnet. Jika kaum menggosok dengan menggunakan

kutub utara magnet, maka pada tanda yang kamu buat

pada besi juga akan menjadi kutub utara sedangkan

ujung lainnya akan menjadi kutub selatan. Dengan cara

penggosokan, kita dapat memperoleh magnet tetap.

Gambar 4.4 Sifat magnet ditentukan oleh susunan magnet-

magnet elementernya

Jika benda yang kamu gosok bukan terbuat dari

besi (misalnya plastik), betapapun lamanya kamu

menggosok tidak akan terbentuk magnet. Mengapa

demikian? Magnet sebenarnya tersusun dari magnet-

magnet yang berukuran sangat kecil sehingga tidak

dapat dilihat oleh mata telanjang yang disebut magnet

elementer. Letak susunan magnet elementer dalam

bahan magnet tidak teratur. Namun, setiap magnet

elementer memiliki arah tertentu yang disebut arah kutub

magnet. Sifat magnet ditentukan oleh susunan magnet-

magnet elementernya.

Menggunakan Arus Listrik

Membuat magnet dengan cara ini dapat

dilakukan dengan melilitkan kawat ber-email (kawat yang

Gambar 4.5 Magnet yang dibuat dengan arus listrik disebut

elektromagnet

biasa dipakai pada lilitan trafo) pada bahan yang akan

dibuat magnet. Selanjutnya, kedua ujung kawat itu

dihubungkan ke sumber arus listrik. Makin besar arus

listrik yang dihasilkansumber arus listrik, makin kuat pula

magnet buatan yang terbentuk.

Pembuatan magnet dengan arus listrik lebih baik

ketimbang dengan cara penggosokan karena dapat


Bab IV Kemagnetandiperoleh magnet yang lebih kuat. Selain itu,

electromagnet mempunyai keuntungan lain, yaitu:

Sifat kemagnetannya dapat diperkuat dengan

memperbanyak lilitan kawat.

Kekuatan magnetnya dapat diubah-ubah

dengan mengatur besar aliran arus listrik.

Sifat kemagnetannya hanya sementara, yaitu

hanya selama ada arus listrik yang mengalir.

Posisi kedua kutubnya dapat dipertukarkan

dengan mengubah arah aliran arus listriknya.

Lebih mudah disimpan

Induksi Magnet

Dengann menempelkan atau mendekatkan

benda yang terbuat dari besi ke salah satu kutub

magnet ternyata membuatnya dapat menarik bahan-

bahan feromagnetik lain di dekatnya. Hal ini

menunjukan bahwa besi itu sudah memiliki sifat

Gambar 4.6 pembuatan magnet sementara dengan induksi

magnet

kemagnetan. Namun, sifat kemagnetan besi itu hanya

sementara. Jika magnet dijauhkan, besi akan

kehilangan kemagnetannya. Pembuatan magnet

sementara dengan cara ini disebut induksi magnet.

Ujung besi yang berdekatan dengan salah satu kutub

magnet memiliki jenis kutub yang berlawanan dengan

kutub magnet penginduksinya.

Sifat kemagnetan suatu benda dapat hilang jika

posisi magnet-magnet elementer yang dikandungnya

sudah tidak teratur dan searah lagi. Hal itu dapat terjadi

jika:

Magnet dipanaskan hingga berpijar

Magnet dipukul atau ditempa hingga

bentuknya berubah

Magnet ditempatkan dalam kumparan yang

ialiri arus listrik bolak-balik

Berikut ini adalah cara untuk menyimpan magnet

agar sifat kemagnetannya tidak cepat hilang.

Menyimpang magnet batang secara

berpasangan dengan kutub-kutub yang tidak

sejenis saling berseberangan.

Menjauhkan magnet dari sumber kalor.

Menjauhkan magnet dari medan listrik.

2. Medan Magnet

Penelitian tentang kemagnetan pertama kali dilakukan

oleh Pierre de Maricourt, seorang teknisi prancis, pada

tahun 1269. ia menemukan bahwa sebuah magnet dapat

digunakan untuk menunjuk arah utara dan selatan.

Selain itu, ia juga menemukan bahwa magnet memiliki

‘kutub’ pada kedaua ujungnya. Jika dua buah magnet

didekatkan, keduanya dapat tarik-menarik, atau tolak-

menolak; bergantung pada ‘kutub’ yang didekatkan.

Pengamatan ini diteliti lebih lanjut oleh William Gilbert

(1544-1603), seorang ilmuan dan dokter ribadi Ratu

Elizabeth I, pada tahun 1600. ia melaporkan beberapa

sifat magnet, yaitu :

Dapat menarik besi,

Menimbulkan gaya satu sama lain, kadang tolak

menolak, kadang tarik menarik, dan

Bumi berlaku seperti magnet raksasa

Dua kutub magnet yang didekatkan akan menimbulkan

gaya. Arah gaya yang terjadi bergantung pada kutub-

kutub yang didekatkan.

Jika kutub utara didekatkan ke kutub utara, maka

akan tolak menolak.

Jika kutub selatan didekatkan ke kutub selatan,

maka akan tolak-menolak.

Jika kutub utara didekatkan ke kutub selatan,

atau sebaliknya, maka akan tarik-menarik.


Bab IV KemagnetanDengan kata lain, kutub yang sejenis akan

tolak-menolak, sedangkan yang berbeda akan tarik-

menarik. Semakin dekat kedua kutub magnet itu

didekatkan maka semakin kuat gaya magnet yang

tejadi.

Gambar 4.7 Kutub magnet yang sejenis akan tolak-menolak,

dan kutub magnet yang berbeda jenis akan tarik-menarik

Saat dua buah magnet saling didekatkan akan

timbul gaya pada kutub-kutubnya. Gaya-gaya itu akan

membentuk gaya keseluruhan, pada magnet berupa

gaya tarik atau gaya tolak; bergantung pada posisi kedua

magnet tersebut. Agar kamu lebih memahami hal ini,

lakukan kegiatan 4.3

Saat dua buah magnet berdekatan dan menimbulkan

gaya diantara keduanya, atau terhadap benda lain, kita

tidak dapat melihat ada apapun diantara keduanya. Gaya

yang timbul semacam ini kita kenal dengan nama gaya

tak sentuh. Kedua benda dapat melakukan gaya berkat

adanya medan magnet disekitarnya.

