Minggu, 08 Juli 2012

Makalah Kemagnetan Dalam Dahan


MAKALAH
LISTRIK MAGNET 2

“KEMAGNETAN DALAM BAHAN”





OLEH
MARTINUS MISSA
0901050317








PROGRAM STTUDI PENDIDIKAN FISIKA
JURUSAN PENDIDIKAN MIPA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS NUSA CENDANA
KUPANG
2012

BAB I
PENDAHULUAN
A.            Latar Belakang
Magnet atau magnit adalah suatu obyek yang mempunyai suatu medan magnet. Asal kata magnet diduga dari kata magnesia yaitu nama suatu daerah di Asia kecil. Menurut cerita di daerah itu sekitar 4.000 tahun yang lalu telah ditemukan sejenis batu yang memiliki sifat dapat menarik besi atau baja atau campuran logam lainnya. Benda yang dapat menarik besi atau baja inilah yang disebut magnet. Didalam kehidupan sehari-hari kata “magnet” sudah sering kita  dengar, namun sering juga berpikir bahwa jika mendengar kata magnet selalu berkonotasi menarik benda. Untuk bisa mengambil suatu barang dari logam (contoh obeng besi) hanya dengan sebuah magnet, misalkan pada peralatan perbengkelan biasanya dilengkapi dengan sifat magnet sehingga memudahkan untuk mengambil benda yang jatuh di tempat yang sulit dijangkau oleh tangan secara langsung. Bahkan banyak peralatan yang sering digunakan, antara lain bel listrik, telepon, dinamo, alat-alat ukur listrik, kompas yang semuanya menggunakan bahan magnet.
Magnet dapat dibuat dari bahan besi, baja, dan campuran logam serta telah
banyak dimanfaatkan untuk industri otomotif dan lainnya. Sebuah magnet terdiri atas magnet-magnet kecil yang memiliki arah yang sama (tersusun teratur), magnetmagnet kecil ini disebut magnet elementer. Pada logam yang bukan magnet, magnet elementernya mempunyai arah sembarangan (tidak teratur) sehingga efeknya saling meniadakan, yang mengakibatkan tidak adanya kutub-kutub magnet pada ujung logam. Setiap magnet memiliki dua kutub, yaitu: utara dan selatan. Kutub magnet adalah daerah yang berada pada ujung-ujung magnet dengan kekuatan magnet yang paling besar berada pada kutub-kutubnya.
Magnet dapat menarik benda lain, beberapa benda bahkan tertarik lebih kuat
dari yang lain, yaitu bahan logam. Namun tidak semua logam mempunyai daya tarik yang sama terhadap magnet. Besi dan baja adalah dua contoh materi yang mempunyai daya tarik yang tinggi oleh magnet. Sedangkan oksigen cair adalah contoh materi yang mempunyai daya tarik yang rendah oleh magnet.
Bahan magnetik adalah suatu bahan yang memiliki sifat kemagnetan dalam
komponen pembentuknya. Berdasarkan perilaku molekulnya di dalam Medan magnetik luar, bahan magnetik terdiri atas tiga kategori, yaitu paramagnetik, feromagnteik dan diamagnetik.
          Pada makalah ini penulis ingin mengajak pembaca mengenal lebih jauh tentang bahan kemagnetan.

B.   Tujuan
Adapun tujuan dari pembuatan makalah ini adalah:
1.     Untuk mengetahui bahan penghantar magnet yang baik
2.     Untuk mengetahui sifat-sifat magnetan bahan
3.     Untuk mengetahui komposisi bahan kemagnetan
4.     Untuk mengetahui kuat medan magnet dalam bahan magnet

C.   Rumusan Masalah
Apa pun rumusan masalah dari makalah ini adalah
1.     Bahan apa sajakah yang menghantarkan magnet dengan baik?
2.     Apa saja sifat-sifat bahan magnetic?
3.     Apa sajakah komposisis bahan magnet?
4.     Apa itu kuat medan magnet dalam bahan magnet?

