MEDAN MAGNET (bag.1)

Sifat-sifat Magnet

Besi, Nikel, Kobalt, dan beberapa jenis paduan disebut sebagai bahan Feromagnetik, karena logam-logam tersebut dapat ditarik oleh magnet.

Dengan mengolah sepotong bahan feromagnetik dengan cara khusus, bahan tersebut dapat diubah menjadi magnet permanen.

Bentuk magnet yang lazim dikenal berupa Batang, Ladam Kuda dan Jarum Kompas.

Semua magnet memiliki dua karakteristik :

1.    Magnet menarik dan menahan besi (efek gaya),
2.   .Jika dapat bergerak bebas, magnet kira-kira akan mengarah dari utara ke selatan (efek pengarahan) 

Efek pengarahan tersebut dimanfaatkan untuk membuat kompas, Jarum kompas yang dapat berputar bebas selalu mengambil posisi dalam medan magnet bumi sedemikian rupa, hingga titik yang sama kira-kira selalu menunjuk ke kutub utara geografis. Bagian jarum kompas ini dinamakan kutub utara; titik yang sebaliknya dinamakan kutub selatan.

Kutub-kutub Magnetik

Magnet batang yang dicelupkan ke dalam serbuk besi akan menarik sejumlah serbuk tersebut.

Gambar di bawah ini memperlihatkan bentuk pola yang akan terjadi.

Sebagian besar sebuk besi akan menempel pada kedua ujung magnet batang, sedangkan pada bagian tengah hampir tidak ada yang menempel. 

Ujung-ujung magnet batang yang paling banyak menarik serbuk besi itu,  dinamakan kutub magnet. Setiap magnet memiliki satu kutub utara dan kutub selatan  yang dibedakan oleh efek pengarahannya.

Bila kita teliti pengaruh timbal balik antara dua magnet, kita akan menemukan bahwa terdapat gaya yang bekerja di antara kutub-kutubnya.

Sebagaimana terlihat gambar di bawah ini :

Kutub-kutub dengan polaritas yang berlawanan (kutub utara dan kutub selatan) akan saling menarik satu dengan yang lainnya.

Kutub-kutub dengan polaritas yang sejenis (dua kutub utara atau dua kutub selatan) akan saling menolak satu dengan yang lainnya.

Magnet Molekul

Bila sebuah magnet batang dipotong di tengah, maka akan terjadi kutub-kutub baru dengan polaritas yang berlawanan pada kedua permukaan potongan. Di bagian  itu tidak terdapat kutub sebelumnya. Sekarang setiap seperdua magnet batang itu memiliki sebuah kutub utara dan sebuah kutub selatan.

Kita dapat saja melanjutkan pemotongan magnet batang itu menjadi potongan yang lebih kecil. Bagian yang terkecil sekalipun yang telah kita potong (molekul) akan tetap bersifat magnetik. Partikel magnetik yang paling kecil ini dinamakan magnet molekul.

Semua bahan magnetik terbentuk dari magnet molekul semacam itu, selama bahan tidak dimagnetkan. Maka magnet molekul itu berarah secara acak dan tidak memberikan pengaruh magnetik luar. Keadaan ini dapat diubah dengan jalan mendekatkan sebuah magnet permanen ke bahan feromagnetik, sehingga bahan tersebut dimagnetkan. Makin lama makin banyak magnet molekulnya mengarahkan diri sedemikian rupa, hingga kutub utara dan kutub selatan masing-masing menghadap ke arah yang sama, bahkan lambat laun menjadi magnetik.

Apakah yang terjadi di dalam bahan, bila bahan itu dimagnetkan ?

Pemagnetan menyebabkan semua magnet molekul mengarahkan diri sehingga membentuk kutub utara dan kutub selatan bersama.

Kejenuhan Magnetik dan Sisa Magnetik

Makin banyak magnet molekul mengarahkan diri di dalam magnetik, maka makin kuat pengaruh magnetiknya. Jika seluruh magnet molekul telah mengarahkan diri, tidak mungkin lagi terjadi penambahan pengaruh magnetik. Bahan telah mencapai kejenuhan magnetik.