Medan adalah suatu konsep yang sangat abstrak.

Medan tidak dapat dilihat dengan mata. Adanya medan

hanya dpat diketahui dengan mengamati pengaruhnya

pada benda lain. Medan magnet adalah daerah dimana

pengaruh suatu magnet masih dapat dirasakan oleh

benda lain. Pengaruh tersebut dapat berupa gaya tarik

atau gaya tolakpada benda lain walaupun benda tersebut

letaknya cukup jauh dari magnet.



Bab IV KemagnetanGaya Antar-kutub Magnet Batang

Tujuan:

Mengamati gaya antar-kutub magnet batang

Alat dan bahan:

Dua buah magnet batang

Sebuah statif

Seutas benang

Langkah kerja:

1. tentukan kutub-kutub magnet batang. Biasanya kutub utara magnet diberi warna merah, sedangkan

kutub selatan diberi warna biru.

2. gantung salah satu magnet batang pada statif dengan benang sehingga dapat bergerak bebas.

Perhatikan gambar disamping

3. pegang magnet batang yang lain. Dekatkan salah satu ujung magnet yang kamu pegang ke salah satu

ujung magnet yang digantung

4. apakah yang kaum amati jika.

a. Kutub utara didekatkan ke kutub selatan?

b. Kutub utara didekatkan ke kutub utara?

c. Kutub selatan didekatkan ke kutub selatan?

d. Kutub selatan didekatkan ke kutub utara?

Suatu magnet dapat mempengaruhi magnet atau benda

lain meskipun tidak bersentuhan berkat adanya medan

magnet. Medan inilah yang sebenarnya bersentuhan

dengan medan magnet atau benda lain. Bagimana kita

dapat membayangkan adanya medan magnet? Coba

kamu ingat definisi medan magnet. Untuk

menggambarkan medan magnet kita cukup mengamati

benda yang dipengaruhi megnet. Untuk lebih

memperjelas bahasan mengenai medan magnet.

Gambar 4.8 Jarum kompas menunjukan arah garis gaya

magnet di titik tempatnya berada

Akibat pengaruh medan magnet, serbuk besi

membentuk pola yang berbentuk garis-garis magnet.

Garis gaya magnet adalah garis khayal yang merupakan

lintasan kutub utara magnet elementer jika dapat

bergerak beras. Garis gaya magnet selalu melengkung

dengan arah keluar dari kutub utara magnet menuju

kutub selatan magnet dan tidak pernah berpotongan.

Penggambaran garis-garis gaya magnet menunjukkan

adanya sifat kemagnetan suatu benda, yaitu:

Garis gaya magnet tidak pernah berpotongan,

Makin rapat garis gaya magnet di suatu tempat

berarti makin kat medan magnet di tempat itu.

Jumlah garis gaya (disebut juga fluks magnet)

yang keluar dari kutub utara magnet selalu sama

dengan jumlah garis gaya yang masuk ke kutub

selatan magnet,

Makin jauh dari kutub magnet maka makin lemah

medan magnet yang dimiliki benda.


Bab IV KemagnetanMedan magnet juga dapat diamati dengan

menempatkan kompas kecil di sekitar magnet. Jarum

kompas akan menunjkkan arah garis gaya magnet pada

titik tersebut

Dengan memindah-mindahkan letak kompas di

sekitar magnet, arah garis-garis gaya magnet dapat

kamu amati dengan lebih jelas.

Jika dua buah magnet diletakkan berdekatan,

medan magnet keduanya akan bergabung membentuk

sebuah medan. Berikut ini adalah contoh dua magnet

batang yang diletakkan saling berhadapan dengan

kutub-kutub magnet sejenis dan berbeda.

Pada dua kutub magnet sejenis yang diletakkan

berhadapan akan membentuk suatu titik netral. Pada

titik ini medan yang dihasilkan kedua magnet saling

menghilangkan. Dengan kata lain, pada titik ini tidak

ada medan magnet sehingga tidak ada gaya magnet.

Medan Magnet Bumi

Jarum ompas biasanya terbuat dari batang magnet tipis

yang kedua ujungnya mengecil.

Gambar 4.9 Medan magnet bumi membuat jarum kompas

mengarah utara selatan


Letak Kutub Magnet Bumi

Tujuan:

Menentukan letak kutub magnet bumi

Alat dan bahan:

5. Sebuah pisau silet

6. Sepotong gabus

7. Sebuah ember

8. Air secukupnya

Langkah kerja:

a. Tuang air ke dalam ember dan apungkan potongan gabus di permukaan air.

b. Letakan pisau silet di atas potongan gabus

c. Setelah permukaan air menjadi tenang, ke arah manakah pisau silet menghadap?

Seperti jarum. Bagian tengah benda ini diletakkan pada

suatu penyangga agar dapat bergerak bebas. Jika tidak

ada magnet lain di sekitarnya, ujung-ujung jarum

kompas selalu menunjuk ke arah utara dan selatan. Hal

ini menunjukkan bahwa disetiap tempat di permukaan

bumi terdapat gaya magnet yang bekerja pada kutub

magnet jarum kompas. Adanya gaya magnet ini berarti

pula bahwa bumi memiliki medan magnet. Medan

magnet bumi ditimbulkan oleh sifat kemagnetan bumi.

Sifat inilah yang membuat Gilbert mengira ada

magnet raksasa di dalam perut bumi. Namun sekarang

kita tahu bahwa di dalam perut bumi tidak ada magnet

raksasa.. meski demikian, kita juga masih belum tahu

pasti apa penyebab adanya medan magnet bumi.


Bab IV KemagnetanSecara geografis, kutub utara dan kutub selatan

bumi selalu tetap. Kutub-kutub bumi itu didefinisikan

sebagai poros perputaran bumi. Sebaliknya, kutub utara

dan kutub selatan magnet selalu berubah-ubah. Saat ini

kutub magnet yang dituju oleh kutub utara jarum

kompas terletak kurang lebih 1 600 km di sbelah

selatan kutub utara bumi atau sekitar 150 dari poros

perputaran bumi. Dengan kata lain, kutub magnet bumi

tidak tepat berimpit denga kutub geografis bumi.

