SK 4. Memahami konsep kemagnetan dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari

KD 4.1 Menyelidiki gejala kemagnetan & cara membuat magnet

4.2 Mendeskripsikan pemanfaatan kemagnetan dalam produk teknologi

4.3 Menerapkan konsep induksi elektromagnetik untuk menjelaskan prinsip kerja

beberapa alat yang memanfaatkan prinsip induksi elektromagnetik

A. GEJALA KEMAGNETAN

Kemagnetan

o Kemampuan suatu benda menarik benda lain di dekatnya

o Benda magnetik adalah benda yang dapat ditarik magnet dan benda non magnetik

adalah benda yang tidak dapat ditarik magnet

Kelompok Kekuatan Benda Yang Ditarik Magnet

1. Benda feromagnetik adalah benda yang ditarik kuat oleh magnet Contoh: besi, baja,

nikel, kobalt

2. Benda paramagnetik adalah benda yang ditarik lemah oleh magnet, Contoh: platina,

temabaga, garam

3. Benda diamagnetik adalah benda yang ditolak oleh magnet, Contoh: timah,

aluminium, emas, bismut

Benda Magnetik Dapat Dijadikan Magnet

1. Yang mudah jadi magnet, seperti besi, tapi sifat magnetnya mudah hilang

2. Yang sulit dijadikan magnet, contoh baja, tapi kemagnetannya sulit hilang

Bahan Penyusun Benda Magnetik Magnet Elementer

Benda bukan magnet, arah magnet elementernya tidak teratur

Benda magnet, arah magnet elementernya teratur

Jadi, membuat magnet adalah mengubah susunan magnet elementernya menjadi

teratur, Contoh: susunan magnet elementer besi, baja sebelum dan sesudah menjadi

magnet

1

Sebelum Sesudah

B. TIGA CARA MEMBUAT MAGNET

1. Cara Menggosok

Contoh: Besi digosok dengan salah satu ujung magnet tetap dengan arah gosokan

satu arah agar magnet elementer besi teratur ke satu arah.

Ujung besi yang digosok akan mempunyai kutub berlawanan dengan magnet

penggosok.

Ujung besi B menjadi kutub selatan magnet dan ujung besi Q menjadi kutub utara

magnet

2. Membuat Magnet Dengan Cara Induksi

Besi dan baja diletakkan dengan magnet tetap, magnet elemeter besi dan baja akan

terpengaruh atau terinduksi magnet tetap Ujung A besi menjadi kutub selatan

3. Membuat Magnet Dengan Arus Listrik

Hasilnya disebut ELEKTROMAGNET

Caranya:

Besi yang berujung A dan B dililitkan kawat berarus listrik. Kutub magnet yang

terbentuk bergantung pada arah arus ujung kumparan. Jika arah arus berlawanan

jarum jam maka ujung A besi tersebut menjadi kutub utara. Sebaliknya, jika arah

arus searah putaran jarum jam maka ujung A besi tersebut terbentuk kutub selatan.

2

4. Dengan cara mengalikan arus listrik

Benda magnetik akan memiliki sifat magnet ketika dialiri arus listrik searah namun

akan hilang kemagnetannya jika arus tersebut dihilangkan.

Tujuan

Membuat jenis magnet buatan dengan paku yang dililitkan kumparan dan

dialirkanarus listrik.

Bahan

1. kabel yang berisi kawat tembaga (sehelai saja bila kabelnya rangkap dua)

2. paku besar

3. baterai

4. paper klip atau logam kecil lainnya ( paku payung jarum dll)

Cara Membuat :

1. kupas kulit kabel tembagapada tiapujung-ujungnya

2. lilitkan kabel tembaga pada paku ( usahakan serapat mungkin).

3. Tempelkan ujung-ujung kabel tembaga pada baterai, dan tunggu bebrapa saat.

4. Untuk mengujinya coba dekatkan paku tersebut pada paper klip atau logam

kecil lainnya.

