Transformator (Trafo)

 

    Transformator (trafo ) adalah sebuah alat untuk menaikan atau menurunkan tegangan arus bolak-balik. Sebuah transformator terdiri atas inti besi, kumparan primer, dan kumparan sekunder. Trafo memiliki dua terminal yaitu, terminal input terdapat pada kumparan primer, dan terminal output terdapat pada kumparan sekunder. 

 

 

 

Skema Trafo (kiri), Trafo Step Up (kanan atas), Step Down (kanan bawah)

 

 

Macam – macam transformator :

1)  Trafo step up, adalah transformator yang berfungsi untuk menaikkan tegangan AC. Trafo ini memiliki ciri :

a) Jumlah lilitan primer lebih sedikit daripada jumlah lilitan sekunder.

b)   Tegangan primer lebih kecil daripada tegangan sekunder.

c)  Kuat arus primer lebih besar daripada kuat arus sekunder.

 

Transformator Step Up

 

 

2) Trafo step down, adalah transformator yang berfungsi untuk menurunkan tegangan AC. Trafo ini memiliki ciri :

a)  Jumlah lilitan primer lebih banyak daripada jumlah lilitan sekunder.

b)  Tegangan primer lebih besar daripada tegangan sekunder.

c)  Kuat arus primer lebih  daripada kuat arus sekunder.

Transformator Step Down

 

 

Persamaan – persamaan pada transformator :

Vp         Is      Np

—  =  —  =  —

Vs       Ip      Ns

keterangan:

Vp =  tegangan primer (tegangan input = Vi ) dengan satuan volt (V)

Vs =  tegangan sekunder (tegangan output = Vo) dengan satuan volt (V)

Np =  jumlah lilitan primer

Ns =  jumlah lilitan sekunder

Ip =  kuat arus primer (kuat arus input = Ii) dengan satuan ampere (A)

Is =  kuat arus sekunder (kuat arus output = Io) dengan satuan ampere (A)

Contoh Soal : 

Sebuah Trafo memiliki tegangan input sebesar 220 volt dan lilitannya sebanyak 3000 lilitan.

Trafo tersebut memiliki tegangan dan Arus output sebesar 55 volt, 2A. Berapakah jumlah lilitan pada output serta arus pada inputnya?

Jawaban Soal

Dik : Vp = 220 V

         Np = 3000 Lilitan

         Vs = 55 V

          Is = 2 A

Dit : Ns = ....?

         IP = .....?

Jawab 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Efisiensi transformator

 Ps

η = — × 100%                                        

 Pp

  Vs x Is

η =    ——– × 100%

  Vp x Ip

  

 

 keterangan :

Pp = Daya primer ( satuan Watt)

Ps = Daya sekunder (satuan Watt)

 

Contoh Soal : 

Sebuah Trafo memiliki tegangan input sebesar 220 volt dan tegangan output sebesar 55 volt.  Arus output trafo tersebut sebesar 2A. Berapakah arus input trafo tersebut pada saat efisiensi dari trafo tersebut sebesar 80%?

 

Dik : Vp = 220 V

         Vs = 55 V

          Is = 2 A

Dit :   IP = .....?

        Jawab

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Latihan Soal :

1. Sebutkan perbedaaan Trafo step up dan step down

2.  Sebuah trafo bertegangan sekunder 110 Volt dan arusnya sebesar 1 A. trafo tersebut akan                  dihubungkan dengan tegangan 220 volt. LIlitan pada inputnya sebesar 5000 lilitan. tentukan              besar arus primer dan lilitan sekundernya!

3. trafo dengan efisiensi 75% memiliki daya sekunder sebesar 150 watt dan tegangan primernya             sebesar 50 Volt. tentukan besar Arus Primernya!

 

 

 

Sumber : http://semi-yanto.blogspot.com/2011/08/transformator.html

Tekanan Zat Cair dan Penerapannya

 

TEKANAN PADA ZAT CAIR

 

Berenang adalah kegiatan yang sangat menyenangkan. Ketika kamu mencoba untuk menyelam ke dasar kolam, semakin dalam kamu menyelam maka kamu akan merasa gaya yang menekan ke tubuhmu semakin besar. Semakin dalam, berat air yang mendorong kita semakin banyak, akibatnya gaya yang diberikan semakin besar sehingga tekanan di dalam air bertambah sesuai kedalamannya. Selain kedalaman, jenis zat cair juga mempengaruhi tekanan hidrostatis. Semakin besar masa jenis suatu zat cair, semakin besar pula tekanan pada kedalaman tertentu. Secara matematis, tekanan zat cair (tekanan hidrostatis) dapat dirumuskan sebagai berikut:

Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa tekanan berbanding lurus dengan massa jenis zat cair dan kedalaman di dalam zat cair. Pada umumnya, tekanan pada kedalaman yang sama dalam zat cair yang serba sama adalah sama. Report this ad

A. HUKUM TEKANAN HIDROSTATIS
Menurut hukum tekanan hidrostatis “Tekanan hidrostatis yang terletak pada semua titik yang terletak pada suatu bidang datar dalam suatu jenis zat cair yang sama besarnya sama”
Hukum tekanan hidrostatis berlaku jika zat cair dalam keadaan diam (tidak mengalir).
Rumus tekanan hidrostatis
Untuk menghitung besar tekanan hidrostatis dapat di hitung dengan persamaan :
P = ρ g h
Dimana :
P = tekanan hidrostatis (Pa/ N/m2)
ρ = massa zat jenis cair (kg/m3)
g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)
h = kedalaman zat cair (m)
Aplikasi hukum tekanan hidrostatis dalam kehidupan sehari-hari :
1. Berenang
Pada saat berenang semakin dalam kita menyelam maka telinga akan terasa sakit. Hal ini karena semakin dalam kita menyelam maka tekanan hidrostatis juga akan semakin besar.
2. Pembuatan bendungan
Mengapa tukang bangunan membuat dinding bendungan bagian bwawah lebih tebal dari bagian atas ? sesuai konsep tekanan hidrostatis bahwa semakin dalam maka tekanan akan semakin besar. Dinding bendungan bagian bawah dibuat lebih tebal dari bagian atas agar bendungan tidak jebol karena tekanan zat cair terbesar berada pada dasar permukaan zat cair.
3. Pemasangan infus
Sebelum infus dipasang biasanya dilakukan pengukuran tekanan darah pasien. Hal ini dilakukan karena pemasangan infus harus memperhatikan tekanan darah pasien. Dimana tekanan infus harus lebih tinggi dari tekanan darah pasien agar cairan infusmengalir ke dalam tubuh pasien. Jika tekanan darah pasien lebih besar dari tekanan cairan infus maka yang terjadi darah pasien akan mengalir melalui selang infus menuju kantong infus.

B. HUKUM PASCAL

Blaise Pascal mengemukakan hukum Pascal yang berbunyi: “ Tekanan yang diberikan zat cair di dalam ruang tertutup diteruskan oleh zat cair itu ke segala arah dengan sama besar”

Keterangan: F1= gaya pada penampang A1 (N) A1=luas penampang 1 (m2) F2= gaya pada penampang A2 (N) A2=luas penampang 2 (m2) Aplikasi Hukum Pascal Peralatan-peralatan yang menggunakan prinsip kerja Hukum Pascal antara lain dijelaskan sebagai berikut.

a. Dongkrak Hidrolik

Pernahkah kamu melihat orang mengganti ban mobil? Bagian badan mobil yang akan diganti bannya harus diganjal supaya badan mobil tidak miring. Untuk melakukan itu, digunakan dongkrak hidrolik.