Karena arah jarum kompas selalu berimpit

dengan arah garis gaya megnet bumi, arah yang

dibentuk jarum kompas di berbagai tempat di

permukaan bumi selalu berbeda. Perbedaan tersebut

dapat terjadi pada arah horizontal maupun vertikal. Oleh

karena itu, kedua macam sudut yang dibentuk oleh

jarum kompas harus diperhitungkan untuk

menggambarkan arah suatu tempat. Para ahli

menamakan kedua sudut itu sebagai sudut deklinasi

dan sudut inklinasi.

Sudut Deklinasi

Garis bujur geografis adalah garis yang

melewati suatu titik di permukaan bumi yang

menghubungkan kutub utara dan kutub selatan bumi.

Penyimpangan arah utara-selatan kutub magnet

magnet jarum kompas terhadap arah utara-selatan

kutub geografis bumi disebut deklinasi. Besarnya

deklinasi dinyatakan dengan sudut antara arah utara

geografis bumi dan arah utara yang ditunjukkan

magnet. Jika kamu mengelilingi bumi sejajar garis

khatulistiwa sambil membawa kompas, kamu akan

mendapatkan bahwa pada berbagai garis bujur

arah kutub utara dan kutub selatan yang dibentuk oleh

jarum kompas terhadap arah utara-selatan geografis

bumi umumnya berbeda. Setalh itu, besar sudut

deklinasi suatu tempat juga berubah setaiap tahun.

Untuk menentukan sudut deklinasi kamu dapat

melakukan cara berikut. Tempatkan jarum kompas dia

atas poros yang memungkinkannya dapat bergerak

bebas pada arah mendatar. Bandingkan arah kutub

utara-selatan geografis tempat kamu melakukan

pengamatan. Sudut yang dibentuk oleh kedua arah

terseut adalah sudut deklinasi tempat itu.

Sudut Inklinasi

Arah garis gaya magnet bumi tidak sejajar dengan

permukaan bumi. Akibatnya, gerak mendatar jarum

kompas pada porosnya tidak tepat mendatar. Posisi

jarum kompas ternyata agak miring. Kemiringan antar

jarum kmpas terhadap garis mendatar disebut inklinasi.

Gambar 4.10 Sudut inklinasi menyatakan kemiringan jarum

kompas terhadap arah mendatar

Besarnya inklinasi dinyatakan dengan sudut yang

terbentuk dari kemiringan itu. Karena kutub utara-selatan

magnet bumi tidak tepat berimpit dengan kutub utara-

selatan geografis bumi, daerah di berbagai garis lintang

memiliki sudut inklinasi yang berbeda. Namun, pada

lintang tertentu selalu terdapat dua tempat yang memiliki

sudut deklinasi yang sama.

Jika kutub utara jarum kompas berada di sebelah atas

garis mendatar berarti tempat tersebut memiliki sudut

inklinasi positif. Sebaliknya, jika kutub utara jarum

kompas berada di sebelah bawah garis mendatar berarti


Bab IV Kemagnetantempat tersebut memiliki sudut inklinasi negatif. Dengan

demikian, kamu dpat menunjukan bahwa sudut inklinasi

di kutub selatan bumi adalah +900, sedangkan di kutub

utara bumi adalah -900, sudut inklinasi di tempat-tempat

lain di permukaan bumi berkisar antara -900 sampai

+900. makin dekat di khatulistiwa, sudut inklinasil di

tempat itu makin mendekati 0o

untuk menentukan sudut inklinasi kamu dapat

melakukan cara berikut. Tempatkan jarum kompas di

atas poros yang memungkinkannya dapat bererak

bebas pada arah vertikal. Bandingkan arah kutub utara-

selatan jarum kompas terhadap arah mendatar tempat

kamu melakukan pengamatan. Sudut yang dibentuk

oleh kedua rah tersebut adalah sudut inklinasi tempat

itu.

Pada awal ditemukannya metode pelayaran,

orang tidak berani berlayar jauh dari garis pantai. Hal itu

karena mereka takut kehilangan arah dan akhirnya

tersesat di tengah keluasan samudra. Namun seiring

dengan perkembangan pengetahuan manusia, orang

mulai berani berlayar jauh ke tengah lautan dengan

berpedoman pada benda-benda langit sebagai

penunjuk arah. Mengapa kemudian nahkoda kapal lebih

suka menggunakan kompas ketimbang bintang-bintang

di langit untuk menentukan arah? Diskusikan dengan

rekanmu kelebihan dan kekurangan menggunkan

kompas daripada bintang.

B. MEDAN AGNET DI SEKITAR PENGHANTAR

BERARUS LISTRIK

Banyak gejala fisika yang ditemukan secara

tidak sengaja. Tidak jarang pula penemuan tersebut

justru membawa dampak yang luar biasa bagi

kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi. Salah satu

penemuan tersebut adalah penemuan medan magnet di

sekitar penghantar berarus istrik oleh Hans Christian

Oersted (1777-1851)

Pada musim semi tahun 1891, ketika sedang

mempersiapkan kuliah bagi mahasiswa tingkat akhir,

Oersted mengamati bahwa jarum kompas bergetar saat

terjadi petir. Saat itu sebenarnya muncul arus listrik yang

besar dari awan ke tanah atau dari kumpulan awan yang

satu ke kumpulan awan yang lain. Jika sampai

berpengaruh pada jarum kompas, apakah hal itu berarti

arus listrik menghasilkan medan magnet?

Setelah kuliah berakhir, ia menempatkan

kompas di baah kawat platina yang lurus pada arah

utara-selatan jarum kompas. Kemudian, ia mengalirkan

arus listrik yang cukup besar sepanjang kawat platina.

Ternyata sekarang jarum kompas menyimpang hingga

tegak lurus terhadap arah kawat. Gejala ini hanya dapat

terjadi jika kawat yang dialiri arus listrik menghasilkan

medan magnet disekitarnya. Arah garis gaya magnet di

sekitar kawat berarus listrik adalah tegak lurus kawat.

Akibatnya, jarum kompas cenderung mengambil arah

tegak lurus kawat itu. Oersted juga mengamati bahwa

kawat yang dialiri arus listrik memberikan gaya pada

magnet.