D.   Manfaat
Ada pun manfaat dari pembuatan makalah ini adalah
1.     Penulis
Untuk mengenal lebih jauh materi tentang kemagnetan dalam bahan dan makalah ini dibuat sebagai tugas mata kulia listrik magnet 2
2.     Pembaca
Untuk membantu pembaca untuk mengenal lebih jauh materi tentang kemagnetan dalam bahan

E.   Metode Pembuatan
Pada makalah ini penulis menggunakan metode tinjauan pustaka















BAB II
PEMBAHASAN

A.   Bahan Kemagnetan

Bahan magnetik adalah suatu bahan yang memiliki sifat kemagnetan dalam komponen pembentuknya. Magnet terbaik umumnya mengandung besi metalik. Namun, ternyata bahwa unsur lainpun menampilkan sifat magnetik; selain itu, bukan logam pun dapat memiliki sifat magnet. Dalam teknologi modern kini digunakan magnet logam dan keramik. Selain itu dimanfaatkan pula unsure lain untuk meningkatkan kemampuan magnet sehingga memenuhi persyaratan.
Arus yang mengalir dari kawat akan menimbulkan medan magnet dalam ruang  dan sekitarnya. Medan magnet yang biasa diguanakn dalam praktek biasanaya medan magnet dalam kumparan, bila kumparan berisis udara , medan magnet yang dihasikan terlalu lemah untuk dimanfaatkan, untuk mengahasilan medan magnet yang kuat kita isi dengan besi atau bahan sejenis besi. Sistim ini disebut elektromagnetik, elektromagnetik adalah sumber  medan magnet yang digunakan oleh beberapa alat listrik, misalnya generator, motor listrik, bel listrik, dan lain sebagainya.

B.   Sifat-Sitaf Bahan Magnet

Berdasarkan perilaku molekulnya sifat kemagnetan bahan dapat dibagi atas tida bagian yaitu:
1)    Bahan paramagnetic
Bahan paramagnetik adalah bahan yang resultan medan magnet atomis masing –masing atom/ molekulnya tidak nol, tetapi resultan medan magnet atomis total seluruh atom/ molekul dalam bahan nol, hal ini disebabkan karena gerakan atom/ molekul acak, sehingga resultan medan magnet atomis masing-masing atom saling meniadakan (Halliday & Resnick, 1989). Di bawah pengaruh medan eksternal, mereka mensejajarkan diri karena torsi yang dihasilkan. Sifat paramagnetik ditimbulkan oleh momen magnetik spin yang menjadi terarah oleh medan magnet luar.

        
Gambar Arah domain-domain dalam bahan paramagnetik sebelum diberi medan magnet luar
Bahan ini jika diberi medan magnet luar, elektron-elektronnya akan berusaha sedemikian rupa sehingga resultan medan magnet atomisnya searah dengan medan
magnet luar. Sifat paramagnetik ditimbulkan oleh momen magnetik spin yang menjadi terarah oleh medan magnet luar.


                
Gambar Arah domain dalam bahan paramagnetik setelah diberi medan magnet luar
Dalam bahan ini hanya sedikit spin elektron yang tidak berpasangan, sehingga bahan ini sedikit menarik garis-garis gaya. Dalam bahan paramagnetik, medanB yang dihasilkan akan lebih besar dibanding dengan nilainya dalam hampa udara. Suseptibilitas magnet dari bahan paramagnetik adalah positif dan berada dalam rentang 10-5 sampai 10-3 m3/Kg, sedangkan permeabilitasnya adalah μ > μ 0.
Secara umum sifat-sifat bahan paramagnetic adalah sebagai berikut
1.     Ditarik dengan lemah oleh medan magnetic
2.     Dapat ditembus oleh medan magnetic
Contohnya adalah mangaan, platina aluminium, magnesium, timah, wolfram oksigen dan udara.
2)    Bahan Ferromagnetik

