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
|
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
Komentar
Posting Komentar