Gambar 4.11 Aturan tangan kanan

Jika arus listrik menghasilkan medan magnet di

sekitarnya, bagaimana hubungan antara kuat medan

magnet yang dihasilkan dengan kuat arus listrik yang

mengalir dan jaraknya dari kawat? Apakah dengan

makin besar kuat arus listrik yang mengalir dan jaraknya

dari kawat? Apakah dengan makin besar kuat arus listrik

yang mengalir akan memperbesar kuat medan magnet,

atau sebaliknya? Untuk mengetahui hubungan antara

ketiga besaran itu, lakukan kegiatan 4.5



Bab IV Kemagnetan

Hubungan Antara Arah Arus, Medan Magnet, dan Kuat Arus Listrik

Tujuan:

mencari hubungan antara arah arus, medan magnet, dan kuat arus listrik

Alat dan bahan:

1. Sebuah kompas

2. Kawat lurus sepanjang 20 cm

3. Hambatan geser

4. Sebuah ammeter

5. Sebuah baterai 9 V

6. Kabel penghantar secukupnya

7. Sebuah saklar

8. Dua buah lampu

Langkah kerja:

a. Susun rangkaian seperti gambar di samping

b. Letakkan kawat lurus sejajar jarum kompas. Biarkan saklar dalam keadaan terbuka.

c. atur posisi hambatan geser agar berada pada nilai terbesarnya. Tutup saklar dan catat kuat

arus listrik yang ditunjukkan ammeter. Apakah yang terjadi pada jarum kompas?

d. Atur posisi hambatan geser agar berada pada nilai tengahnya. Catat kuat arus listrik yang

ditunjukkan ammeter. Apakah yang terjadi pada jarum kompas?

e. atur posisi hambatan geser agar berada pada nilai terkecilnya. Catat kuat arus listrik yang

ditunjukkan ammeter. Apakah yang terjadi pada jarum kompas?

f. Ulangi langkah 3 hingga langkah 5 dengan membalik kutub-kutub baterai yang dihubungkan

ke rangkaian. Apakah yang kamu amati?

g. Ulangi langkah 3 dengan menjauhkan kawat dari kompas. Apakah yang kamu amati?

jarum kompas hanya menyimpang pada saat kawat

dialiri arus listrik. Penyimpangan ini disebabkan adanya

gaya magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik. Dengan

demikian, hal itu menunjukkan bahwa disekitar arus

listrik terdapat medan magnet. Arah medan magnet

bergantung pada arah arus listrik.

Gambar 4.12 arah garis-garis gaya magnet pada kawat

melingkar

Jika arah arus listrik diubah, arah medan magnet un

berubah, besarnya medan magnet di suatu tempat di


Bab IV Kemagnetansekitar kawat berarus listrik dinyatakan dengan kuat

medan magnet.

Dengan mengubah-ubah kuat arus listrik yang

mengaliri kawat ternyata sudut simpangan jarum

kompas juga berubah. Makin besar kuat arus listrik

yang mengalir pada kawat, makin besar pula sudut

simpangan jarum kompas. Hal ini menunjukkan bahwa

kuat medan magnet sebanding dengan kuat arus listrik.

Jika kuat arus listrik yang dialirkan pada kawat tetap,

namun jarak kawat dari kompas dijauhkan, ternyata

sudut simpangan jarum kompas juga berubah. Makin

besar jarak antara kawat dan kompas, makin kecil sudut

simpangan jarum kompas. Hal ini menunjukkan bahwa

kuat medan magnet berbanding terbalik dengan jarak.

Untuk mengamati arah medan magnet di

sekitar kawat lurus berarus listrik lakukan kegiatan 4. 6

Gambar 4.13 aturan sekrup

Garis-garis gaya medan magnet yang dihasilkan oleh

kawat lurus berarus listrik ternyata berbentuk melingkar

dan berpusat pada kawat. Arah garis-garis gaya magnet

itu dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan.

Caranya adalah sebagai berikut. Misalkan, tanganmu

menggengam kawat lurus berarus listrik tersebut.

Julurkan ibu jarimu hingga sejajar kawat. Menurut aturan

tangan kanan, arah ibu jari sama dengan arah aliran arus

listrik dalam kawat. Sementara itu, arah melingkarnya

keempat jarimu yang lain sama dengan arah garis-garis

gaya magnet.

Arah garis-garis gaya magnet di sekitar kawat lurus

berarus pada kegiatan 4.6 adalah:


Arah Medan Listrik di Sekitar Kawat Lurus Berarus Listrik

Tujuan:

Mengamati arah medan listrik di sekitar kawat lurus berarus listrik.

Alat dan bahan:

1. Kawat lurus sepanjang 20 cm

2. Sebuah kompas kecil

3. Selembar karton seukuran kuarto


5. Sebuah saklar

6. Kabel penghubung secukupnya

Langkah kerja:

h. Lubangi bagian pusat karton dan masukkan kawat hingga menembus lubang itu secara

tegak lurus. Perhatikan gambar di samping


Bab IV Kemagnetani. Hubungkan kedua ujung kawat dengan kutub-kutub baterai. Biarkan saklar terbuka

j. Tutup saklar dan letakkan kompas di atas karton. Tentukan arah yang ditunjukkan kutub

utara jarum kompas di berbagai tempat mengitari kawat. Apa yang kamu amati?

k. Ulangi langkah 3 dengan mengubah kutub-kutub baterai yang dihubungkan ke kawat. Apa

yang kamu amati?

melingkari kawat. dengan begitu, jika kawat itu

diletakkan di dekat kompas, jarum kompas akan

mengambil arah tegak lurus kawat. ketika tangan

seolah-olah menggengam kawat dan ibu jari diarahkan

sesuai dengan arah arus listrik, keempat jari lainnya

melingkar sesuai dengan arah melingkarnya medan

magnet di sekitar kawat. jika arah arus listrik dibalik,

genggaman tanganpun harus dibalikhingga berlawanan

dengan sebelumnya. Akibatnya, arah garis-garis gaya

magnet yang dihasilkan pun menjadi berlawanan

dengan sebelumnya.

Karena keterbatasan tempat atau memang

diperlukan demikian, kita seringkali menggunakan

kawat berarus listrik yang sudah dilengkungkan.

Bagaimana cara menentukan arah garis gaya magnet

pada kawat seperti itu?

Perhatikan gambar 4.17. garis- garis gaya

magnet pada kawat melingkar berarus listrik masuk dari

salah satu permukaan lingkaran dan keluar dari

permukaan yang lain. Arah garis gaya magnet pada

kata melingkar dapat ditentukan dengan aturan tangan

kanan. Namun, selain cara itu kita juga bisa

menggunakan cara lain yang disebut aturan sekrub.