Gambar 1 memperlihatkan skema dongkrak hidrolik yang terdiri atas:dua bejana yang berhubungan terbuat dari bahan yang kuat misalnya besipenghisap kecil dan penghisap besar minyak pengisi bejana.Adapun cara kerja dongkrak hidrolik tersebut adalah sebagai berikut. Ketika sebuah gaya F1 diberikan melalui tuas dongkrak untuk menekan penghisap kecil A1, tekanan ini akan diteruskan oleh minyak ke segala arah. Oleh karena dinding bejana terbuat dari bahan yang kuat, gaya ini tidak cukup untuk mengubah bentuk bejana. Satu-satunya jalan, tekanan ini diteruskan oleh minyak ke penghisap besar A2.

Tekanan ini sama dengan tekanan yang diterima pengisap besar A2. (Ingat Hukum Pascal)

b. Rem Hidrolik

Tak terbayangkan jika sistem rem pada mobil tidak menggunakan Hukum Pascal. Pengendara mobil akan memerlukan tenaga besar untuk menghentikan laju mobilnya. Akan tetapi, dengan menerapkan Hukum Pascal pada sistem rem mobil, pengemudi hanya perlu memberikan gaya kecil untuk mengurangi laju kendaraannya. Gaya ini berupa injakan kaki pada pedal rem.

c.  Mesin Hidrolik Pengangkat Mobil

Gambar diatas memperlihatkan sebuah mesin hidrolik pengangkat mobil yang digunakan di tempat pencucian mobil. Secara umum, cara kerja mesin hidrolik tersebut sama dengan dongkrak hidrolik. d. Pompa Sepeda Ada dua jenis pompa sepeda, yaitu pompa biasa dan pompa hidrolik. Akan lebih mudah memompa ban sepeda menggunakan pompa hidrolik karena sedikit mengeluarkan tenaga. e. Mesin Pengepres Kapas (Kempa)

Mesin ini digunakan untuk mengepres kapas dari perkebunan sehingga mempunyai ukuran yang cocok untuk disimpan atau didistribusikan. Cara kerja alat ini adalah sebagai berikut. Gaya tekan dihasilkan oleh pompa yang menekan pengisap kecil. Akibat gaya ini, pengisap besar bergerak ke atas dan mendorong kapas. Akibatnya, kapas akan termampatkan.

Hukum Pascal Pada Aliran Darah        

Hukum Pascal dapat juga terjadi pada aliran darah pada tubuh kita. Aliran darah pada tubuh kita berada dalam suatu ruang tertutup yakni di dalam ruang tertutup. Darah mengalir melalui suatu pembuluh darah. Jika orang yang sehat (normal), pembuluh darah orang yang sehat bersih tanpa ada penghambat. Sehingga orang yang normal aliran tekanan darahnya pun stabil.

Tetapi jika orang yang misalnya terkena penyakit tekanan darah tinggi karena kelebihan kolesterol makan pembuluh darahnya akan lebih menyempit. Sehingga jantung akan bekerja lebih keras dalam memompa lebih keras yang bahkan dapat menyebabkan pecahnya pembuluh darah. Penyebab lain tekanan darah tinggi yang dapat menyempitkan pembuluh darah adalah faktor keturunan, stres, usia, kebiasan merokok, dan minuman beralkohol.

DIFUSI PADA PERISTIWA RESPIRASI

      Difusi adalah peristiwa mengalirnya/berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah.Perbedaan konsentrasi yang ada pada dua larutan disebut gradien konsentrasi.Difusi akan terus terjadi hingga seluruh partikel tersebar luas secara merata atau mencapai keadaan kesetimbangan dimana perpindahan molekul tetap terjadi walaupun tidak ada perbedaan konsentrasi. Contoh yang sederhana adalah peristiwa respirasi adanya gas yang mengalir dari udara ke paru paru , ke alveolus dan berpidah lagi ke pembuluh darah dan berakhir ke sel. 

C. HUKUM ARCHIMEDES

Hukum Archimedes merupakan suatu hukum yang berkaitan dengan prinsip pengapungan di atas benda cair. Hukum ini ditemukan oleh Archimedes, yang merupakan seorang ilmuwan Yunani, yang juga adalah penemu pompa spiral. Pompa yang dikenal dengan istilah sekrup Archimedes ini adalah sebuah penemuan yang berperan dalam menaikan air. Di dalam Hukum Archimedes, berhubungan dengan gaya berat serta gaya ke atas suatu benda ketika dimasukan dalam air.

Bunyi Hukum Archimedes

“Suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhya ke dalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut”

esarnya gaya apung yang diterima, nilainya sama dengan berat air yang dipindahkan oleh benda tersebut (berat = massa benda x percepatan gravitasi) dan memiliki arah gaya yang bertolak belakang (arah gaya berat kebawah, arah gaya apung ke atas).

Lihat juga materi StudioBelajar.com lainnya:
Kesetimbangan Benda Tegar
Hukum Newton

Jika benda memiliki berat kurang dari berat air yang dipindahkannya, maka benda tersebut akan mengapung (berat benda < gaya apung atau ). Jika benda memiliki berat lebih dari berat air yang dipindahkannya, maka benda tersebut akan tenggelam (berat benda > gaya apung atau ). Dan benda akan melayang, jika beratnya sama dengan berat air yang dipindahkan (berat benda = gaya apung), yang berarti massa jenis benda sama dengan massa jenis air ().

Rumus Hukum Archimedes

Sesuai dengan bunyi hukum Archimedes di atas, maka besarnya gaya apung (B) dapat dihitung dengan rumus hukum archimedes:

Dimana adalah massa jenis air,  adalah gravitasi bumi (10 m/s²), adalah volume air yang dipindahkan oleh benda yang tercelup.

Besarnya gaya apung (B), dapat pula langsung dicari dengan formula berikut:

Dimana,   adalah berat air yang dipindahkan benda yang tercelup. Berarti, semakin banyak volume yang tercelup atau semakin banyak air yang dipindahkan, maka benda akan mendapat gaya apung yang semakin besar.

Untuk benda yang tercelup seluruhnya, hukum Archimedes dapat diformulasikan sebagai berikut:

Dimana w merupakan berat (berat = massa x percepatan gravitasi). Perhatikan gambar dibawah, pada saat ditimbang, benda memiliki massa sebesar 5 kg. Kemudian, benda tersebut dicelupkan ke air seluruhnya sehingga memindahkan air sebanyak 2 kg. Maka, berat benda yang tercelup akan berubah menjadi: 50 Newton – 20 Newton = 30 Newton. Jadi, pada saat benda tercelup di air, massa benda akan menjadi lebih ringan akibat gaya apung yang diterima benda. Itulah mengapa pada saat kita berenang, badan kita terasa lebih ringan didalam air dibanding di luar air.

