Pemanfaatan Medan Magnet Pada Migrasi Hewan

Pemanfaatan Medan Magnet Pada
Migrasi Hewan
Tentunya kalian sering mendengar atau menonton film dokumenter
tentang migrasi yang dilakuan secara besar-besaran oleh hewan dari satu
tempat ke tempat lain yang jaraknya sangat jauh dan bisa kembali lagi
ketempat asalnya. Padahal hewan tersebut sebelum melakukan migrasi
tidak berada pada tempat yang sama tetapi mereka bisa melakukan
migrasi secara bersama-sama dan pada waktu yang sama juga.
Bagaimanakah hewan melakukan hal ini? Apa saja hal yang membantu
hewan dalam menentukan rute/ jalur yang harus ditempuh ketika
melakukan migrasi tersebut? Sesuatu yang menakjubkan bukan?
Migrasi dalam kehidupan hewan dapat didefinisikan sebagai
pergerakan musiman yang dilakukan secara terus menerus dari satu
tempat ke tempat lain dan kembali ketempat semula, biasanya dilakukan
dalam dua musim yang meliputi datang dan kembali ke daerah
perkembangbiakan (Alikondra, 1990). Beberapa hewan melakukan migrasi
misalnya; burung, jenis kepiting kecil di Amerika, kupu-kupu raja dan
hewan lainnya.
Para ilmuan mengatakan banyak mahluk hidup dapat merasakan
kekuatan magnet bumi untuk membantu navigasi mereka ketika
melakukan migrasi. Hewan dalam melakukan migrasi umumnya
menggunakan rute yang sama dari tahun ke tahun dan dari generasi ke
generasi. Ranah lintasannya bisa berupa pegunungan, sungai dan padang
yang luas. Banyak ilmuan melihat proses imigrasi hewan sebagai bentuk
adaptasi. Hewan yang belajar untuk beralih ke lingkungan yang optimal
adalah hewan yang selamat untuk melanjutkan spesies.
Beberapa Jenis Migrasi Hewan
Migrasi burung
Ketika burung melakukan migrasi dengan jarak yang sangat jauh
burung merasakan kekuatan magnet bumi untuk membantu navigasi
ketika terbang. Para peneliti menemukan reaksi medan magnet bumi
pada mata setiap burung berbeda-beda tergantung arah putaran medan
magnet. Reaksi itu bisa menciptakan sebuah gambar medan magnet
dalam nuansa berbeda, gelap dan terang pada mata burung (Daily Mail).
Gambar 1. Migrasi Burung
Pada akhir 1970-an fisikawan Schulten Klaus menyimpulkan bahwa
burung menavigasi diri dengan mengandalkan reaksi biokimi geomagnetik
pada mata mereka. Beberapa penelitian terbaru berhasil menemukan
sebuah hubungan syaraf di antara mata dan “kelompok N”, bagian otak
depan yang aktif selama penetapan arah imigrasi, yang diyakini
menyebabkan burung dapat melihat medan magnet di bumi.
Berbagai eksperimen menunjukkan bahwa burung migran dapat
merasakan perbedaan magnet bumi sebesar 2%. Para peneliti
menemukan bahwa burung benar – benar bisa melihat medan magnet
dengan mata kanan yang kemudian memberikan informasi ke otak
sebelah kiri. Burung melihat medan magnet sebagai warna terang atau
gelap. Perubahan posisi kepala juga merupakan kompas alami yang
mereka miliki sewaktu terbang.
Beberapa cara lain yang digunakan burung dalam menentukan arah
migrasi antara lain:
1.
Sun compass (kompas matahari) Beberapa jenis burung mampu
menentukan arah dengan baik hanya jika dapat melihat matahari
dengan jelas.
2.
Star compass (kompas bintang) Beberapa hewan menggunakan rasi
bintang untuk penentuan arah migrasi
3.
Odor map (peta rangsang bau) Biasanya digunakan oleh migran
jarak dekat untuk pulang ke sarang
4.
Magnetic map (peta medan magnet) Burung migrasi dapat
mengandalkan pada insting untuk pulang.
