MEDAN MAGNET BUMI

MakalahIniDibsusun dalam Rangka Memenuhi

Tugas Mata Kuliah Ilmu Kebumian

Program Studi Pendidikan IPA

Disusun Oleh :

1. Mila Melianasari (4001414003)

2. YanniFiqri N. (4001414023)

3. Khusnul Khotimah (4001414024)

4. Risyanti (4001414040)

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

TAHUN 2014

i

ii

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur, penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah

melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga saya dapat menyelesaikan dengan baik

makalah tentang MEDAN MAGNET BUMI.

Tak lupa kami mengucapkan terimakasih kepada dosen pengampu yang telah membantu

saya dalam mengerjakan makalah ini.

Sebagaimana hasil karya manusia yang tidak luput dari kekurangan dan kesempurnaan,

kami mengharapkan kritik dan saran dari berbagai pihak. Harapan kami semoga makalah ini

dapat bermanfaat bagi kita semua.

Semarang, 15 Desember 2014

Penulis

i

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

KATA PENGANTAR................................................................................. i

DAFTAR ISI .............................................................................................. ii

BAB I : PENDAHULUAN ...................................................................... 1

1.1. Latar Belakang..................................................................... 1

1.2. Rumusan Masalah ............................................................... 1

1.3. Tujuan ................................................................................. 1

1.4. Manfaat................................................................................ 2

1.5. Sistematika........................................................................... 2

BAB II : PEMBAHASAN........................................................................ 3

2.1..............................................................................................Medan magnet

bumi..................................................................................... 3

2.1.1. Bagian medan magnet bumi....................................... 4

2.1.2. Variasi medan magnet bumi....................................... 4

2.1.3. Teori medan magnet bumi.......................................... 5

2.2..............................................................................................Sejarah munculnya

medan magnet...................................................................... 6

2.3..............................................................................................Perbedaan sudut

deklinasi dan inklinasi......................................................... 7

BAB III : PENUTUP.................................................................................. 9

1.1. Kesimpulan.......................................................................... 9

1.2. Saran ................................................................................... 9

Daftar Pustaka ........................................................................................... 10

ii

iii

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Magnet adalah suatu benda atau bahan yang dapat menghasilkan atau menimbulkan

garis-garis gaya magnet, sehingga dapat  menarik besi, baja, atau benda-benda lainnya. suatu

magnet merupakan suatu materi yang mempunyai suatu medan magnet. Materi tersebut bisa

dalam wujud magnet tetap atau wujud  tidak tetap. Ditinjau dari proses pembuatan, maka

magnet dapat dibedakan menjadi 2 macam  yaitu magnet alam dan magnet buatan. Magnet

alam terdapat di dalam tanah yang berupa bijih besi magnet dalam bentuk besi oksida.

Pertama kali ditemukan di Magnesia dan dipergunakan pertama kali oleh bangsa

China.Magnet buatan (artificial magnet) dapat dibuat dari bahan-bahan feromagnetik seperti

Kobalt, paduan baja dengan nikel, dll.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 danbaja 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.

1.2 Rumusan Makalah

2. Apakah yang dimaksud dengan medan magnet bumi?

3. Bagaimanakah sejarah munculnya medan magnet bumi?

4. Apakah perbedaan sudut deklinasi dan inklinasi?

1.3 Tujuan

1. Untuk mengetahui pengertian medan magnet bumi

2. Untuk mengetahui sejarah munculnya medan magnet bumi

3. Untuk mengetahui perbedaan sudut deklinasi dan inklinasi

1

1.4 Manfaat

Makalah ini bermanfaat bagi penulis ataupun pembaca. Penulis ataupun pembaca dapat

menambah wawasan dan pengetahuan mengenai medan magnet bumi, sejarah munculnya

medan magnet bumi dan perbedaan sudut deklinasi dan inklinasi.

1.5 Sistematika

Makalah ini mempunyai sistematika sebagai berikut:

HALAMAN JUDUL

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

BAB I : PENDAHULUAN

1.6. Latar Belakang

1.7. Rumusan Masalah

1.8. Tujuan

1.9. Manfaat

1.10. Sistematika

BAB II : PEMBAHASAN

2.4..............................................................................................Medan magnet

bumi

2.4.1. Bagian medan magnet bumi

2.4.2. Variasi medan magnet bumi

2.4.3. Teori medan magnet bumi

2.5..............................................................................................Sejarah munculnya

medan magnet bumi

2.6..............................................................................................Perbedaan sudut

deklinasi dan inklinasi

BAB III : PENUTUP

4.1. Kesimpulan

4.2. Saran

Daftar Pustaka

2

BAB II

PEMBAHASAN

2.1. Medan Magnet Bumi

Medan magnetik bumi, disebut juga medan geomagnetik, adalah medan magnetik yang

menjangkau dari bagian dalam bumi hingga ke batas di mana medan magnet bertemu angin

matahari. Besarnya medan magnet bumi bervarias antara 25 hingga 65 mikrotesla (0.25

hingga 0.65 gauss). Kutub-kutub medan magnetik bumi diperkirakan miring sepuluh derajat

terhadap aksis bumi, dan terus bergerak sepanjang waktu akibat pergerakan besi paduan cair

di dalam inti luar bumi. Kutub magnet bumi bergerak begitu lambat sehingga kompasmasih

dapat berfungsi dengan baik sejak digunakan pertama kali (abad ke 11 masehi).

Medan magnet bumi terkarakterisasi oleh parameter fisis atau disebut juga elemen medan

magnet bumi yang dapat diukur yaitu meliputi arah dan intensitas kemagnetannya. Parameter

fisis tersebut meliputi :

a. Deklinasi (D), yaitu sudut antara utara magnetik dengan komponen horizontal yang

dihitung dari utara menuju timur.

b. Inklinasi(I), yaitu sudut antara medan magnetik total dengan bidang horizontal yang

dihitung dari bidang horizontal menuju bidang vertikal ke bawah.

c. Intensitas Horizontal (Bh), yaitu besar dari medan magnetik total pada bidang horizontal.

d. Medan magnetik total (B), yaitu besar dari vektor medan magnetik total.

                                        

Komponen Medan Magnetik Bumi

  Medan magnet utama bumi berubah terhadap waktu. Untuk menyeragamkan nilai-nilai

medan utama magnet bumi, dibuat standar nilai yang disebut International Geomagnetiks

3

Reference Field (IGRF) yang diperbaharui setiap 5 tahun sekali. Nilai-nilai IGRF tersebut

diperoleh dari hasil pengukuran rata-rata pada daerah luasan sekitar 1 juta km2 yang

dilakukan dalam waktu satu tahun.

2.1.1. Medan magnet bumi terdiri dari 3 bagian : 

1. Medan magnet utama (main field)

Medan magnet utama dapat didefinisikan sebagai medan rata-rata hasil

pengukuran dalam jangka waktu yang cukup lama mencakup daerah dengan luas

lebih dari 106 km2.

Orientasi Arah Medan Magnetik Bumi

2. Medan magnet luar (external field)

Pengaruh medan magnet luar berasal dari pengaruh luar bumi yang merupakan

hasil ionisasi di atmosfer yang ditimbulkan oleh sinar ultraviolet dari matahari.

Karena sumber medan luar ini berhubungan dengan arus listrik yang mengalir dalam

lapisan terionisasi di atmosfer, maka perubahan medan ini terhadap waktu jauh lebih

cepat.

3. Medan magnet anomali

Medan magnet anomali sering juga disebut medan magnet lokal (crustal field).

Medan magnet ini dihasilkan oleh  batuan yang mengandung mineral bermagnet

seperti magnetite, titanomagnetite dan lain-lain yang berada di  kerak bumi.

2.1.2. Variasi Medan Magnetik Bumi

Intensitas medan magnetik yang terukur di atas permukaan bumi senantiasa

mengalami perubahan terhadap waktu. Perubahan medan magnetik ini dapat terjadi

dalam waktu yang relatif singkat ataupun lama. Berdasarkan faktor-faktor penyebabnya

perubahan medan magnetik bumi dapat terjadi antara lain:

4

1. Variasi sekuler

Variasi sekuler adalah variasi medan bumi yang berasal dari variasi medan

magnetik utama bumi, sebagai akibat dari perubahan posisi kutub magnetik bumi.

Pengaruh variasi sekuler telah diantisipasi dengan cara memperbarui dan menetapkan

nilai intensitas medan magnetik utama bumi yang dikenal dengan IGRF setiap lima

tahun sekali.

2. Variasi harian

Variasi harian adalah variasi medan magnetik bumi yang sebagian besar

bersumber dari medan magnet luar. Medan magnet luar berasal dari perputaran arus

listrik di dalam lapisan ionosfer yang bersumber dari partikel-partikel terionisasi oleh

radiasi matahari sehingga menghasilkan fluktasi arus yang dapat menjadi sumber

medan magnet. Jangkauan variasi ini hingga mencapai 30 gamma dengan perioda 24

jam. Selain itu juga terdapat variasi yang amplitudonya berkisar 2 gamma dengan

perioda 25 jam. Variasi ini diasosiasikan dengan interaksi ionosfer bulan yang

dikenal dengan variasi harian bulan (Telford, 1976).