Dari rumus hukum Archimedes di atas, diketahui hubungan massa jenis benda dengan massa jenis air:

Atau, dapat pula dirumuskan menjadi:

 

 Penerapan Hukum Archimedes

Berikut ini adalah beberapa contoh penerapan Hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari :

1. KRAN OTOMATIS PADA PENAMPUNGAN AIR

Jika di rumah kita menggunakan mesin pompa air, maka dapat kita lihat bahwa tangki penampungnya harus diletakkan pada ketinggian tertentu. Tujuannya adalah agar diperoleh tekanan besar untuk mengalirkan air. Dalam tangki tersebut terdapat pelampung yang berfungsi sebagai kran otomatis. Kran ini dibuat mengapung di air sehingga ia akan bergerak naik seiring dengan ketinggian air. Ketika air kosong, pelampung akan membuka kran untuk mengalirkan air. Sebaliknya, jika tangki sudah terisi penuh, pelampung akan membuat kran tertutup sehingga secara otomatis kran tertutup

2. KAPAL SELAM

Pada dasarnya prinsip kerja kapal selam dan galangan kapal sama. Jika kapal akan menyelam, maka air laut dimasukkan ke dalam ruang cadangan sehingga berat kapal bertambah. Pengaturan banyak sedikitnya air laut yang dimasukkan, menyebabkan kapal selam dapat menyelam pada kedalaman yang dikehendaki. Jika akan mengapung, maka air laut dikeluarkan dari ruang cadangan. Berdasarkan konsep tekanan hidrostastis, kapal selam mempunyai batasan tertentu dalam menyelam. Jika kapal menyelam terlalu dalam, maka kapal bisa hancur karena tekanan hidrostatisnya terlalu besar.

3. HIDROMETER

Hidrometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis zat cair. Alat ini berbentuk tabung yang berisi pemberat dan ruang udara sehingga akan terapung tegak dan stabil seketika. Hidrometer bekerja sesuai dengan prinsip Archimedes.

Semakin besar besar massa jenis zar air, maka akan semakin sedikit bagian hidrometer yang tenggelam. Hidrometer ini banyak dipakai untuk mengetahui besarnya kandungan air dalam susu, bir, atau minuman lain.

Hidrometer ini terbuat dari tabung kaca. Agar tabung kaca tersebut terapung dan tegak dalam zat cair, maka bagian bawahnya diberi butiran timbal yang berfungsi sebagai beban. Diameter bagian bawah tabung dirancang lebih besar dengan tujuan agar volume zat cair yang dipindahkan oleh hidrometer menjadi lebih besar. Dengan begitu, dihasilkanlah gaya ke atas yang lebih besar, dan terapunglah hidrometer dalam zat cair.

Tangkai tabung kaca ini dirancang sedemikian rupa agar perubahan kecil dalam berat benda yang dipindahkan dapat menghasilkan perubahan besar pada kedalaman tabung yang tercelup dalam zat cair tersebut. Ini berarti adanya perbedaan bacaan yang terdapat pada skala menjadi lebih jelas.

4. JEMBATAN PONTON

Jembatan ponton adalah kumpulan drum-drum kosong yang berjajar sehingga menyerupai jembatan. Jembatan ponton merupakan jembatan yang dibuat berdasarkan prinsip benda terapung. Drum-drum tersebut harus tertutup rapat sehingga tidak ada air yang masuk ke dalamnya. Jembatan ponton digunakan untuk keperluan darurat. Apabila air pasang, jembatan naik. Jika air surut, maka jembatan turun. Jadi, tinggi rendahnya jembatan ponton mengikuti pasang surutnya air.

5. KAPAL LAUT

Agar kapal laut tidak tenggelam badan kapal harus dibuat berongga. hal ini
bertujuan agar volume air laut yang dipindahkan oleh badan kapal menjadi lebih besar. Berdasarkan persamaan besarnya gaya apung sebanding dengan volume zat cair yang dipindahkan, sehingga gaya apungnya menjadi sangat besar. Gaya apung inilah yang mampu melawan berat kapal, sehingga kapal tetap dapat mengapung di permukaan laut.

D. BEJANA BERHUBUNGAN

Azaz bejana berhubungan yang menyatakan bahwa : “Jika bejana-bejana berhubungan diisi dengan zat cair sejenis dan dalam keadaan diam, permukaan zat cair itu terletak pada satu bidang datar”.

Asas Bejana Berhubungan tidak akan berlaku pada kondisi-kondisi di bawah.

1. Pada bejana diisi oleh zat cair dengan massa jenis berbeda.
2. Bejana dalam keadaan tertutup, baik salah satu bejana maupun semuanya.
3. Adanya unsur pipa kapiler pada bejana, yaitu pipa kecil yang memungkinkan air menaiki sisi bejana.
4. Jika zat cair dalam bejana berhubungan digoncang-goncangkan atau zat cairnya bergerak.

 
Gambar di bawah menunjukkan bahwa bejana berhubungan yang diisi oleh air memiliki tinggi permukaan yang sama.
 

 

Bejana Berhubungan

Besar tekanan di semua titik pada bejana berhubungan adalah sama besar. Hal ini terjadi karena zat cair di dalamnya dalam keadaan seimbang. Lalu, bagaimana jika pada bejana tersebut diisi dengan dua zat cair dengan massa jenis yang berbeda? Hukum bejana berhubungan tidak akan berlaku pada kondisi ini. Air dan minyak yang diletakkan dalam sebuah pipa U (bejana berhubungan dengan dua tabung) akan memiliki tinggi permukaan air yang berbeda. Perbedaan tinggi permukaan tersebut dapat dihitung menggunakan rumus pada bejana berhubungan. Perhatikan gambar di bawah!
 

 
Rumus pada Bejana Berhubungan

   

   

   

Keterangan:
    = massa jenis zat cair 1 (kg/m3)
    = ketinggian zat cair 1 (m)
    = massa jenis zat cair 2 (kg/m3))
    = ketinggian zat cair 2 (m)
 

Contoh Soal dan Pembahasan

Contoh Soal Bejana Berhubungan
Sebuah pipa U mula-mula diisi dengan air. Pada salah satu kaki bejana tersebut diberi minyak. Tinggi minyak adalah 10 cm dan selisih tinggi permukaann air adalah 8 cm. Jika diketahui massa jenis air adalah maka massa jenis minyak adalah ….
A.     0,8
B.     1,8
C.     800
D.     1.800
 
Pembahasan:
Perhatikan gambar berikut!
 

 
Diketahui:

   

   

   

 
Ditanyakan:

   

Jawab:

   

   

   

   

   

 
Mengubah Satuan

   

 
Jawaban: C

 

Aplikasi bejana berhubungan dalam kehidupan sehari-hari!

Tukang Bangunan

Tukang bangunan menggunakan konsep bejana berhubungan untuk membuat titik yang sama tingginya. Kedua titik yang sama ketinggiannya ini digunakan untuk membuat garis lurus yang datar. Biasanya, garis ini digunakan sebagai patokan untuk memasang ubin supaya permukaan ubin menjadi rata dan memasang jendela-jendela supaya antara jendela satu dan jendela lainnya sejajar. Tukang bangunan menggunakan slang kecil yang diisi air dan kedua ujungnya diarahkan ke atas. Akan dihasilkan dua permukaan air, yaitu permukaan air kedua ujung slang. Kemudian, seutas benang dibentangkan menghubungkan dua permukaan air pada kedua ujung slang. Dengan cara ini, tukang bangunan akan memperoleh permukaan datar.