Caranya adalah sebagai berikut. Misalkan, kamu

hendak memakukan sebuah sekrub pada kawat

melingkar tadi. Putarlah sekrub searah dengan arah

arus listrik. Gerak sekrub sama dengan arah garis-garis

gaya magnet dalam kawat melingkar berarus listrik itu.

Medan Magnet Kumparan Berarus

Kuat medan magnet yang ditimbulkan oleh

sebuah lingkaran kawat biasanya relatif lemah.

Pengaruhnya terhadap lingkunganpun relatif kecil.

Untuk mendapatkan medan magnet yang lebih kuat

dapat dengan cara membuat lilitan kawat penghantar

(kumparan). Kumoaran yang panjang dan rapat disebut

selenoinda.

Ciri utama magnet batang adalah bentuknya

yang seperti batangan dan letakkutub magnet yang

berada di kedua ujungnya. Jika kita membuat kumparan

dari kawat penghantar, dari luar akan nampak

menyerupai batang lingkaran. Perbedaannya adalah

pada kumparan terdapat rongga sedangkan pada batang

tidak terdapat rongga.

Jika kumparan dialiri arus listrik, tiap lilitan kawat akan

menghasilkan medan magnet di sekitarnya. Arah garis-

garis medan magnetnya pun melingkar mengelilingi

kawat. medan magnet yang ditimbulkan oleh suatu lilitan

diperkuat oleh lilitan yang lain.

Medan magnet merupakan besaran vektor

sehingga penjumlahannya pun harus dilakukan secara

vektor. Jika kumparan dibentuk oleh N buah lilitan,

medan magnet di tiap lilitan merupakan penjumlahan

vektor dari medan magnet yang dihasilkan masing-

masing lilitan.

Jik kumparan cukup panjang dan lilitan

berjumlahcukup banyak, diketahui bahwa garis-garis

magnet hanya keluar atau masuk di ujung-ujung

kumparan.

Garis-garis gaya magnet tidak ada yang keluar

atau masuk melalui permukaan kumparan. Ini berarti

ujung kumparan telah berubah menjadi kutub-kutub

magnet. Salah satu ujung kumparan adalah kutub utara

sedangkan ujung lainnya adalah kutub selatan. Karena

dari luar kumparan tampak seperti batang dan ujung-


Bab IV Kemagnetanujungnya berfungsi seperti kutub-kutub magnet, dapat

kita katakan bahwa kumpatran yang dialiri arus listrik

bersifat seperti magnet batang.

Kuat medan magnet yang dihasilkan oleh

masing-masing lilitan sebanding dengan arus listrik

yang mengalir dalam kumparan. Arus listrik yang

mengalir dalam tiap lilitan sama besarnya. Setiap lilitan

menghasilkan medan magnet yang kuatnya sebanding

dengan arus listrik. Karena medan magnet total

merupakan jumlah medan magnet dari setiap lilitan, kuat

medan yang dihasilkan kumparan sebanding dengan

kuat arus yang mengalir pada kumparan. Agar kamu

lebih memahami hal tersebut lakukan kegiatan 47


Mengamati Medan Magnet Kumparan Berarus

Tujuan:

Mengamati medan magnet kumparan berarus

Alat dan bahan:

1. Sebuah magnet batang

2. Kawat tembaga sepanjang 20 cm


4. Sebuah saklar

5. Serbuk besi secukupnya

6. Selembar karton berukuran kuarto

Langkah kerja:

a. Potong karton menjadi dua bagian yang sama besar

b. Lubangi karton sesuai ukuran magnet batang dengan arah rebah mendatar

c. Atur sedemikian hingga magnet batang dapat tetap masuk ke dalam lubang.

d. Taburkan bubuk besi di sekitar magnet batang.

e. Getarkan karton perlahan-lahan hingga serbuk besi membentuk pola tertentu di sekitar

magnet batang

f. Lubangi karton yang lain di beberapa tempat yang berbeda membentuk dua barisan

g. Masukkan kawat tembaga ke dalam lubang-lubang tadi untuk membentuk kumparan

h. Hubungkan ujung-ujung kumparan pada rangkaian seperti pada gambar di samping

i. Taburkan serbuk besi di sekitar kumoaran

j. Hubungkan saklar hingga arus listrik dapat mengaliri kumparan

k. getarkan karton perlahan-lahan hinga serbuk besi membentuk pola tertentu di sekitar

kumparan

l. bagaimana pola yang dibentuk serbuk besi di sekitar magnet batang dan kumparan? Apakah

ada kemiripan di antara keduanya?

Medan magnet yang dihasilkan kumparan tidak

terlalu besar. Untuk meningkatkan medan yang

dihasilkan kumparan, di dalm rongga kumparan

dimasukkan bahan yang mengandung magnet-magnet

elmenter, seperti besi, baja, kobalt, nikel. Bahan-bahan


Bab IV Kemagnetanini dijadikan inti kumparan. Medan magnet yang

dihasilkan dalam rongga kumparan akan menginduksi

magnet elementer dalam bahan tersebut. Magnet-

magnet elementer itu cenderung mengambil arah

sesuai dengan arah medan magnet kumparan.

Akibatnya, muncul dua sumber magnet, yaitu kumparan

itu sendiri dan inti kumparan yang telah menjadi

magnet. Medan magnet keduanya sama dengan jumlah

medan magnet dari kedua sumber tersebut. Medan

magnet yang dihasilkan inti kumparan bisa mencapai

ratusan hingga ribuan kali medan magnet yang

dihasilkan kumparan tanpa inti kumparan.

Magnet yang dibuat secara induksi magnet itu

disebut elektromagnet. Kekuatan medan magnet yang

dihasilkan elektromagnet bergantung pada jumlah lilitan

kumparan dan arus listrik yang mengalir dalam

kumparan. Makin banyak lilitan yang membentuk

kumparan berarti makin besar pula kuat medan

magnetnya. Dengan demikian, kita dapat mengatur kuat

medan yang diinginkan. Jika arus listrik yang mengalir

nol, tidak ada medan magnet yang dihasilkan. Jika arus

listrik yang dialirkan besar, medan magnet yang

dihasilkan pun besar. Jika arah arus listrik dibalik,

kutub-kutub magnet yang dibentuk elektromagnet pun

terbalik. Ujung ang semula kutub utara akan menjadi

kutub selatan. Begitu pula sebaliknya.

