KEMAGNETAN

KEMAGNETAN

A.  Pengertian magnet

Magnet atau magnit adalah suatu obyek yang mempunyai suatu medan magnet. Kata magnet (magnit) berasal dari bahasa Yunani magnítis líthos yang berarti batu Magnesian. Magnesia adalah nama sebuah wilayah di Yunani pada masa lalu yang kini bernama Manisa (sekarang berada di wilayah Turki) di mana terkandung batu magnet yang ditemukan sejak zaman dulu di wilayah tersebut.

Magnet adalah suatu materi yang mempunyai suatu medan magnet. Medan magnet ini tidak terlihat tetapi bertanggung jawab untuk properti yang paling menonjol dari magnet, yaitu kekuatan yang menarik pada bahan feromagnetik, seperti zat besi, dan menarik atau mengusir magnet lainnya. Magnet bisa dalam wujud magnet tetap atau magnet tidak tetap. Magnet yang ada sekarang ini, hampir semuanya adalah magnet buatan. Magnet selalu memiliki dua kutub yaitu: kutub utara (north/ N) dan kutub selatan (south/ S). Walaupun magnet itu dipotong-potong, potongan magnet kecil tersebut akan tetap memiliki dua kutub.

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. Satuan intensitas magnet menurut sistem metrik pada Satuan Internasional (SI) adalah Tesla dan SI unit untuk total fluks magnetik adalah weber. 1 weber/m^2  =  1 tesla, yang memengaruhi satu meter persegi.

Medan magnet adalah daerah yang ada di sekitar magnet dimana objek-objek magnetik lain dapat terpengaruh oleh gaya magnetismenya. Benda magnetik selalu mencoba untuk mengarahkan diri selaras dengan pengaruh medan magnet disekitarnya. Makin kuat daya megnetisme yang dimiliki oleh suatu benda, maka makin luas pula cangkupan medan magnetnya.

Keberadaan magnet dapat terlihat dengan perubahan kedudukan serbuk besi sebagaimana percobaan Oersted. Yang kemudian digambarkan menurut kaidah tangan kanan.  Medan magnetik juga terjadi di sekitar kawat berarus listrik sebagaimana percobaan Oersted. Akibat Pengaruh magnetik terhadap benda lain dinamakan Induksi Magnetik. Misal kawat lurus berarus listrik mengalirkan medan magnet yang kuat. Adapun pengaruh kuat medan magnet akibat arus listrik dan menghasilkan gaya dorong dinyatakan menurut kaidah tangan kiri.

Bumi adalah sebuah magnet raksasa yang terkuat di bagian kutubnya. Medan magnet bumi yang paling besar terkumpul di kutub utara dan kutub selatan bumi. Medan magnet bumi menyimpang jauh di sisi ruang angkasa yang membelakangi matahari. Penyimpangan tersebut disebabkan oleh adanya angin surya.

Untuk mengukur kekuatan medan magnet digunakan magnetometer.

Biasanya alat ini digantungkan diekor pesawat untuk bisa mendeteksi perubahan medan magnet bumi.

B.  Magnetisasi

Magnetisasi adalah sebuah proses ketika sebuah materi yang ditempatkan dalam suatu bidang magnetik akan menjadi magnet. Proses ini ditentukan oleh jenis bahan yang disesuaikan dengan kekuatan medan magnet.Pada sebagian besar bahan, proses magnetisasi sangat kecil.Bahan yang menghasilkan magnetisasi kuat sekalipun berada di medan magnet yang lemah disebut feromagnetik^. Bahan feromagnetik terdiri dari dua bidang kecil yaitu kompleks weiss dan bidang-bidang elementer.Bahan tersebut akan mengalami magnetisasi tinggi karena sumbu-sumbu perputaran elektronnya sejajar. Faktor lain yang melemahkan magnetisasi adalah pengarahan kompleks weiss pada bahan yang sembarangan.Misalnya terjadi pada sebuah batang besi yang dimagnetisasi namun arah kompleks weiss sembarangan maka besi tersebut tidak akan menjadi magnet atau tidak mengalami magnetisasi.Pengarahan kompleks weiss yang benar adalah terarah sejajar dengan medan bahan yang akan dimagnetisasi.Magnetisasi akan terjadi jika semua bidang bahan sudah terbentuk dan bahan tersebut sudah dikatakan jenuh.