Teko Air

Perhatikan teko air di rumahmu. Teko tersebut merupakan sebuah bejana berhubungan. Teko air yang baik harus mempunyai mulut yang lebih tinggi daripada tabung tempat menyimpan air.

Tempat Penampungan Air

Biasanya, setiap rumah mempunyai tempat penampungan air. Tempat penampungan air ini ditempatkan di tempat tinggi misalnya atap rumah. Jika diamati, wadah air yang cukup besar dihubungkan dengan kran tempat keluarnya air menggunakan pipa-pipa. Jika bentuk bejana berhubungan pada penjelasan sebelumnya membentuk huruf U, bejana pada penampungan air ini tidak berbentuk demikian. Hal ini sengaja dirancang demikian karena sistem ini bertujuan untuk mengalirkan air ke tempat yang lebih rendah dengan kekuatan pancaran yang cukup besar.

 

 

Sumber :

https://heriantopendidikanipauny.wordpress.com/2015/03/29/tekanan-pada-zat-cair-dan-penerapannya/ 

https://www.studiobelajar.com/hukum-archimedes/

https://idschool.net/smp/fisika-smp/pengertian-fungsi-dan-rumus-pada-bejana-berhubungan/

Kemagnetan

     Pada era teknologi yang serba modern ini magnet memegang peranan yang sangat penting. Dari pengembangan sains,  telah berhasil membuat alat transportasi yang menggunakan magnet yang disebut kereta  api  monorel.  Berbagai  alat  menggunakan  magnet seperti  alat-alat  rumah tangga  dan alat-alat komunikasi. Apakah sebenarnya  magnet  itu?  Bagaimanakah  prinsip  kerja  alat-alat itu berdasarkan kemagnetan?

KEMAGNETAN BAHAN

    Kita   dapat   menggolongkan   benda   berdasarkan   sifatnya. Pernahkah kamu melihat benda yang dapat menarik benda logam lain? Kemampuan suatu benda menarik benda lain yang berada di dekatnya   disebut  kemagnetan.   Berdasarkan   kemampuan   benda menarik benda lain dibedakan menjadi dua, yaitu benda magnet dan benda  bukan  magnet.  

Namun,  tidak  semua  benda  yang  berada  di dekat magnet dapat ditarik. Benda yang dapat ditarik magnet disebut benda  magnetik.  Benda  yang  tidak  dapat  ditarik  magnet  disebut benda nonmagnetik.

    Benda yang dapat ditarik magnet ada yang dapat ditarik kuat, dan   ada   yang   ditarik   secara   lemah.   Oleh   karena   itu,   benda dikelompokkan  menjadi  tiga,  yaitu  benda  feromagnetik,  benda paramagnetik, dan benda diamagnetik. Benda yang ditarik kuat oleh magnet  disebut  benda  feromagnetik.  Contohnya  besi,  baja,  nikel, dan kobalt. Benda yang ditarik lemah oleh magnet disebut benda paramagnetik. Contohnya platina, tembaga, dan garam. Benda yang ditolak  oleh  magnet  dengan  lemah  disebut  benda diamagnetik. Contohnya timah, aluminium, emas, dan bismuth.

Benda-benda magnetik yang bukan magnet dapat dijadikan magnet.  Benda  itu  ada  yang  mudah  dan  ada  yang  sulit  dijadikan magnet.  Baja  sulit  untuk  dibuat  magnet,  tetapi  setelah  menjadi magnet sifat kemagnetannya tidak mudah hilang. Oleh karena  itu, baja digunakan untuk membuat magnet tetap (magnet permanen). Besi mudah untuk dibuat magnet, tetapi jika setelah menjadi magnet  sifat  kemagnetannya  mudah  hilang.  Oleh  karena  itu,  besi digunakan untuk membuat magnet sementara. Setiap benda magnetik pada dasarnya terdiri magnet-magnet kecil yang disebut magnet elementer. Cobalah mengingat kembali teori partikel zat di kelas VII. rinsip membuat magnet adalah mengubah susunan magnet elementer yang tidak beraturan menjadi searah dan teratur. Ada tiga cara membuat magnet, yaitu menggosok, induksi, dan arus listrik.

1.  Membuat Magnet dengan Cara Menggosok

Besi  yang  semula  tidak  bersifat  magnet,  dapat  dijadikan magnet. Caranya besi digosok dengan salah satu ujung magnet tetap. Arah gosokan dibuat searah agar magnet elementer yang terdapat pada  besi  letaknya menjadi   teratur  dan  mengarah  ke  satu  arah.

2.   Membuat Magnet dengan Cara Induksi
Besi  dan  baja  dapat  dijadikan  magnet  dengan  cara  induksi magnet.  Besi  dan  baja  diletakkan  di dekat magnet  tetap.  Magnet elementer yang terdapat pada besi dan baja akan terpengaruh atau terinduksi  magnet tetap  yang  menyebabkan  letaknya   teratur  dan mengarah ke satu arah. Besi atau  baja akan menjadi magnet sehingga dapat menarik serbuk besi yang berada di dekatnya.
Ujung  besi  yang  berdekatan  dengan  kutub  magnet  batang, akan terbentuk kutub yang selalu berlawanan dengan kutub magnet penginduksi. Apabila kutub utara magnet batang berdekatan dengan ujung A besi, maka ujung A besi menjadi kutub selatan dan ujung B besi  menjadi kutub utara atau sebaliknya.

3.   Membuat Magnet dengan Cara Arus Listrik
Selain  dengan  cara  induksi,  besi  dan  baja  dapat  dijadikan magnet dengan arus listrik. Besi dan baja dililiti kawat yang dihu- bungkan dengan baterai. Magnet elementer yang terdapat pada besi dan baja akan  terpengaruh aliran arus searah (DC) yang dihasilkan baterai. Hal ini menyebabkan magnet elementer letaknya teratur dan mengarah  ke  satu  arah.  Besi  atau  baja  akan  menjadi  magnet  dan dapat menarik serbuk besi yang berada di dekatnya. Magnet yang demikian disebut magnet listrik atau elektromagnet.

Besi yang berujung A dan B dililiti kawat berarus listrik. Kutub magnet yang terbentuk bergantung pada arah arus ujung kumparan. Jika  arah  arus  berlawanan  jarum  jam  maka  ujung  besi  tersebut menjadi kutub utara. Sebaliknya, jika arah arus searah putaran jarum jam  maka  ujung  besi  tersebut  terbentuk  kutub selatan.  Dengan demikian, ujung A kutub utara dan B kutub selatan atau sebaliknya.