Bahan ferromag netik mempunyai resultan medan magnet atomis besar, hal ini disebabkan oleh momen magnetik spin elektron. Pada bahan ini banyak spin electron yang tidak berpasangan, masing-masing spin elektron yang tidak berpasangan ini akan menimbulkan medan magnetik, sehingga medan magnet total yang dihasilkan oleh satu atom menjadi lebih besar (Halliday & Resnick, 1989). Medan magnet dari masing-masing atom dalam bahan ferromagnetik sangat kuat, sehingga interaksi diantara atom-atom tetangganya menyebabkan sebagian besar atom akan mensejajarkan diri membentuk kelompok-kelompok, kelompok inilah yang dikenal dengan domain.
Domain-domain dalam bahan ferromagnetik, dalam ketiadaan medan eksternal, momen magnet dalam tiap domain akan paralel, tetapi domain-domain diorientasikan secara acak, dan yang lain akan terdistorsi karena pengaruh medan eksternal. Domain dengan momen magnet paralel terhadap medan eksternal akan mengembang, sementara yang lain mengerut. Semua domain akan menyebariskan diri dengan medan eksternal pada titik saturasi, artinya bahwa setelah seluruh domain sudah terarahkan, penambahan medan magnet luar tidak memberi pengaruh apa-apa karena tidak ada lagi domain yang perlu disearahkan, keadaan ini disebut dengan penjenuhan (saturasi). Bahan ini juga mempunyai sifat remanensi, artinya bahwa setelah medan magnet luar dihilangkan, akan tetap memiliki medan magnet, karena itu bahan ini sangat baik sebagai sumber magnet permanen. Permeabilitas bahan : dengan suseptibilitas bahan : . Contoh bahan ferromagnetik : besi, baja. Sifat kemagnetan bahan ferromagnetik akan hilang pada temperatur Currie. Temperatur Currie untuk besi lemah adalah 770oC dan untuk baja adalah 1043o C.
Sifat bahan ferromagnetik biasanya terdapat dalam bahan ferit. Ferit
merupakan bahan dasar magnet permanen yang banyak digunakan dalam industriindustri elektronika, seperti dalamloudspeaker, motor-motor listrik,dynamo dan KWH- meter
secara umum sifat-sifat bahan ferromagnetic antara lain sebagai berikut
1.     Ditarik sangat kuat oleh medang magnetic
2.     Mudah ditembus oleh medan magnetik
Contohnya adalah besi, baja, nikel, kobal, gadolinium, ferit dan paduan bahan tsb.
3)    Bahan Diamagnetik
Bahan diamagnetik adalah bahan yang resultan medan magnet atomis masingmasing atom/ molekulya adalah nol, tetapi medan magnet akibat orbit dan spin elektronnya tidak nol (Halliday & Resnick, 1989). Bahan diamagnetik tidak mempunyai momen dipol magnet permanen. Jika bahan diamagnetik diberi medan magnet luar, maka elektron-elektron dalam atom akan mengubah gerakannya sedemikian rupa sehingga menghasilkan resultan medan magnet atomis yang arahnya berlawanan dengan medan magnet luar tersebut.
Sifat diamagnetik bahan ditimbulkan oleh gerak orbital elektron. Karena atom mempunyai elektron orbital, maka semua bahan bersifat diamagnetik. Suatu bahan dapat bersifat magnet apabila susunan atom dalam bahan tersebut mempunyai spin elektron yang tidak berpasangan. Dalam bahan diamagnetik hampir semua spin elektron berpasangan, akibatnya bahan ini tidak menarik garis gaya. Permeabilitas bahan ini: μ< dengan suseptibilitas magnetik bahan: . Nilai bahan diamagnetic mempunyai orde -10-5m3/kg. Contoh bahan diamagnetik yaitu: bismut, perak, emas, tembaga dan seng.
Secara umum sifat-sifat bahan diamagnetic adalah sebagai berikut
1.     Ditolak sengan lemah oleh medan magnet
2.     Sukar bahkan tidak dapat ditembus oleh medan magnetik
Contohnya adalah bismuth, timbel, antimony, air raksa, perak, emas, air, posfor, dan tembaga.
C.   Komposisi Bahan Magnet