Elektromagnet dapat dibuat menjadi berbagai

macam bentuk. Caranya adalah dengan membuat inti

kumparan sesuai dengan bentuk yang diinginkan, baru

kemudian dililiti kawat sebagai kumparannya.

Elektromagnte banyak diaplikasikan karena

keunggulannya ini. Berikut ini akan kita bahas beberapa

aplikasi sederhana yang menggunakan elektromagnet.

Bel listrik

Skema bel listrik dapat kamu lihat pada gambar 4.20.

bel listrik terdiri dari bagian-bagian sebagai berikut:

Besi U yang dililiti kawat dengan arah yang

berlawanan

Interuptor yang berfungsi sebagai pemutus arus

listrik

Besi lunak yang diikatkan pada sebuah pegas

baja

Bel sebagai sumber bunyi

Gambar 4.14 Skema bel listrik

Cara kerja bel listrik adalah sebagai berikut.

Ketika saklar ditekan hingga menutup rangkaian, arus

listrik mengalir dari sumber arus listrik (biasanya berupa

baterai) menuju interuptor. Kemudian, arus itu menuju

pegas baja dan selanjutnya menuju ke kumparan di besi

U. adanya arus listrik yang mengalir melalui kumparan

mengakibatkan besi U berubah menjadi magnet dan

menarik besi lunak yang dilekatkan pada pegas baja.

Tertariknya besi lunak beserta pegas baja

mengakibatkan pegas baja memukul bel hingga

berbunyi.

Pada saat yang sama hubungan pegas baja dengan

interuptor terputus sehingga arus listrik berhenti

mengalir. Berhentinya aliran arus itu menyebabkan besi

U kehilangan sifat magnetnya. Akibatnya, pegas baja

kembali ke keadaan semula. Pegas baja kembali

berhubungan dengan interuptor, dan seterusnya

berulang kali. Karena proses itu terjadi berulang kali

maka bel terdengar nyaring.


Bab IV KemagnetanRelai

Alat ini berfungsi untuk menghubungkan atau

memutuskan arus listrik yang besar dengan

menggunakan arus listrik yang kecil. Jadi, relai, memiliki

fungsi seperti saklar untuk rangkaian listrik yang

berarus besar.

Gambar 4.15 skema relai

Cara kerja relai adalah sebagai berikut. Ketika

ada arus listrik lemah pada kumparan, inti besi lunak

menarik lempeng. Lempeng yang bergerak pada poros

akan menghubungkan saklar. Akibatnya, terjadi

rangkian tertutup. Jika arus listrik lemah diputuskan,

saklar menjai terputus. Akibatnya, terjadi rangkaian

terbuka.

Pesawat Telepon

Pada era globalisasi ini pesawat telepon

merupakan salah satu sarana komunikasi yang sangat

penting. Dengan pesawat telepon, orang tidak perlu

menempuh jarak ratusan dan bahkan ribuan kilometer

untuk sekedar berkomunikasi.

Telepon mempeunyai dua bagian penting, yaitu

bagian pengirim (pemancar) dan bagian penerima.

Prinsip kerja telepon adalah mengubah gelombang

suara yang merupakan gelombang mekanik menjadi

getaran-getaran listrik dalam rangkaian listrik.

Prosesnya adalah ketika kamu berbicara maka

gelombang suaramu dapat menggetarkan selaput

aluminium. Akibatnya, serbuk-serbuk karbon menjadi

tertekan pula. Tekanan pada karbon menyebabkan

hambatan serbuk menjadi kecil sehingga sinyal listrik

dapat mengalir melalui rangkaian. Proses tersebut terjadi

di dalam pesawat pengirim.

Sinyal listrik yang dihasilkan oleh pesawat

pengirim (mikrofon) diterima oleh pesawat penerima

(telepon). Sinyal tadi diubah menjadi tekanan-tekanan

suara. Proses pengubahan itu berlangsung sebagai

berikut. Akibat sinyal listrik yang diterima oleh

elektromagnet, selaput besi yang ada di dalam pesawat

penerima akan tertarik atau terdorong. Tertarik atau

terdorongnya selaput besi akan membuatnya bergetar

dan menghasilkan tekanan-tekanan suara yang sama

dengan tekanan suara yang dikirim oleh mikroon. Oleh

karena itu, kamu dapat mendengar semua informasi

yang dikirim secara jelas dan tepat.

Gambar 4.16 skema telepon

Telepon genggam tidak lagi menggunakan

elektromagnet atau bubuk karbon. Telepon jenis ini

menggunakan bahan piezoelektrik. Jika dikenai tekanan,

misalnya tekanan suara, bahan ini menghasilkan arus

listrik. Sifat ini dapat menggantikan peranan selaput dan

bubuk karbon pada bagian pengirim. Jika dikenai arus

listrik yang besarnya berubah-ubah, bahan ini akan


Bab IV Kemagnetanbergetar mengikuti perubahan kuat arus. Sifat ini dapat

menggantikan peranan elektromagnet dan selaput pada

bagian penerima. Arus listrik yang dihasilkan ataupun

yang digunakan untuk menggetarkan bahan

piezoelektrik cukup kecil sehingga telepon genggam

hemat listrik.

C. GAYA MAGNET PADA PENGHANTAR BERARUS

LISTRIK

Percobaan yang dilakukan Oersted

menunjukkan bahwa kutub magnet jarum mengalami

gaya magnet yang ditimbulkan arus listrik. Ternyata

penghantar yang berarus listrik di dalam medan magnet

juga mengalami gaya magnet. Gaya magnet pada

penghantar berarus listrik pertama kali diamati oleh

Hendrik Antoon Lorentz (1853-1928), seorang fisikawan

Belanda yang juga peraih Nobel untuk fisika.

Berdasarkan pengukuran yang teliti, Lorentz

mendapati bahwa besarnya gaya magnet sebanding

dengan kuat kuat medan magnet, kuat arus listrik, dan

panjang kawat. selain itu, gaya magnet juga bergantung

pada sudut yang dibentuk antara arah aliran listrik

dengan arah medan magnet. Untuk arah aliran arus

listrik tegak lurus terhadap arah medan magnet,

gaya magnet dapat dinyatakan sebagai berikut.

(4-1)

dengan F = gaya magnet yang dialami kawat (Newton).