Setelah  kita  dapat  membuat  magnet  tentu  saja  ingin  menyimpannya. Agar sifat kemagnetan sebuah magnet dapat tahan lama, maka dalam menyimpan magnet diperlukan angker (sepotong besi) yang dipasang pada kutub magnet. Pemasangan angker bertu- juan untuk mengarahkan magnet elementer hingga membentuk rantai tertutup. Untuk menyimpan dua buah magnet batang  diperlukan dua  angker yang dihubungkan dengan dua kutub magnet yang berlawanan.  Jika berupa magnet U untuk menyimpan diperlukan satu angker yang dihubungkan pada kedua kutubnya. Kita  sudah  mengetahui  benda  magnetik  dapat  dijadikan magnet. Sebaliknya magnet juga dapat dihilangkan kemagnetannya. Bagaimana  caranya?  Sebuah  magnet  akan  hilang  sifat  kemagnetannya jika magnet dipanaskan, dipukul-pukul, dan dialiri arus listrik bolak-balik.  Magnet  yang  mengalami  pemanasan  dan  pemukulan akan   menyebabkan   perubahan   susunan   magnet   elementernya. Akibat pemanasan dan pemukulan magnet elementer menjadi tidak teratur dan tidak searah. Penggunaan arus AC menyebabkan arah arus  listrik  yang  selalu  berubah-ubah.  Perubahan  arah  arus  listrik memengaruhi letak dan arah magnet elementer. Apabila letak dan arah magnet elementer berubah, sifat kemagnetannya hilang. 

Latihan !

1.   Apakah yang terjadi pada besi dan baja apabila  arah  gosokan  ujung  magnet tetap arahnya bolak-balik ?

2.   Mengapa   jika   kaca   digosok   dengan magnet  tetap,  berapapun  lamanya   gosokan kaca tidak dapat menjadi magnet?

3.   Mengapa  magnet  yang  dibakar  akan hilang sifat kemagnetannya?

KUTUB MAGNET

Di awal bab ini kamu sudah mengenal istilah kutub magnet. Selanjutnya di bagian ini kamu akan lebih memperdalam sifat-sifat kutub magnet. Jika magnet batang ditaburi serbuk besi atau paku- paku kecil, sebagian besar serbuk besi maupun paku akan melekat pada kedua ujung magnet. Bagian kedua ujung magnet akan lebih banyak serbuk besi atau paku yang menempel daripada di bagian tengahnya. Hal itu menunjukkan bahwa gaya tarik magnet paling kuat  terletak  pada  ujung-ujungnya.  Ujung  magnet  yang memiliki gaya  tarik  paling  kuat  itulah  yang  disebut  kutub  magnet.  Bagai- manakah menentukan jenis kutub magnet? Sebuah magnet batang yang tergantung bebas dalam keadaan setimbang,  ujung-ujungnya  akan  menunjuk  arah  utara  dan  arah selatan bumi. Ujung magnet yang menunjuk arah utara bumi disebut kutub utara magnet. Sebaliknya, ujung magnet yang menunjuk arah selatan bumi disebut kutub selatan magnet. Setiap  magnet  memiliki  dua  kutub,  yaitu  kutub  utara  dan kutub selatan. Alat yang digunakan untuk menunjukkan arah utara bumi atau geografis disebut kompas.

Kompas merupakan magnet jarum yang dapat bergerak bebas pada sebuah poros. Pada keadaan setimbang salah satu ujung magnet jarum menunjuk arah utara dan ujung lainnya menunjuk arah selatan. Kamu  sudah mengetahui  bahwa  magnet  mempunyai  dua kutub,  yaitu  kutub  utara  dan  kutub  selatan.  Apabila  dua kutub magnet didekatkan akan saling mengadakan interaksi. Jenis interaksi bergantung jenis-jenis kutub yang berdekatan.  Apakah yang terjadi jika  kutub  utara  sebuah  magnet    didekatkan  dengan  kutub  utara magnet lain? Atau sebaliknya, apakah yang terjadi jika kutub utara sebuah magnet  didekatkan dengan kutub selatan  magnet lain?

Untuk mengetahui interaksi antarkutub dua magnet, cobalah melakukan   kegiatan   berikut   secara  berkelompok.   Sebelumnya, bentuklah  satu  kelompok  yang  terdiri  4  siswa;  2  laki-laki  dan  2 perempuan.

Tujuan: Mengetahui interaksi antarkutub

Alat dan Bahan:

- Magnet batang alnico

- Benang

- Spidol

- Statif

- benang

- magnet

- magnet kertas

Cara Kerja:

1.  Ikatlah  sebuah  magnet  batang  di  tengah-tengahnya  dan gantungkan pada statif.

2.  Setelah dalam keadaan seimbang, dekati kutub magnet dengan kutub sejenis magnet yang lain.

3.  Amatilah keadaan magnet.

4.  Ulangi  cara  kerja  nomor  2-3,  tetapi  menggunakan  kutub magnet yang berlawanan jenis.

Pertanyaan:

1.  Apa  yang  terjadi  jika  dua  kutub  sejenis  berinteraksi  atau berdekatan?

2.  Apa yang terjadi jika dua kutub berlawanan jenis berinteraksi?

3.  Nyatakan kesimpulan kelompokmu di buku kerjamu.

Kamu  sudah  melakukan  kegiatan  berupa  menginteraksikan dua magnet; jika kutubnya senama akan saling menolak tetapi jika kutubnya  berbeda  akan  saling  menarik.  Pada  saat  dua  magnet terpisah jarak yang jauh, belum terasa adanya gaya tarik atau gaya tolak. Makin dekat kedua magnet, makin terasa kuat gaya tarik atau gaya tolaknya.

Jika di sekitar magnet batang diletakkan benda-benda mag- netik, benda-benda itu akan ditarik oleh magnet. Makin dekat dengan magnet, gaya tarik yang dialami benda makin kuat. Makin jauh dari magnet makin kecil gaya tarik yang dialami benda. Ruang di sekitar magnet  yang  masih  terdapat  pengaruh  gaya  tarik  magnet disebut medan magnet. Pada tempat tertentu benda tidak mendapat penga- ruh gaya tarik magnet. Benda yang demikian dikatakan berada di luar medan  magnet.  Medan  magnet  tidak  dapat  dilihat  dengan  mata. Namun, keberadaan dan polanya dapat ditunjukkan.

Garis-garis  yang  menggambarkan  pola  medan magnet disebut  garis-garis gaya  magnet.  Garis-garis  gaya magnet  tidak pernah  berpotongan  satu  sama lainnya. Garis-garis  gaya  magnet keluar dari kutub utara, masuk (menuju) ke kutub selatan. Makin banyak jumlah garis-garis  gaya  magnet  makin  besar kuat  medan magnet yang dihasilkan. Apapun bentuknya sebuah magnet memiliki medan magnet yang digambar berupa garis lengkung.

Dua kutub magnet yang tidak sejenis saling berdekatan pola medan  magnetnya juga  berupa  garis  lengkung yang  keluar  dari kutub utara magnet menuju kutub selatan magnet. Bagaimanakah kerapatan pola medan magnet dua kutub magnet yang makin berdekatan?

Pada  dua  kutub  magnet  yang  tak  sejenis,  garis-garis  gaya magnetnya  keluar  dari  kutub  utara  dan  masuk  ke  kutub  selatan magnet lain. Itulah sebabnya dua kutub magnet yang tidak sejenis saling tarik-menarik.

Pada dua kutub magnet yang sejenis, garis-garis gaya magnet yang  keluar  dari  kutub  utara  masing-masing cenderung  saling menolak. Mengapa? Karena arah garis gaya berlawanan, terjadilah tolak-menolak  antara   garis-garis  gaya  yang  keluar  kedua  kutub utara magnet. Hal itulah yang menyebabkan dua kutub yang sejenis saling menolak.