5. Coba amati apa yang terjadi?

CARA MENGHILANGKAN SIFAT MAGNET

3

Ujung A besi Menjadi kutub utara

Ujung A besi Menjadi kutub sealatan

Adalah Dipanaskan, dipukul-pukul, dialiri arus listrik

Kompas adalah magnet jarum yang bergerak bebas pada sebuah poros

Medan magnet adalah ruang disekitar magnet yang masih dapat pengaruh magnet

Garis gaya magnet adalah garis yang menggambarkan pola medan magnet, arah

garis gaya magnet dari U ke S

Memetakan garis gaya magnet

Alat dan bahan

Serbuk besi

Kertas

Magnet

Kertas manila

Cara kerja

1. Letakkan magnet pada bidang datar. Letakkan kertas manila diatasnya, sehingga

menutupi magnet tersebut.

2. Taburkan serbuk besi di atas karton manila itu, ketuk-ketuklah kertasnya.

3. Buatlah gambar pola serbuk besi yang terjadi.

Analisis dan diskusi

1. Jelaskan mengapa serbuk besi membentuk pola seperti yang kamu amati ?

4

2. Apakah pola tersebut dapat menunjukan letak kutub-kutub magnet ?

C. KEMAGNETAN BUMI

Batuan pembentuk bumi juga mengandung magnet elementer, magnet bumi memiliki

dua kutub yaitu utara dan selatan

Kutub utara magnet bumi terletak disekitar kutub selatan bumi

Kutub selatan magnet bumi di sekitar kutub utara bumi

Magnet bumi memiliki medan magnet yang dapat mempengaruhi jarum kompas

Magnet bumi tidak tepat menunjuk arah U-S geografi bumi

Deklinasi adalah sudut yang dibentuk oleh kutub U jarum kompas denagn U-S bumi

Inklinasi adalah sudut yang dibentuk oleh jarum kompas dengan bidang datar

5

D. MEDAN MAGNET DI SEKITAR ARUS LISTRIK

Ditemukan oleh Hans Cristian Oersted (1770-1851), jika arah arus listrik mengalir

dari kutub S menuju kutub U jarum kompas menyimpang berlawanan dengan putaran

jarum jam. Jika sebaliknya arah arus listrik mengalir dari kutub U menuju kutub S, kutub

U jarum kompas menyimpang searah dengan putaran jarum jam.

Arah Arus Arah Arus

1. Pola/arah medan magnet di sekitar arus listrik

Jika arus listrik searah ibu jari, arah medan magnet yang timbul searah keempat

jari yang menggenggam. Kaidah yang demikian disebut kaidah tangan kanan

menggenggam.

2. Solenoida

Adalah penhantar arus melingakar yang berbentuk kumparan panjang

Jika solenoida dialiri arus listrik maka akan menghasilkan medan magnet

6

Kaidah tangan kanan menggenggam

E. ELEKTROMAGNET atau magnet listrik / merupakan magnet tidak tetap

adalah solenoida berarus listrik yang dilengkapi besi lunak

Tujuan solenoida dilengkapi besi lunak ( karena besi lunak tidak dapat dibuat

magnet tetap)

Faktor yang mempengaruhi kekuatan elektromagnet

jumlah lilitan

kuat arus

inti besi

elektromagnet banyak punya keunggulan dibanding magnet biasa, sehingga banyak

digunakan dalam kehidupan sehari-hari

Keunggulan elektromagnet

kemagnetannya dapat diubah-ubah dengan mengubah lilitan, ukuran besi atau kuat

arus

sifat magnet mudah timbul dan hilang dengan menekan saklar

dapat dibuat berbagai bentuk dan ukuran

kutub dapat di ubah dengan mengubah arah arus

F. GAYA LORENTZ

Kawat diletakkan pada medan magnet di antara kutub-kutub magnet dalam. Jika

arus listrik dilewatkan pada kawat, ternyata kawat tersebut tertarik ke atas. Jika arah arus

dibalik, kawat tertarik kebawah. Jadi, gaya yang menyebabkan peghantar tersebut

bergerak keatas dan kebawah ini di sebut gaya lorentz atau medan magnet menghasilkan

gaya pada arus listrik.

Medan magnet menghasilkan gaya pada kawat berarus

Kawat berarus akan tertarik ke bawah

Kawat berarus akan tertarik ke atas jika polaritas baterai dibalik.

Dalam penyelidikannya lorentz (1853-1928) dari Belanda 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.