B = kuat medan magnet pada tempat kawat berada

(tesla), I = kuat arus listrik yang mengalir pada kawat

(ampere), dan l = panjang kawat (meter)

persamaan 4-1 seribng disebut hukum Lorentz dan gaya

magnet yang dihasilkan disebut gaya Lorentz.

Gambar 4.17 aturan tangan kanan untuk menentukan gaya

magnet

Arah gaya Lorentz dapat ditentukan dengan aturan

tangan kanan. Namun, posisi telapak tangan tidak

tergenggam melainkan membuka. Caranya adalah

sebagai berikut. Bukanlah telapak tanganmu dan

rapatkan keempat jarimu. Ibu jari dibuka hingga tegak

lurus terhadap keempat jari lainnya. Ibu jari ini

menunjukkan arah arus listrik (I). keempat jari

menunjukkan arah medan magnet (B), sedangkan

telapak tangan yang membuka menunjukkan arah gaya

Lorentz (F). Timbulnya gaya magnet pada penghantar

berarus listrik di dalam medan magnet memungkinkan

berputarnya kumparan penghantar arus listrik di dalam

medan magnet. konsep ini merupakan prinsip kerja

beberapa alat yang mengubah energi listrik menjadi

energi mekanik. Berikut ini akan kita bahas cara kerja

motor listrik dan alat ukur listrik.

Contoh 1.1

Sebuah kawat sepanjang 1 m berada dalam medan magnet yang tegak lurus terhadap arah medan. Arus listrik

yang mengalir dalam kawat sebesar 0,4 A. jika kuat medan magnet adalah 1 mT. berapakah gaya lorentz yang

dialami kawat)

Jawab:

Kuat arus listrik, I = 0,4 A

Kuat medan magnet, B = 1 mT= 0,001 T

Panjang kawat, l = 1m

Gaya Lorentz


Bab IV Kemagnetan

Jadi, gaya Lorentz yang dialami kawat sebesar 0.0004 N

Motor Listrik

Alat ini diterapkan seperti misalnya pada pompa

air listrik, mesin jahit listrik, bor listrik, dan mesin bubut.

Saat motor listrik dihubungkan dengan sumber arus

listrik, arus listrik mengalir dari sikat karbon menuju

komutator. Selanjutnya, arus listrik menuju kumparan

sehingga kumparan mengalami gaya Lorentz. Arah

gaya Lorentz dapat ditentukan dengan aturan tangan

kanan. Pada bagian kiri kumparan (lihat gambar) akan

tibul pula gaya Lorentz yang arahnya berlawanan

sehingga kumparan pun dapat berputar. Makin besar

arus listrik yang mengalir, makin cepat pula kumparan

berputar. Akibatnya, motor listrik bergerak makin cepat.

Motor listrik jenis ini selalu bergerak selama ada

arus listrik yang melalui kumparan. Selain motor listrik

yang bergerak terus-menerus (kontinu) seperti ini, ada

juga motor listrik yang tidak bergerak terus-menerus

(tidak kontinu). Motor ini akan bergerak jika diberikan

pulsa listrik, yaitu emberian arus listrik yang besar

secara tiba-tiba dalam waktu yang hanya sesaat.

Gambar 4.18 skema motor listrik

Ketika mendapat pulsa listrik, motor tersebut

hanya berputar sedikit. Untuk memutar lebih jauh lagi

perlu diberikan pulsa berikutnya. Agar motor dapat terus

berputar maka harus diberikan pulsa listrik secara terus

menerus. Kecepatan putaran motor listrik jenis ini

bergantung pada kecepatan pemberian pulsa. Makin

banyak pulsa yang diberikan tiap detik maka makin cepat

putaran motor listrik. Motor jenis ini disebut motor tahap

(stepper motor). Motor ini umumnya digunakan untuk

mengatur posisi suatu alat dengan teliti. Contoh

penggunaan motor tahap adalah penggerak head printer,

motor penggerak harddisk komputer, motor penggerak

head VCD/DVD, dan motor pada robot.

Alat ukur listrik, seperti voltmeter, ammeter, dan

ohmmeter, menggunakan prinsip kerja motor listrik untuk

menentukan besaran yang akan diukurnya. Susunan di

dalam alat ukur listrik mirip dengan susunan motor listrik.

Bedanya, gerakan kumparan tidak dibuat bebas tetapi

dikaitkan pada semacam pegas yang elastis. Pada

kumparan ditempeli jarum penunjuk skala. Jika pada

kumparan mengalir arus listrik, kumparan akan

cenderung berputar. Karena ada pengait pegas maka

kumparan hanya berputar sampai sudut yang seimbang

dengan tarikan pegas. Pada sudut sebesar itu kumparan

akan berhenti bergerak dan jarum menunjuk ke suatu

angka tertentu untuk menginformasi nilai besaran listrik

yang terukur. Makin besar arus listrik yang terukur. Makin

besar arus listrik yang mengalir pada kumparan, maka

makin besar gaya Lorentz yang dialami kumparan.

Akibatnya, makin besar pula posisi keseimbangan jarum

dan nilai besaran yang dibaca.

Besaran yang diukur pada alat ukur listrik harus

diubah menjadi besaran arus listrik. Jika yang diukur

adalah beda potensial listrik, besaran itu harus diubah

terlebih dahulu ke dalam besaran arus listrik.

Pengubahan tersebut dilakukan dengan cara

melewatkan beda potensial listrik pada suatu hambatan.

Oleh karena itu, di dalam voltmeter terdapat banyak

hambatan. Beda potensial yang akan diukur mengalir


Bab IV Kemagnetanmelalui hambatan sehingga menghasilkan arus listrik.

Selanjutnya, arus listrik ini mengalir pada kumparan

sehingga kumparan berputar hingga sudut

keseimbangannya. Besarnya sudut ini bergantung pada

arus listrik yang mengalir pada kumparan. Dengan kata

lain, sudut penyimpangan alat ukur bergantung pada

beda potensial yang sedang diukur.

Jika kita mengukur nilai hambatan suatu

resistor, hambatan tersebut juga harus dinyatakan

dalam besaran arus listrik. Akibatnya, pada rangkaian

ohmmeter harus ada sumber arus listrik, arus listrik

yang dihasilkan sumber itu mengalir menuju kumparan.