Latihan !!!

1.   Apakah  perbedaan  antara  kutub  utara dan kutub selatan sebuah magnet?

2.   Sebutkan  dua  sifat-sifat  kutub  magnet yang saling berdekatan.

3.   Apakah yang dimaksud medan magnet?

4.   Bagaimanakah  pengaruh  jumlah  garis gaya  magnet  terhadap  kekuatan  magnet?

KEMAGNETAN BUMI

1.   Bumi Sebagai Magnet

Kamu   sudah   mengetahui   sebuah   magnet   batang   yang tergantung  bebas  akan  menunjuk  arah  tertentu.  Pada  bagian  ini, kamu akan mengetahui mengapa magnet bersikap seperti itu. Pada umumnya   sebuah   magnet   terbuat   dari   bahan   besi   dan   nikel. Keduanya memiliki sifat kemagnetan karena tersusun oleh magnet- magnet  elementer.  Batuan-batuan  pembentuk  bumi  juga  mengan- dung  magnet  elementer.  Bumi  dipandang  sebagai  sebuah  magnet batang yang besar yang membujur dari utara ke selatan bumi. Magnet bumi memiliki dua kutub, yaitu kutub utara dan selatan. Kutub utara magnet bumi terletak di sekitar kutub selatan bumi. Adapun kutub  selatan  magnet  bumi  terletak  di  sekitar  kutub  utara  bumi. Magnet  bumi  memiliki  medan  magnet  yang  dapat  memengaruhi jarum kompas dan magnet batang yang tergantung bebas. Medan magnet bumi digambarkan dengan garis-garis leng- kung yang berasal dari kutub selatan bumi menuju kutub utara bumi. Magnet  bumi  tidak  tepat  menunjuk  arah  utara-selatan  geografis. Penyimpangan magnet bumi ini akan menghasilkan garis-garis gaya magnet  bumi  yang  menyimpang  terhadap  arah  utara-selatan  geografis. Adakah pengaruh penyimpangan magnet bumi terhadap jarum kompas?

2.   Deklinasi  dan  Inklinasi

Ambillah sebuah  kompas dan letakkan di atas meja dengan penunjuk  utara (N) tepat menunjuk arah utara. Amatilah kutub utara jarum kompas. Apakah kutub utara jarum kompas tepat menunjuk arah utara (N)? Berapakah sudut yang dibentuk antara kutub utara jarum kompas dengan arah utara (N)?

Jika kita perhatikan kutub utara jarum kompas dalam keadaan setimbang tidak tepat menunjuk arah utara dengan tepat.  Penyim- pangan jarum kompas itu terjadi karena letak kutub-kutub magnet bumi tidak tepat berada di kutub-kutub bumi, tetapi menyimpang terhadap letak kutub bumi. Hal ini menyebabkan   garis-garis gaya magnet bumi mengalami penyimpangan terhadap arah utara-selatan bumi.  Akibatnya  penyimpangan  kutub  utara  jarum  kompas  akan membentuk sudut terhadap arah utara-selatan bumi (geografis). Sudut  yang  dibentuk  oleh  kutub  utara  jarum  kompas  dengan  arah utara-selatan geografis disebut deklinasi (Gambar 11.15). Pernahkah kamu memerhatikan mengapa kedudukan jarum kompas tidak mendatar. Penyimpangan jarum kompas  itu terjadi ka- rena garis-garis gaya magnet bumi tidak sejajar dengan permukaan bumi (bidang horizontal). Akibatnya, kutub utara jarum kompas me- nyimpang naik atau turun terhadap permukaan bumi. Penyimpangan kutub utara jarum kompas akan membentuk sudut terhadap bidang datar permukaan bumi. Sudut yang dibentuk oleh kutub utara jarum kompas dengan bidang datar disebut inklinasi (Gambar 11.16). Alat yang digunakan untuk menentukan besar inklinasi disebut inklinator.

MEDAN MAGNET DI SEKITAR ARUS LISTRIK

Tujuan belajarmu adalah dapat:

menjelaskan sifat medan magnet di sekitar kawat berarus listrik.

Arah  penyimpangan magnet   jarum   kompas ketika  berada  di  sekitar arus listrik dapat diterang- kan sebagai berikut.

Anggaplah arus listrik terletak  di  antara  telapak tangan kanan dan magnet jarum  kompas.  Jika  arus listrik   searah   dengan keempat  jari,  kutub  utara magnet  jarum  akan  me- nyimpang  sesuai  ibu  jari. Cara penentuan arah sim- pangan magnet jarum kom- pas  demikian  disebutkai- dah telapak tangan kanan.

Medan  magnet  di  sekitar  kawat  berarus  listrik  ditemukan secara tidak sengaja oleh  Hans Christian Oersted (1770-1851), ke- tika akan memberikan kuliah bagi mahasiswa. Oersted menemukan bahwa di sekitar kawat berarus listrik magnet jarum kompas akan bergerak (menyimpang). Penyimpangan magnet jarum kompas akan makin  besar  jika  kuat  arus  listrik  yang  mengalir  melalui  kawat diperbesar. Arah penyimpangan jarum kompas bergantung arah arus listrik yang mengalir dalam kawat.

Gejala itu terjadi jika kawat dialiri arus listrik. Jika kawat tidak dialiri arus listrik, medan magnet tidak terjadi sehingga magnet jarum kompas tidak bereaksi.

Perubahan   arah   arus   listrik   ternyata   juga   memengaruhi perubahan  arah  penyimpangan  jarum  kompas.  Perubahan  jarum kompas menunjukkan perubahan arah medan magnet.

Bagaimanakah  menentukan  arah  medan  magnet  di  sekitar penghantar berarus listrik?

Jika arah arus listrik mengalir sejajar dengan jarum kompas dari kutub selatan menuju kutub utara, kutub utara jarum kompas menyimpang berlawanan dengan arah putaran jarum jam.

Jika arah arus listrik mengalir sejajar dengan jarum kompas dari kutub utara menuju kutub selatan, kutub utara jarum kompas menyimpang searah dengan arah putaran jarum jam.

1.   Pola Medan Magnet di Sekitar Arus Listrik

Gejala  penyimpangan  magnet  jarum  di  sekitar  arus  listrik membuktikan bahwa arus listrik dapat menghasilkan medan magnet.

Arah medan magnet yang ditimbulkan arus listrik dapat diterangkan melalui aturan atau kaidah berikut. Anggaplah suatu peng- hantar berarus listrik digenggam tangan kanan. Perhatikan Gambar

11.18. Jika arus listrik searah ibu jari, arah medan magnet yang timbul searah keempat jari yang menggenggam. Kaidah yang demikian disebut kaidah tangan kanan menggenggam. Tugas Individu !

Rancanglah suatu kegiatan untuk membuktikan adanya medan magnet  di  sekitar  penghantar  berarus  listrik.  Peralatan  yang  tersedia antara lain serbuk besi, penghantar, kertas, dan baterai. Gambarlah sketsa model kegiatanmu.