Dengan rumus :

7

F = B x I x l

F = gaya lorentz (Newton/N)

B = kuat medan magnet (Tesla/T)

I = kuat arus listrik ( Ampere/A)

l = panjang kawat (meter/m)

gaya lorentz yang ditimbulkan makin besar, jika panjang kawat, kuat arus listrik,

dan kuat medan magnet makin besar

menentukan arah gaya lorentz dapat dilakukan dengan menggunakan aturan kaidah

tangan kanan seperti pada gambar

jika tangan kanan kita terbuka, maka arah gaya lorentz sesuai arah telapak tangan.

Arah arus pada penghantar ditunjukan oleh ibu jari, sedangkan arah medan magnet yang

mempengaruhi sesuai dengan jari telunjuk.

CONTOH

1. sebuah penghantar sepanjang 20 cm membawa arus sebesar 3 A dalam suatu medan

magnet seragam. Kuat medan magnet diketahui sebesar 4 T. Tentukan besarnya gaya

lorentz yang bekerja pada penghantar tersebut jika arus yang mengalir tegak lurus

terhadap medan magnet

Penyelesaiannya

Diket : B = 4 T

I = 3 A

l = 20 cm = 0,2 m

ditanya : F, jika a= 90 ???

jawab :

F = B x I x l

F = 4T x 3A x 0,2m

F = 2,4 N

Jadi, besar gaya lorentz adalah 2,4 N

8

2. tentukan arah gaya lorentz pada gambar berikut ini.

a. B b. I B c. I d. I

I B

LATIHAN

I. Pilihlah salah satu jawaban yang benar

1. Berikut ini yang termasuk bahan magnetik dan nono magnetik adalah......

a. Besi dan nikel

b. Baja dan bismut

c. Nikel dan baja

d. Seng dan emas

2. Garis-garis lengkung yang keluar dari kutub utara menuju kutub selatan sebuah

magnet disebut......

a. Kutub magnet

b. Garis-garis gaya magnet

c. Medan magnet

d. Fluks magnet

3. Gaya tarik magnet paling kuat terletak pada.....

a. Seluruh bagian magnet

b. Bagian ujung-ujung magnet

c. Salah satu ujung magnet

d. Bagian tengah magnet

4. Berikut ini cara membuat magnet, kecuali.......

a. Cara alami

b. Cara induksi

c. Cara menggosok

d. Cara arus listrik

5. Perhatikan gambar berikut.

9

x x

A B C

Benda A dapat menarik benda B dan tidak dapat menarik benda C, pernyataan

berikut benar, Kecuali.....

a. Benda A sebuah magnet

b. Benda B merupakan benda magnetik

c. Benda C merupakan benda nonmagnetik

d. Benda C merupakan benda feromagnetik

6. Perhatiakan gambar berikut ini.

Jika besi/baja telah menjadi magnet, pernyataan berikut benar, kecuali......

a. A kutub utara dan B kutub selatan

b. A kutub selatan dan B kutub utara

c. A dan B kutub selatan

d. A dan B kutub utara

7. Ruang disekitar magnet yang masih mempunyai pengaruh gaya tarik magnet

disebut....

a. Medan magnet

b. Kutub magnet

c. Fluks magnetik

d. Garis-garis gaya magnet

8. Magnet dapat diperoleh dengan cara,......

a. Mendekatkan besi/baja pada magnet tetap

b. Melilitkan kawat berarus listrik DC pada baja/baja berisolasi

c. Menggosokan besi/baja dengan magnet tetap ke satu arah

d. Melilitkan kawat berarus listrik AC pada baja/baja berisolasi

9. Jarum kompas selalu menunjuk arah utara selatan bumi, disebabkan adanya......

a. Medan magnet bumi

b. Gravitasi bumi

c. Gaya tarik bumi

d. Rotasi bumi

10

10. Sebuah magnet batang tergantung bebas, ternyata tidak menunjukan arah utara

selatan sebab....

a. Magnet tersebut sifat kemagnetannya sudah lemah

b. Magnet tersebut berada dalam medan magnet yang lain

c. Magnet tersebut merupakan magnet sementara

d. Magnet tersebut tidak memiliki kutub utara dan selatan

11. Letakkan kutub utara magnet bumi adalah.....

a. Di sekitar khatulistiwa bumi

b. Di sekitar kutub utara bumi

c. Di sekitar kutub selatan bumi

d. Di kutub utara bmi

12. Sebuah kompas diletakkan dibawah kawat lurus berarus listrik, ternyata jarum

kompas akan menyimpang. Hal ini menunjukan bahwa......