3. Badai Magnetik

Badai magnetik  adalah gangguan yang bersifat sementara dalam medan magnetik

bumi dengan magnetik sekitar 1000 gamma. Faktor penyebabnya diasosiasikan

dengan aurora. Meskipun periodanya acak tetapi kejadian ini sering muncul dalam

interval sekitar 27 hari, yaitu suatu periode yang berhubungan dengan

aktivitas sunspot (Telford, 1976). Badai magnetik secara langsung dapat

mengacaukan hasil pengamatan.

2.1.3. Teori Medan Magnet Bumi

Terdapat Beberapa Teori tentang dari mana Medan Magnet Bumi berasal yaitu :

a. Dynamo theory

Yaitu teori yang pertama diajukan oleh Joseph Larmor pada tahun 1919. Kurang

lebih teori ini menyebutkan bahwa di dalam perut bumi terdapat besi dalam wujud cair

yang bertindak sebagai objek yang sangat konduktif, disebut sebagai dinamo (dynamo)

berfungsi menghasilkan kembali (regenerate) medan magnet di dalam dirinya sendiri.

cairan panas ini mengalir di dalam bumi karena perputaran bumi sejak terbentuknya

5

tata surya. Pada kasus ini medan magnet diyakini dihasilkan dari konveksi dari besi

cair, di dalam cairan inti bagian luar, sejalan dengan efek corioli (Coriolis effect) yang

disebabkan oleh rotasi planet yang mengarahkan arus bergulung sejajar dengan kutub

utara-selatan. saat cairan konduktif mengalir, arus listrik akan terinduksikan, yang

kemudian kembali menghasilkan medan magnet yang lain. saat medan magnet ini

menguatkan medan magnet yang sebelumnya, dinamo terbentuk dan menjadi stabil.

b. Teori Ernest McFarlane

Ernest McFarlane dalam artikelnya “Asal muasal medan magnet Bumi”

menyebutkan sebuah sistem yang terbuat dari sel-sel elektronik di dalam inti logam

yang mengkristal dengan titik-titik panas dari logam berat yang memancarkan partikel

Alpha dan Beta. Karena suhu yang tinggi partikel Alpha tidak dapat menyatu dengan

elektron bebas. “Akibatnya terjadi putaran dari dalam dan luar inti, medan magnet

tercipta sebagai akibatnya”.

c. Teori Gauss

Pada tahun 1893 Gauss pertama kali melakukan analisa harmonik dari medan

magnetik bumi untuk mengamati sifat-sifatnya. Analisa selanjutnya yang dilakukan

oleh para ahli mengacu pada kesimpulan umum yang dibuat oleh Gauss yaitu :

1) Intensitas medan magnetik bumi hampir seluruhnya berasal dari dalam bumi.

2) Medan yang teramati di permukaan bumi dapat didekati dengan persamaan

harmonik yang pertama yang berhubungan dengan potensial dwikutub di pusat

bumi. Dwi kutub Gauss ini mempunyai kemiringan 11.5o terhadap sumbu geografi.

2.2. Sejarah Munculnya Medan Magnet Bumi

        Kata magnet berasal dari kata sebuah daerah di bagian asia

yaitu “magnesia”. Yaitu tempat ditemukannya pertama kali

sebuah batu yang mampu menarik benda-benda kecil

disekitarnya. Hans christian oersted pada tahun 1820

menemukan bahwa arus didalam sebuah kawat dapat

menghasilkan efek-efek magnetik, karena arus dapat mengubah arah sebuah jarum

kompas. Jadi dapat disimpoulkan bahwa disekitar arus listrik teradapat medan magnet. Medan

6

magnet adalah ruang atau daerah disekitaran magnet atau disekitaran penghantar yang

membawa arus. Medan magnet biasa disebut juga dengan induksi magnetik atau garis -garis

induksi di simbolkan dengan B. medan magnet sama halnya dengan medan listrik termasuk

dalam besaran vector. Arah B di definisikan sebagai arah yang cenderung di tunjuk oleh kutub

utara sebuah jarum kompas.

        Bumi memiliki suatu medan magnet yang disebabkan oleh sumber yang berasal dari

dalam inti bumi. Salah satu metode yang dapat di gunakan untuk mengetahui medan magnet

bumi adalah dengan menghitung periode osilasi magnet batang yang di gantung dalam daerah

medan magnet kumparan.

Gaya magnetic disebut juga dengan gaya Lorentz, Karakteristik dari gaya magnetik pada

muatan adalah :

1. gaya sebanding dengan besarnya muatan

2. sebanding dengan besarnya kuat medan.