2.   Solenoida

Pada  uraian  sebelumnya  kamu  sudah  mempelajari  medan magnet yang timbul pada penghantar lurus. Bagaimana jika peng- hantarnya  melingkar  dengan  jumlah  banyak?  Sebuah  penghantar melingkar jika dialiri arus listrik akan menghasilkan medan listrik seperti Gambar 11.19. Penghantar  melingkar  yang  berbentuk  kumparan  panjang disebut solenoida. Medan magnet yang ditimbulkan oleh solenoida akan lebih besar daripada yang ditimbulkan oleh sebuah penghantar melingkar,  apalagi  oleh  sebuah  penghantar  lurus.  Tahukah  kamu mengapa demikian?

Jika  solenoida  dialiri  arus  listrik  maka  akan  menghasilkan medan magnet. Medan magnet yang dihasilkan solenoida berarus listrik bergantung pada kuat arus listrik dan banyaknya kumparan. Garis-garis gaya magnet pada solenoida merupakan gabungan dari garis-garis gaya magnet dari kawat melingkar. Gabungan itu akan menghasilkan  medan  magnet  yang  sama  dengan  medan  magnet sebuah   magnet   batang   yang   panjang.   Kumparan   seolah-olah mempunyai  dua  kutub,  yaitu  ujung  yang  satu  merupakan  kutub utara  dan  ujung  kumparan  yang  lain  merupakan  kutub  selatan.

Latihan !

1.   Apakah   pengaruh   arah   arus   listrik terhadap arah medan magnet?

2.   Bagaimanakah pola medan magnet dari kawat berarus listrik?

3.   Di manakah titik yang memiliki medan magnet  paling  kuat    pada  kawat  me lingkar berarus listrik?

4.   Tentukan letak kutub utara dan selatan

ELEKTROMAGNET

Tujuan belajarmu adalah dapat:

menjelaskan  cara  kerja elektromagnet dan penerapannya dalam bebera- pa teknologi.

Masih ingatkah kamu cara membuat magnet menggunakan arus listrik? Di bagian ini kamu akan lebih mendalami tentang magnet listrik   tersebut.   Magnet   listrik   atau   elektromagnet   sangat   erat hubungannya dengan solenoida.

Medan magnet yang dihasilkan oleh solenoida berarus listrik tidak terlalu kuat. Agar medan magnet yang dihasilkan solenoida berarus listrik bertambah kuat, maka di dalamnya harus dimasukkan inti besi lunak. Besi lunak merupakan besi yang tidak dapat dibuat menjadi magnet tetap. Solenoida berarus listrik dan dilengkapi de- ngan besi lunak itulah yang dikenal sebagai elektromagnet.

1.   Faktor  yang  Memengaruhi  Kekuatan  Elektromagnet

Apakah  yang  memengaruhi  besar  medan  magnet  yang  dihasilkan elektromagnet? Sebuah elektromagnet terdiri atas tiga unsur penting, yaitu jumlah lilitan, kuat arus, dan inti besi.

Makin banyak lilitan dan makin besar arus listrik yang mengalir, makin besar medan magnet yang dihasilkan. Selain itu medan magnet yang dihasilkan elektromagnet juga tergantung pada inti besi yang digunakan. Makin besar (panjang) inti besi yang berada dalam solenoida,  makin  besar  medan  magnet  yang  dihasilkan  elektromagnet. Jadi kemagnetan sebuah elektromagnet bergantung   besar kuat  arus  yang  mengalir,  jumlah  lilitan,  dan  besar  inti  besi  yang digunakan.

Elektromagnet menghasilkan medan magnet yang sama dengan medan magnet sebuah magnet batang yang panjang. Elektromagnet juga mempunyai dua kutub yaitu ujung yang satu merupakan kutub utara dan ujung kumparan yang lain merupakan kutub selatan.

Dibandingkan magnet biasa, elektromagnet banyak mempu- nyai  keunggulan.  Karena  itulah  elektromagnet  banyak  digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Beberapa keunggulan elektromagnet antara lain sebagai berikut.

a.    Kemagnetannya dapat diubah-ubah dari mulai yang kecil sampai yang besar dengan cara mengubah salah satu atau ketiga dari kuat arus listrik, jumlah lilitan dan ukuran inti besi.

b.   Sifat kemagnetannya mudah ditimbulkan dan dihilangkan dengan  cara  memutus  dan  menghubungkan  arus  listrik  meng- gunakan sakelar.

c .   Dapat dibuat berbagai bentuk dan ukuran sesuai dengan kebutuhan yang dikehendaki.

d.   Letak kutubnya dapat diubah-ubah dengan cara mengubah arah arus listrik.

Kekuatan elektromagnet akan bertambah, jika:

a.  arus yang melalui kumparan bertambah,

b.  jumlah  lilitan  diperbanyak,

c.  memperbesar/memperpanjang inti besi.

Latihan

1.   Apakah yang dimaksud elektromagnet?

2.   Sebutkan tiga cara memperbesar medan magnet yang dihasilkan elektromagnet.

2.   Kegunaan  Elektromagnet

Beberapa  peralatan  sehari-hari  yang  menggunakan  elektromagnet antara lain seperti berikut.

a.   Bel  listrik

Bel listrik terdiri atas dua elektromagnet dengan setiap solenoida  dililitkan  pada  arah  yang  berlawanan  (perhatikan  Gambar11.21). Apabila sakelar ditekan, arus listrik akan mengalir melalui solenoida. Teras besi akan menjadi magnet dan menarik  kepingan besi lentur dan pengetuk akan memukul bel (lonceng) menghasilkan bunyi. Tarikan kepingan besi lentur oleh elektromagnet akan me- misahkan titik sentuh dan sekrup pengatur yang berfungsi sebagai interuptor.  Arus  listrik  akan  putus  dan  teras  besi  hilang  kemag- netannya. Kepingan besi lentur akan kembali ke kedudukan semula. Teras besi akan menjadi magnet dan menarik  kepingan besi lentur dan  pengetuk  akan  memukul  bel  (lonceng)  menghasilkan  bunyi kembali. Proses ini berulang-ulang sangat cepat dan bunyi lonceng terus terdengar.

b.   Relai

Relai berfungsi sebagai sakelar untuk menghubungkan atau memutuskan  arus  listrik  yang  besar  pada  rangkaian  lain  dengan menggunakan arus listrik yang kecil. Ketika sakelar  S ditutup arus listrik  kecil  mengalir  pada  kumparan.  Teras  besi  akan  menjadi magnet  (elektromagnet)  dan  menarik  kepingan  besi  lentur.  Titik sentuh  C  akan  tertutup,  menyebabkan  rangkaian  lain  yang  mem- bawa arus besar akan tersambung. Apabila sakelar S dibuka, teras besi hilang kemagnetannya, keping besi lentur kembali ke kedudukan semula. Titik sentuh C terbuka dan rangkaian listrik lain terputus.

c.    Telepon

Telepon   terdiri   dari   dua   bagian   yaitu   bagian   pengirim (mikrofon)  dan  bagian  penerima  (telepon).  Prinsip  kerja  bagian mikrofon  adalah  mengubah  gelombang  suara  menjadi  getaran- getaran  listrik.  Pada  bagian  pengirim  ketika  seseorang  berbicara akan  menggetarkan  diafragma  aluminium.  Serbuk-serbuk  karbon yang  terdapat  pada  mikrofon  akan  tertekan  dan  menyebabkan hambatan  serbuk  karbon  mengecil.  Getaran  yang  berupa  sinyal listrik akan mengalir melalui rangkaian listrik.