Akibatnya, kumparan pun berputar hingga sudut

keseimbangannya. Besar sudut itu bergantung pada

arus listrik yang mengalir dalam kumparan. Dengan kata

lain, sudut penyimpangan alat ukur bergantung pada

hambatan yang sedang diukur. Tiga alat ukur listrik

sering digabung menjadi sebuah alat ukur multifungsi

yang disebut multimeter. Alat ini menyediakan fasilitas

pengukuran kuat arus, beda potensial, dan hambatan

listrik. Pemilihan besaran yang akan diukur dilakukan

dengan memutar tombol yang tersedia pada alat

tersebut. Pada multimeter selalu dipasang baterai yang

sebenarnya hanya dimanfaatkan untuk mengukur

hambatan listrik. Agar pengukuran nilai hambatan dapat

dilakukan dengan baik, kondisi baterai yang terdapat di

dalam multimeter harus dipastikan masih baik.

UJI PEMAHAMAN

A. Pilihan ganda

1. Makin jauh jarak suatu titik dari magnet, maka.....

a. makin kuat medan magnet di titik

tersebut

b. makin rapat garis gaya magnet di titik

tersebut

c. makin renggang garis gaya magnet di

titik tersebut

d. makin kuat gaya yang dialami jarum

kompas di titik tersebut

2. Dua buah permukaan berbentuk lingkaran masing-

masing ditembus oleh garis gaya magnet secara

tegak lurus. Luas permukaan pertama dua kali lebih

luas permukaan kedua. Garis gaya magnet yang

menembus kedua permukaan itu sama banyaknya.

Pernyataan berikut yang benar adalah ....

a. medan magnet pada titik-titik

di kedua permukaan sama besar

b. medan magnet pada titik-titik

di permukaan pertama lebih kuat daripada

permukaan kedua

c. medan magnet pada titik-titik

di permukaan kedua dua kali lebih kuat daripada

di permukaan pertama


Bab IV Kemagnetand. informasi tidak lengkap

sehingga besar medan agnet di kedua

permukaan tidak dapat dibandingkan

3. Misalkan, kamu memiliki sebuah magnet batang

yang cukup kuat dan sebuah kompas. Pernyataan

berikut adalah benar, kecuali....

a. jika kompas berada di dekat

magnet, arah kutub magnet jarum kompas

mengikuti pola garis gaya magnet tersebut

b. jika kompas berada sangat

jauh dari magnet, arah kutub magnet jarum

kompas mengikuti pola garis gaya magnet bumi

c. berapapun jarak kompas dari

magnet, jarum kompas akan mengikuti pola

garis gaya magnet tersebut

d. arah jarum kompas dari kutub

utara sama dengan arah garis gaya magnet

pada tempat jarum kompas.

4. Cara berikut paling mungkin mengubah bahan yang

tidak bersifat magnet menjadi bahan magnet,

kecuali....

a. memukul bahan dengan palu

berkali-kali

b. menggosok bahan dengan

magnet lain ke satu arah berkali-kali

c. menempatkan bahan dalam

rongga kumparan yang dialiri arus listrik bolak-

balik

d. menempelkan kutub utara

bahan ke kutub selatan magnet lain.

5. Cara berikut dapat menghilangkan kemagnetan

suatu bahan, kecuali....

a. memukul dengan palu

berkali-kali

b. memanaskan bahan

c. menempatkan bahan dalam

rongga kumparan yang dialiri arus listrik bolak-

balik

d. menempelkan kutub utara

bahan k kutub selatan magnet lain

6. Sebuah magnet batang digantungkan pada benang

hingga dapat berputar secara bebas, pernyataan

berikut yang benar adalah....

a. kutub utara magnet tepat

menghadap ke arah utara

b. kutub utara magnet tepat

mengahadap ke arah selatan

c. kutub utara magnet

mengahadap ke arah yang mendekati arah utara

bumi

d. kutub utara magnet

mengahadap ke arah yang mendekati arah

selatan bumi.

7. Misalkan, kutub utara jarum kompas di suatu tempat

cenderung menghadap ke arah utara dan kutub

selatannya cenderung menghadap ke arah selatan.

Pernyataan berikut adalah benar, kecuali....

a. di sekitar kompas tidak ada

magnet lain

b. di sisi sebelah timur kompas

ada magnet lain yang kutub utaranya

menghadap ke selatan dan kutub utaranya

menghadap ke utara

c. di sebelah timur kompas ada

magnet lain yang kutub utaranya menghadap ke

utara dan kutub selatannya menghadap ke

selatan

d. di sebelah utara kompas ada

magnet batang yang kutub utaranya menghadap

ke utara dan kutub selatannya menghadap ke

selatan.

8. Andaikan kutub utara dan kutub selatan magnet bumi

tepat barada di khatulistiwa, maka....

a. sudut inklinasi selalu 00

b. sudut inklinasi selalu 900

c. sudut deklinasi selalu 00


Bab IV Kemagnetand. sudut deklinasi selalu 900

9. Diagram di samping ini menunjukkan arus dalam

medan magnet. gaya yang timbul berarah....

a. Masuk ke halaman

b. Keluar dari halaman

c. Menuju kutub utara

d. Menuju kutub selatan

B. Esai

1. Naila mempunyai semangkuk gula yang sedikit bercampur dengan bubuk besi

a. Bagaimanakah cara ia memisahkan keduanya?

b. Dapatkah kamu menyarankan cara lain untuk melakukannya?

2. Terdapat dua buah kompas. Slah satu kompas diletakkan di bawah kabel, sedangkan yang lain diletakkan di

atas kabel. Gambarlah posisi jarum kedua kompas jika:

a. tidak ada arus listrik yang mengalir pada kabel

b. arus listrik sebesar 30 A mengalir pada kabel

c. arus listrik sebesar 1 A mengalir pada kabel

3. Gambar di samping adalah sebuah ammeter analog (ammeter yang menggunakan jarum sebagai penunjuk nilai

besarannya). Arus listrik yang hendak diukur mengalir melalui kumparan.

4. Naila mengalirkan arus listrik sebesar 5 mA ke dalam ammeter. Jelaskan, bagaimana cara jarum ammeter

menunjuk ke tanda 5 mA dan tidak bergerak lebih jauh lagi.

5. Sebuah kawat sepanjang 20 cm dialiri arus listrik sebesar 1 A terletak pada medan. Berapakah gaya yang akan

terjadi pada kawat tersebut?


Documents

Kemagnetan