a. Di sekitar magnet jarum pada kompas timbul medan magnet

b. Di sekitar kawat lurus berarus listrik terdapat medan magnet

c. Garis-garis gaya magnet dari magnet jarum kompas ditolak arus listrik

d. Magnet jarum pada kompas menimbulkan arus listrik pada kawat

13. Perhatikan gambar berikut.

Arah medan magnet dari kawat lurus berarus listrik di atas yang benar adalah.....

a. I dan II

b. II dan III

c. I dan III

d. II dan IV

14. Perhatikan gambar berikut, perhatikan berikut yang tidak tepat adalah.....

a. A : Kutub selatan

b. B : Kutub selatan

c. C : Kutub selatan

d. D : Kutub utara

15. Gambar berikut menunjukan arah garis-garis gaya magnet yang dihasilkan oleh

solenoida yang benae adalah.....

11

BA

16. Kawat berarus listrik berada dalam medan magnet 60 tesla mengalami gaya

lorentz 12 N. Jika kawat itu berada dalam medan magnet 15 tesla, besar gaya

lorentz yang di alami kawat adalah.....

a. 3 N

b. 36 N

c. 48 N

d. 75 N

17. Berdasarkan gambar elektromagnet, pernyataan berikut yang tidak tepat

adalah....

a. P : kutub utara dan Q : kutub selatan

b. Kemagnetannya mudah dihilangkan

c. Kutub-kutub magnet yang dihasilkan sulit diubah

d. Kemagnetannya tidak tergantung hambatan lilitan

18. Hal berikut yang tidak dapat memperbesar medan magnet yang dihasilkan

elektromagnet adalah.....

a. Memperbanyak lilitan

b. Memperbesar hambatan

c. Memperbesra inti besi

d. Kuat arus diperbesar

19. Daerah di sekitar magnet yang terdapat gaya-gaya magnet disebut.....

a. Kutub magnet

b. Medan magnet

c. Garis gaya magnet

d. Magnet elementer

20. Sudut antara jarum kompas dengan arah utara sebenarnya disebut.....

a. Inklinasi

b. Deklinasi

c. Kutub

d. bumi

II. Jawablah pertanyaan berikut dengan singkat dan jelas

1. Apakah yang dimaksud dengan kutub magnet ? bagaimana prilaku kutub

magnet jika di dekati dengan kutub magnet lain?

2. Mengapa penjelajahan yang tidak berpengalaman dalam menggunakan kompas

dapat tersesat di dekat kutub geografis bumi?

3. Mengapa jarum kompas tidak tepat menunjukan arah utara-selatan?

12

4. Jelaskan bagaimana cara membuat bahan menjadi bersifat magnet ?

bagaimanakah caranya kemagnetan suatu magnet dapat hilang?

5. Besi bukan magnet jika digosok dengan magnet kuat akhirnya menjadi bersifat

magnet. Jelaskan apa yang terjadi pada magnet elementer besi selama proses

tersebut.

KUNCI JAWABAN

I. Pilihlah salah satu jawaban yang benar

13

1. A 11. A

2. A 12. A

3. A 13.

4. A 14. A

5. A. 15. A

6. A 16. A

7. A. 17. A

8. A 18. A

9. A 19. A

10. A 20. a

DAFTAR PUSTAKA

14

Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan Tahun 2006

Buku Paket Fisika Jilid 3 SMP

Sumijadi, Des RW Th 1996, Terampil Menerapkan Konsep dan Prinsip IPA

Fisika Jilid 3, Tiga Serangkai

Rahimi, Sri, dkk. 2000. Fisika Jilid 3 Aneka Ilmu

Prasodjo, Budi. 2001.Panduan Fisika kelas 3 SLTP. Yudistira

Tanggono, dkk. Fisika Jilid 3. Bumi Aksara

Buku Pegangan Guru Fisika kelas 3 SLTP. Menteri Pendidikan Nasional

Panduan Ujian Akhir Nasional Fisika SLTP. Gema Sukses

Wiyono Mangun Widodo, 2000. Pokok-Pokok Fisika SLTP Jilid 3. Erlangga

Buku Sains Fisika kelas IX. Grafindo

Irawan Indra Etsa, 2008. IPA Fisika Bilingual SMP kelas IX

15