C.  Ciri-Ciri Magnet 

Setiap magnet mempunyai sifat (ciri) sebagai berikut :

1      Dapat menarik benda logam tertentu.

2      Gaya tarik terbesar berada di kutubnya.

3      Selalu menunjukkan arah utara dan selatan bila digantung bebas.

4       Memiliki dua kutub.

5      Tarik menarik bila tak sejenis.

6      Tolak menolak bila sejenis.

Berdasarkan sifat magnetnya benda dibagi menjadi 3 macam yaitu:

1. Ferromagnetik (benda yang dapat diterik kuat oleh magnet)

    Contoh ferromagnetik adalah besi, baja, nikel dan kobalt.

2. Parramagnetik (benda yang dapat ditarik magnet dengan lemah.

    Contoh parramagnetik adalah platina dan aluminium.

3.Diamagnetik (benda yang tidak dapat ditarik oleh magnet).
   Contoh diamagnetik adalah seng, dan bismut.

D. Jenis-Jenis Magnet

1.    Magnet tetap

Magnet tetap (permanen) adalah magnet yang tidak memerlukan tenaga atau bantuan dari luar untuk menghasilkan daya magnet (berelektromagnetik).

Jenis magnet tetap selama ini yang diketahui terdapat pada:

a.      Magnet neodymium, merupakan magnet tetap yang paling kuat.

Magnet neodymium  (juga dikenal sebagai NdFeB, NIB, atau magnet Neo), merupakan sejenis magnet tanah jarang, terbuat dari campuran logam neodymium,

b.      Magnet Samarium-Cobalt

Salah satu dari dua jenis magnet bumi yang langka, merupakan magnet permanen yang kuat yang terbuat dari paduan samarium dan kobalt.

c.       Ceramic Magnets 

d.      Plastic Magnets

e.       Alnico Magnets

2. Magnet tidak tetap

Magnet tidak tetap (remanen) tergantung pada medan listrik untuk menghasilkan medan magnet.

Contoh magnet tidak tetap adalah elektromagnet.

3. Magnet buatan

Magnet buatan meliputi hampir seluruh magnet yang ada sekarang ini.

Bentuk magnet buatan antara lain:

a.       Magnet U

b.      Magnet ladam

c.       Magnet batang

d.       Magnet lingkaran

e.       Magnet jarum (kompas)

E. Kegunaan Magnet dalam Kehidupan Sehari-hari

Magnet sangat bermanfaat bagi manusia dalam berbagai bidang, diantaranya :

1.    Bidang IPTEK

a.    Media perekaman magnetic VHS kaset berisi gulungan pita magnetik. Informasi yang membentuk video dan suara dikodekan pada lapisan magnetik pada pita. Kaset audio yang umum juga mengandalkan pita magnetik. Demikian pula, di komputer, floppy disk dan data rekam hard disk pada lapisan tipis magnetik.

b.    Kredit, debit, dan kartu ATM

Semua kartu ini memiliki strip magnetik di satu sisi. Strip ini mengkodekan informasi untuk menghubungi lembaga keuangan individu dan terhubung dengan akun mereka.

c.    Televisi umum dan monitor computer

TV dan layar komputer yang berisi tabung sinar katoda menggunakan elektromagnet untuk memandu elektron ke layar. Layar Plasma dan LCD menggunakan teknologi yang berbeda..

d.   Speaker dan mikrofon

Kebanyakan speaker menggunakan magnet permanen dan kumparan pembawa arus untuk mengkonversi energi listrik (sinyal) menjadi energi mekanik (gerakan yang menciptakan suara). Kumparan ini dibungkus sekitar gelendong melekat pada kerucut speaker dan membawa sinyal sebagai perubahan arus yang berinteraksi dengan bidang magnet permanen. Kumparan suara terasa kekuatan magnetik dan sebagai respons, bergerak ke kerucut dan tekanan udara tetangga, sehingga menghasilkan suara. Mikrofon dinamis menggunakan konsep yang sama, tetapi secara terbalik. Mikrofon memiliki diafragma atau membran yang melekat pada sebuah kumparan kawat. Kumparan terletak di dalam magnet berbentuk khusus. Bila suara bergetar membran, kumparan bergetar juga. Sebagai koil bergerak melalui medan magnet, tegangan induksi di koil. Tegangan ini mengarahkan arus dalam kawat ke karakteristik suara asli.