1.     Magnet alam
Magnet alam adalah mineral, Fe3O4 dalam fasa keramik alamiah dengan ion O2 dalam kisi kps. Ion besi berada dalam lokasi intertisial rangkap 4 dan rangkap 6. Secara lebih terinci dapat dilihat ion Fe2+ berada pada lokasi rangkap 6, sedangkan ion Fe3+ terbagi rata pada rangkap 6 dan rangkap 4. Struktur ini termasuk jenis struktur NiFe2O4 yang disebut spinnel. Sel satuan ini bersifat magnetik karena momen magnet ion pada lokasi rangkap 6 sama arahnya dan yang berada pada lokasi rangkap 4 berlawanan arah.


2.     Magnet logam
Besi kpr merupakan bahan magnet logam yang sering dijumpai. Bahan logam lain yang memiliki permeabulitas maksimum yang sangat tinggi, (maks) adalah permalloy, dan medan oersif (Hc) yang tinggi adalah Alnico V.

3.     Magnet keramik
Keramik adalah bahan-bahan yang tersusun dari senyawa anorganik bukan logam yang pengolahannya melalui perlakuan dengan temperatur tinggi. Kegunaannya adalah untuk dibuat berbagai keperluan desain teknis khususnya dibidang kelistrikan, elektronika, mekanik dengan memanfaatkan magnet keramik sebagai magnet permanen, dimana material ini dapat menghasilkan medan magnet tanpa harus diberi arus listrik yang mengalir dalam sebuah kumparan atau selenoida untuk mempertahankan medan magnet yang dimilikinya. Disamping itu, magnet permanen juga dapat memberikan medan yang konstan tanpa mengeluarkan daya yang kontinyu.
Magnet keramik seperti, ferit terdiri dari senyawa ionik. Jadi besi berbentuk Fe2+atau Fe3+. Ion feros kehilangan dua elektron, yaitu dua elektron 4s dan satu electron 3d, jadi tersisa lima elektron yang tidak berpasangan.
Contoh: BeFe12+O19

D.   Kuat Medan Magnet

1.     Permeabilitas relative suatu bahan
r = permeabilitas relatif
=permeabilitas vakum
m   = permeabilitas bahan

 

          Harga permeabilitas relative (r) untuk bahan:
o   Ferromagnetic ; r >>> 1
o   Paramagnetic; r  ≈ 1 ( sedikit diatas 1)
o   Diamagnetic; r < 1
2.     Kuat medan magnetic dalam kumparan dapat diperkuat dengan pemasangan inti ferromagnetic
B = r B0
    B = kuat medan magnet dengan inti besi (ferromagnetic)
    B0 = kuat medan magnet tanpa inti besi (udara)










BAB III
PENUTUB

Dari uraian materi di atas penulis dapat mengambil beberapa kesimpulan, diantaranya sebagai berikut
1.     Bahan penghantarmagnet yang baik adalah besi atau sejenisnya sedangkan udara daya hantar magnetnya lemah sekali bahkantidak ada.
2.     Sifat-sifat kemagnetan dalam bahan dapat dibagi menjadi tiga yaitu bahan paramagnetic, bahan ferromagnetic, dan bahan diamagnetic.
3.     Komposisi bahan magnet ada tiga yaitu magnet alam, magnet logam, dan magnet keramik.
4.     Kuat medan magnetic dalam kumparan dapat diperkuat dengan pemasangan inti ferromagnetic



























DAFTAR PUSTAKA

Halliday,resnick.1984.FISIKA JILID 2 EDISI KETIGA.erlangga:Jakarta

Hhtp://www.kemagnetan dalam bahan.com



































Tidak ada komentar:

Poskan Komentar