3. Gaya magnetik juga bergantung pada kecepatan partikel. Sebuah partikel bermuatan yang

diam tidak mengalami gaya magnetic. Gaya magnetic F  tidak mempunyai arah yang

sama seperti medan magnet B tetapi selalu tegak lurus terhadap B maupun v.

4. besarnya F dari gaya sebanding dengan v dan tegak lurus terhadap meda, bila komponen

tersebut nol yatu bila v dan B paralel atau berlawanan arah maka nilai gaya tersebut

adalah nol.

            Besarnya F dapat di tuliskan F =  q v B sin ϕ

Dimana q menyatakan besarnya muatan dan ϕ menyatakan sudut yang diukur dari arah v ke

rah B. Dengan menggunakan kaidah tangan kanan maka akan memperlihatkan bahwa gaya

pada muatan q yang bergerak dengan kecepatan v dan medan magnet B yang

diberikan,  dapat dituliskan:

F =  q v B (gaya magnetic pada sebuah muatan yang bergerak)

Satuan dari B ekuyivalen dengan 1 N.s/C.m  Karen 1 A= 1C/s maka satuan dari B adalah 1

N/A = 1 T = wb/ m2.

2.3. Sudut Deklinasi dan Inklinasi

Jika kita perhatikan kutub utara jarum kompas dalam keadaan setimbang tidak tepat

menunjuk arah utara dengan tepat.  Penyimpangan jarum kompas itu terjadi karena letak

7

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.  Besar sudut deklinasi berbeda-beda sesuai dengan letak suatu tempat

permukaan bumi. Besar sudut deklinasi di suatu tempat juga berbeda-beda dari tahun ke

tahun.

Selain terjadi penyimpangan arah utara dan selatan jarum kompas juga mengalami

kedudukan yang tidak mendatar. Penyimpangan arah mendatar itu terjadi karena garis-garis

gaya magnet bumi tidak sejajar dengan permukaan bumi (bidang horizontal). Akibatnya,

kutub utara jarum kompas menyimpang 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. Alat yang digunakan untuk menentukan besar inklinasi disebut inklinator.

Di ekuator magnet bumi, sudut inklinasi adalah nol derajat, sebab medan magnetik di daerah

ini berarah horizontal.

8

BAB III

PENUTUP

3.1. Kesimpulan1) Medan magnet bumi disebut juga medan geomagnetik, adalah medan magnetik yang

menjangkau dari bagian dalam bumi hingga ke batas di mana medan magnet

bertemu angin matahari.

2) Terdapat banyak teori tentang Medan Magnet Bumi berasal, tetapi yang dijadikan acuan

oleh para ahli adalah kesimpulan umum yang dibuat Gauss, yaitu :

a. Intensitas medan magnetik bumi hampir seluruhnya berasal dari dalam bumi.

b. Medan yang teramati di permukaan bumi dapat didekati dengan persamaan harmonik

yang pertama yang berhubungan dengan potensial dwikutub di pusat bumi. Dwi kutub

Gauss ini mempunyai kemiringan 11.5o terhadap sumbu geografi.

3) Bumi memiliki suatu medan magnet yang disebabkan oleh sumber yang berasal dari

dalam inti bumi. Salah satu metode yang dapat di gunakan untuk mengetahui medan

magnet bumi adalah dengan menghitung periode osilasi magnet batang yang di gantung

dalam daerah medan magnet kumparan.

4) Sudut  yang  dibentuk  oleh  kutub  utara  jarum  kompas  dengan  arah utara-selatan

geografis disebut deklinasi. Sudut yang dibentuk oleh kutub utara jarum kompas dengan

bidang datar disebut inklinasi.

3.2. SaranAdapun saran yang dapat disampaikan oleh penulis yaitu :

Kepada tenaga pendidik agar lebih menambah wawasan tentang kebumian sehingga lebih

mempermudah transfer informasi tentang bumi kepada peserta didik.

Kepada pembaca, yaitu agar dapat lebih mengaitkan antara teori yang ada dengan

fenomena-fenomena yang terjadi sehingga dapat lebih memperdalam pengetahuan.

9

Daftar Pustaka

http://wirarahmadani7.blogspot.com/2013/12/medan-magnet-bumi.html

http://4engineer.wordpress.com/category/medan-magnet-bumi/

http://menikmagnet.blogspot.com/

http://mafia.mafiaol.com/2012/12/deklinasi-dan-inklinasi.html

https://pustakafisika.wordpress.com/2011/10/10/kemagnetan-bumi/

10