e.    Gitar listrik

Gitar listrik menggunakan pickup magnetik untuk mentransduksi getaran senar gitar menjadi arus listrik yang kemudian dapat diperkuat. Hal ini berbeda dengan prinsip belakang speaker dan mikrofon dinamis karena getaran dirasakan langsung oleh magnet, dan diafragma tidak bekerja.

f.     Motor listrik dan generator

Beberapa motor listrik mengandalkan kombinasi elektromagnet dan magnet permanen, dan seperti pengeras suara, mereka mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Sebuah generator adalah sebaliknya: ia mengubah energi mekanik menjadi energi listrik dengan memindahkan konduktor melalui medan magnet.

g.    Mainan

Mengingat kemampuan mereka untuk melawan gaya gravitasi dalam jarak dekat, magnet yang sering digunakan dalam mainan anak-anak, seperti roda Ruang Magnet dan Levitron, untuk efek lucu.

2.    Bidang Kesehatan

a.    Magnetic Resonance Imaging (MRI)

Penggunaan magnet yang paling umum untuk kesehatan  adalah scanner Magnetic Resonance Imaging (MRI) di rumah sakit. Perangkat raksasa ini membantu dokter mendapatkan tampilan struktur organ dalam pasien tanpa operasi invasive, hasilnya kompleks namun akurat. MRI menggunakan magnet untuk menciptakan secara rinci dan memungkinkan tampilan yang berbeda ketingginannya jika dokter ingin mengetahui detail lebih lanjut.

b.    Mengobati Epilepsi

Pengobatan magnetic dapat mengurangi gejala penyakit epilepsy kronis. Sebuah penelitian di Jerman pada tahun 1999 menemukan bahwa magnet dengan frekuensi rendah dapat mengurangi atau membatasi kejang dan efektif bagi pasien yang tidak mempan dengan pengobatan biasa. Kumparan magnet ditempatkan di samping kepala untuk mengarahkan gelombang magnet ke otak.penelitian mengklaim bahwa sebagian besar peserta penelitian berkurang kejangnya hingga setengah. Tapi, pengobatan magnetic ini hanya bertahan sekitar 6-8 minggu.

c.    Mengobati Radang Sendi

Dalam suatu penelitian yang dilakukan oleh Peninsula Medical School tahun 2004, peneliti menemukan bahwa magnet bisa meredakan rasa sakit akibat radang sendi di lutut dan pinggul. Namun, para peneliti mengakui bahwa hasil tersebut bisa disebabkan oleh efek placebo.

d.   Mengobati Alzheimer

Sebuah penelitian di Italia menemukan bahwa pengobatan magnetic dapat meningkatkan aktivitas kortikal otak pasien dan membantu memahami dunia di sekitarnya dengan lebih baik. Laporan yang dimuat dalam Jurnal of Neurology, Meurology and Psychiatry ini menemukan bahwa stimulasi magnetic yang berulang dapat bermanfaat bagi pasien penyakit saraf seperti alzheimer.

e.    Meringankan Depresi

Pasien depresi yang mendapat stimulasi magnetic mengakui lebih relaks dibandingkan jika tidak mendapat pengobatan tersebut. Sebuah tim di Universitas Kedokteran Carolina Selatan mensurvei 190 orang penderita depresi. Setengah diantaranya mendapatkan pengobatan magnetic. Hasilnya, 14% pasien melaporkan gejala depresinya menjadi lebih ringan. Sedangkan dalam kelompok paseblo, hanya 5% yang merasakan perbaikan.