Prinsip kerja bagian telepon adalah mengubah sinyal listrik menjadi gelombang bunyi. Sinyal listrik yang dihasilkan mikrofon diterima oleh pesawat telepon. Apabila sinyal  listrik berubah-ubah mengalir  pada  kumparan,  teras  besi  akan  menjadi  elektromagnet yang kekuatannya berubah-ubah (perhatikan Gambar 11.23). Dia- fragma  besi  lentur  di  hadapan  elektromagnet  akan  ditarik  dengan gaya yang berubah-ubah. Hal ini menyebabkan diafragma bergetar. Getaran  diafragma  memengaruhi  udara  di  hadapannya,  sehingga udara akan dimampatkan dan direnggangkan. Tekanan bunyi yang dihasilkan sesuai dengan tekanan bunyi yang dikirim melalui mi- krofon.

d.   Katrol  Listrik

Elektromagnet  yang  besar  digunakan  untuk  mengangkat sampah logam yang tidak terpakai. Apabila arus dihidupkan katrol listrik akan menarik  sampah besi dan memindahkan ke tempat yang dikehendaki. Apabila arus listrik dimatikan, sampah besi akan jatuh. Dengan cara ini sampah yang berupa tembaga, aluminium, dan seng dapat dipisahkan dengan besi. Kebaikan katrol listrik adalah:

a.    mampu mengangkat sampah besi dalam jumlah besar

b.   dapat  mengangkat/memindahkan  bongkahan  besi  yang  tanpa rantai

c .   membantu memisahkan antara logam feromagnetik dan bukan feromagnetik.

Latihan

1.   Mengapa menambah jumlah lilitan dapat menghasilkan kemagnetan yang lebih besar?

2.   Bagaimana  cara  penentuan  elektromagnet?

GAYA LORENTZ

Di   depan   telah   dijelaskan   bahwa   kawat   berarus   listrik menimbulkan medan magnet. Apakah yang terjadi jika kawat berarus listrik berada dalam medan magnet tetap?

Interaksi  medan  magnet  dari  kawat  berarus  dengan  medan magnet tetap akan menghasilkan gaya magnet. Pada peristiwa ini terdapat hubungan antara arus listrik, medan magnet tetap, dan gaya magnet.  Hubungan  besaran-besaran  itu  ditemukan  oleh  fisikawan Belanda, Hendrik Anton Lorentz (1853-1928). Dalam penyelidikan- nya  Lorentz  menyimpulkan  bahwa  besar  gaya  yang  ditimbulkan berbanding  lurus  dengan  kuat  arus,  kuat  medan  magnet,  panjang kawat dan sudut yang dibentuk arah arus listrik dengan arah medan magnet.  Untuk  menghargai  jasa  penemuan  H.A.  Lorentz,  gaya tersebut disebut gaya Lorentz. Apabila arah arus listrik tegak lurus dengan arah medan magnet, besar gaya Lorentz dirumuskan.

Dengan: F = B . I . l

F = gaya Lorentz satuan newton (N)

B = kuat medan magnet satuan tesla (T).

l = panjang kawat satuan meter (m)

I = kuat arus listrik satuan ampere (A)

Berdasarkan rumus di atas tampak bahwa apabila arah arus listrik tegak lurus dengan arah medan magnet, besar gaya Lorentz bergantung pada panjang kawat, kuat arus listrik, dan kuat medan magnet. Gaya Lorentz yang ditimbulkan makin besar, jika panjang kawat, kuat arus listrik, dan kuat medan magnet makin besar. Kawat panjangnya 2 m berada tegak lurus dalam medan magnet 20 T. Jika kuat arus listrik yang mengalir 400 mA, berapakah besar gaya Lorentz yang dialami kawat?

Penyelesaian:

Diketahui:   l = 2 m

                 B = 20 T

                  I = 400 mA = 0,4 A

Ditanya:   F = ... ?

Jawab:    F = B x I x l

                  = 20 x 0,4 x 2

                  = 16 N

Arah gaya Lorentz bergantung pada arah arus listrik dan arah medan  magnet.  Untuk  menentukan  arah gaya  Lorentz  digunakan kaidah  atau  aturan  tangan  kanan.  Caranya  rentangkan  ketiga  jari yaitu ibu jari, jari telunjuk, dan jari tengah sedemikian hingga membentuk sudut 90 derajat  (saling tegak lurus). Jika ibu jari menunjukan arah arus listrik (I) dan jari telunjuk menunjukkan arah medan magnet (B) maka arah gaya Lorentz searah jari tengah (F). Dalam bentuk tiga dimensi, arah yang tegak lurus mendekati pembaca diberi simbol. Adapun arah yang tegak lurus menjauhi pembaca diberi simbol.

Gaya Lorentz yang ditimbulkan kawat berarus listrik dalam medan magnet dapat dimanfaatkan untuk membuat alat yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi gerak. Alat yang menerapkan gaya Lorentz adalah motor listrik dan alat-alat ukur listrik. Motor listrik banyak dijumpai pada tape recorder, pompa air listrik, dan komputer.  Adapun,  contoh  alat  ukur  listrik  yaitu  amperemeter, voltmeter, dan ohmmeter.

Latihan !

1. Sebutkan  tiga  cara  memperbesar  gaya Lorentz  yang  ditimbulkan kawat  berarus dalam medan magnet !

2. Kawat yang panjangnya 2,5 m berada tegak lurus dalam medan magnet 50 T. Jika kuat arus listrik yang mengalir 200 mA, berapakah besar gaya Lorentz yang dialami kawat?

Apabila masih ada materi yang belum kamu pahami, tanyakan pada gurumu. Setelah paham, maka pelajarilah bab selanjutnya.

Istilah - istilah penting

interuptor :  pemutus  arus.

kemagnetan :  gejala fisika pada bahan yang memiliki kemampuan menimbulkan medan magnet.

kutub magnet :  kedua ujung besi (magnet) yang paling kuat daya tariknya.

magnet elementer :  bagian terkecil dari magnet yang masih mempunyai sifat magnet.

motor listrik :  alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi gerak.

solenoida :  kumparan yang panjang.

relai :  alat yang bekerja atas dasar penggunaan arus yang kecil untuk menghubungkan atau memutuskan arus listrik yang besar.

Kerjakan soal-soal berikut di buku kerjamu

1.  Sebutkan  sifat-sifat  dua  kutub  magnet yang saling berdekatan.

2.  Sebutkan tiga faktor yang memengaruhi besar  medan  magnet  yang  dihasilkan oleh elektromagnet.

3.  Sebutkan tiga faktor yang memengaruhi besarnya gaya Lorentz.

4.  Sebuah kawat panjangnya 10 m berada tegak lurus dalam medan magnet sebesar 60   tesla.   Jika   kuat   arus   listrik   yang mengalir pada kawat 2 A, tentukan be- sarnya gaya Lorentz.

5.  Ke  manakah  arah  medan  magnet,  bila arah  gaya  Lorentz  dan  arah  arus  ditun- jukkan gambar berikut?

 

Sumber : https://memetmulyadi.blogspot.com/2009/01/kemagnetan-materi-ipa-kelas-9-smpmts.html