Beberapa macam bahan, antara lain baja, mempertahankan kemagnetannya dengan baik setelah dimagnetkan. Hanya sejumlah kecil saja magnet molekul kembali kepada keadaan acaknya, setelah pengaruh pemagnetan ditiadakan. Sebagian besar magnet molekul tetap dalam posisinya yang terarah, yang dipertahankan oleh gaya dari dalam. Bahan semacam itu dinamakan bahan magnetik kuat.

Bahan yang kehilangan sebagian besar kemagnetannya, setelah pengaruh pemagnetannya ditiadakan, dinamakan bahan magnetik lemah. Gaya dalam-nya kecil, magnet molekul dapat terarah dengan mudah, akan tetapi selalu mudah pula untuk kembali kepada keadaan acaknya. Contoh dari bahan magnetik lemah ialah baja lembaran dinamo. Karakteristik yang diuraikan di atas antara lain menjadikan lembaran bahan magnetik lemah cocok untuk inti transformator.

Kemagnetan yang terdapat dalam bahan feromagnetik setelah sumber pemagnetan ditiadakan, dinamakan sisa magnetik atau remanensi. Kejutan keras atau pemanasan dapat memusnahkan sebagian atau seluruh pengarahan magnet molekul, baik dari bahan magnetik keras maupun bahan magnetik lemah.

Ruang tempat gaya magnet bekerja dinamakan medan magnet. Medan semacan itu umpamanya terjadi di antara ujung-ujung magnet batang atau pada lengan magnet ladam (magnet sepatu-kuda).

Sama seperti medan listrik, efek medan magnet dapat dibuat terlihat. Selembar kertas yang direntangkan di atas sebuah bingkai, ditempatkan di atas magnet dan serbuk besi disebarkan di atasnya. Serbuk besi itu akan menata diri membentuk garis akibat pengaruh medan magnet. Oleh sebab itu kita menyebutnya sebagai garis-garis medan magnet dan kita harus membayangkan, bahwa ruang di sekitar magnet terisi dengan garis semacam itu.

 

Gambar di atas memperlihatkan pola medan magnet, dimana serbuk besi menata diri disekitar magnet batang.

Kita membayangkan bahwa ruang di sekitar magnet batang terisi dengan garis-garis medan magnet.

Fluks Magnetik

Bila kita gambarkan bentuk serbuk besi itu menata diri di sekitar magnet batang , maka kita akan memperoleh gambaran sebagai berikut :

   

Garis putus-putus memperlihatkan lintasan garis-garis medan magnet, untuk melukiskan medan magnet, sudah cukup bila kita hanya memperlihatkan beberapa garis medan saja.

Garis-garis medan itu tidak hanya terdapat di luar magnet, melainkan garis-garis itu bersambung pula di dalam batang. 

Keadaan ini membawa kita kepada kaidah sebagai berikut: 

Garis-garis medan magnet selalu membentuk suatu lingkaran tertutup.

Garis-garis medan magnet membentuk apa yang dinamakan fluks magnetik, artinya aliran magnetik. Oleh sebab itu garis-garis tersebut dinamakan pula garis fluks magnetik.

Kerapatan Fluks Magnetik

Medan magnet membuat gaya, gaya itu lebih kuat, bila lebih banyak terdapat garis fluks magnetik dalam medan magnet atau bila garis-garis dibuat lebih rapat satu dengan yang lainnya.

Gaya maksimum terjadi pada dua buah magnet batang di antara kutub-kutubnya (tarikan atau tolakan), karena kerapatan fluks magnetik di tempat tersebut adalah yang paling besar.

Kerapatan fluks magnetik ialah ukuran dari efek yang dihasilkan oleh medan magnet. Hal ini dinamakan juga induksi magnetik.

Kerapatan fluks magnetik menunjukkan besarnya fluks magnetik yang melalui suatu bidang normal, yaitu pada sudut siku-siku, yang besarnya satu satuan luas (cm² atau m²).

Bahan renungan : 
1.Bagaimana tanda-tanda adanya gaya magnet ?

2.Bagaimana menerangkan tentang kejenuhan bahan feromagnetik ?

3.Mengapa bahan magnetik lemah tidak cocok untuk magnet permanen ?

(Bersambung....)