f.     Membantu Operasi Jantung

Partikel magnetic juga telah digunakan dalam operasi jantung. Para ilmuwan menggunakan partikel kecil magnet yang melekat pada sel induk untuk membantu memperbaiki hati yang rusak. Laporan penelitiaan yang dimuat dalam Jounal of American College of Cardiology ini menemukan bahwa teknik ini efektif pada tikus dan akan diuji coba pada manusia untuk tahap berikutnya. Efektivitas sel-sel induk meningkat 5 kali karena partikel magnetmemandu sel-sel ke daerah sasaran.

g.    Mengurangi Pembengkakan

Sebuah penelitian oleh University of Virginia membuktikan bahwa magnet dapat mengurangi pembengkakan. Ilmuwan menemukan bahwa magnet statis mampu mengurangi pembengkakan kaki belakang tikus hingga 50%. Teorinya adalah daerah yang terkena kalsium dan sel otot menyebabkan pelebaran pembuluh darah arteri. Dengan memaparkan magnet, pelebaran tersebut dapat dikurangi.

h.    Memperbaiki Jaringan yang Luka

Pemanfaatan medan magnet pada bagian yang luka dapat membantu mengembalikan keseimbangan elektromagnet menjadi normal kembali, dimana medan magnet akan melancarkan peredaran darah (dinding kapiler) dan jaringan-jaringan otot sehingga aliran darah meningkat dengan membawa oksigen dan nutrisi begitu banyak ke bagian jaringan yang luka (hal ini dapat menghilangkan rasa nyeri dan pembengkakan pada jaringan luka dengan kata lain dpat mempercepat penyembuhan luka). Kenapa demikian? Karena fungsi dari fisik dan mental tubuh manusia dikendalikan oleh electromagnet yang diakibatkan dari pergerakan ion elektrokimiawi di dalam tubuh. Pada saat ada jaringan luka, ion energy postif bergerak kearah luka (daerah yang mengalami kerusakan) sehingga menimbulkan rasa sakit dan terjadi pembengkakan.

3.    Bidang Kesenian

a.    Seni Rupa

Vinil lembaran magnet dapat disertakan pada lukisan, foto, dan barang pajangan lainnya, yang memungkinkan mereka untuk melekat pada lemari es dan permukaan logam lainnya. Obyek dan cat dapat diterapkan secara langsung ke permukaan magnet untuk membuat potongan-potongan kolase seni. Seni magnetik portabel, murah dan mudah untuk membuat. Vinil seni magnetik bukan untuk kulkas lagi. Papan logam berwarna-warni magnetik, strip, pintu, oven microwave, mesin pencuci piring, mobil, saya balok logam, dan setiap permukaan logam dapat menerima seni vinil magnetik. Menjadi media yang relatif baru untuk seni, penggunaan kreatif untuk bahan ini baru saja dimulai.

F. Cara Menghilangkan Magnet

Penghilangan sifat magnet dapat dilakukan dengan mengacak arah oreantasi domain-domain magnetik dalam bahan. Berikut beberapa cara diantaranya

1. Pemanasan

Jika bahan dipanaskan maka atom-atom akan bergerak lebih keras. Akibat arah orientasi kemagnetan atom-atom berubah dan akibatnya mengubah arah kutub kemagnetan domain. Arah kutub domain menjadi acak sehingga sifat kemagnetan bahan menjadi hilang.

2. Pemukulan

Pemukulan yang terus menerus pada bahan magnetik dapat pula mengubah arah kutub domain menjadi acak. Akibatnya sifat kemagnetan bahan juga dapat hilang.

3. Dililiti kumparan yang dialiri arus bolak-balik (AC).

Jika sebuah batang magnet ditempatkan dalam kumparan yang dialiri arus bolak-balik, maka magnet batas tersebut berada dibawah pengaruh magnet lain (magnet kumparan) yang memiliki arah kutub berubah-ubah. Hal ini dapat mengganggu arah orientasi domain magnetik dalam bahan sehingga arah orientasi domain menjadi acak. Akibatnya sifat kemagnetan bahan menjadi hilang. Contoh : pita kaset terbuat dari bahan magnet. Pita kaset yang terkena panas, misalnya sengatan matahari dapat rusak karena kehilangan sifat magnetiknya. Akibatnya, tidak dapat menghasilkan musik yang enak didengar.