5.
Magnetic compass (kompas medan magnet) Beberapa burung elang
tampaknya memiliki kompas yang terpasang di organ tubuhnya untuk
digunakan saat sedang berawan.
Migrasi ikan
Banyak spesies ikan melakukan migrasi pada skala waktu yang
berjarak dari harian hingga tahunan dan melalui jarak dari hitungan
beberapa meter sampai ribuan kilometer. Ikan biasanya melakukan
migrasi karena kebutuhan makanan atau reproduksi.
Gambar 2. Migrasi Ikan Salmon
Kemagnetan Bahan
Dalam topik ini, kalian akan belajar tentang kemagnetan bahan.
Kalian tentu tidak asing lagi dengan magnet bukan? Apa sih magnet itu?
Nah sebagai contoh jika kalian memiliki magnet, coba dekatkan magnet
tersebut ke arah besi atau logam lain di sekeliling kalian. Apa yang akan
terjadi? Besi tersebut pasti akan tertarik sehingga menempel pada
magnet yang kalian bawa. Itulah sifat utama magnet yang dapat kita
lihat.
Pada dasarnya, magnet memiliki dua kutub yaitu kutub utara (U) dan
kutub selatan (S). Magnet akan mengalami gaya tolak saat kutub sejenis
(U-U/ S-S) didekatkan, dan akan mengalami gaya tarik saat kutub yang
tidak sejenis didekatkan (U-S/ S-U). Ternyata tidak setiap benda dapat
ditarik oleh magnet. Mengapa bisa demikian? kalian akan mempelajarinya
pada ulasan berikutnya dalam topik ini. Apa saja sih benda-benda yang
dapat ditarik magnet? Contoh mudahnya adalah besi, sedangkan contoh
benda yang tidak dapat ditarik magnet adalah kayu, kertas, dsb.
Selanjutnya apakah hal yang menyebabkan sebuah benda dapat dijadikan
magnet? Mari kita pelajari. Seperti apa pula benda-benda dapat dijadikan
magnet? Simak ulasan berikut.
A. Diamagnetisme
Pada dasarnya, sebuah benda tersusun atas partikel-partikel kecil
yang kita sebut atom. Atom terdiri dari inti atom dan elektron yang
berputar mengelilinginya. Nah, sifat magnet suatu benda sangat
dipengaruhi oleh keberadaan elektron ini. Gerakan elektron selalu
mengorbit/ berputar mengelilingi inti. Akibat putaran elektron tersebut,
setiap benda akan mengalami tolakan terhadap kekuatan magnet yang
mengenai dirinya.
Selain berputar mengelilingi inti atom, setiap elektron juga memiliki
momen magnet. Eitss, saat ini kalian tidak perlu tahu dulu apa itu momen
magnet, ada waktu tersendiri bagi kalian untuk mempelajarinya. Intinya
adalah momen magnet ini dimiliki oleh setiap magnet. Nah, pada bendabenda yang tidak bersifat magnet, momen magnet yang ada di dalam
benda tersebut saling menghilangkan. Dengan demikian, benda tidak
dapat ditarik magnet atau benda akan mengalami tolakan magnet. Gejala
penolakan magnet ini disebut diamagnetisme. Kita sering menyebut
benda yang hanya mengalami gejala diamagnetisme sebagai benda yang
tidak dapat menjadi magnet atau benda non-magnetik. Contoh benda
diamagnetik adalah kayu.
B. Paramagnetisme
Selain diamagnetisme, beberapa benda juga dapat mengalami sifat
paramagnetisme. Nah, gejala paramagnetisme ini juga diakibatkan oleh
elektron dalam benda dan momen magnet. Pada beberapa benda,
susunan elektron-elektron di dalamnya dapat berubah sehingga momen
magnetnya saling menguatkan saat diberi kekuatan magnet dari luar
(magnet eksternal). Gejala ini disebut paramagnetisme. Benda-benda
yang mengalami gejala paramagnetisme akan menjadi magnet saat
menerima kekuatan magnet eksternal. Akan tetapi, benda ini akan
berubah lagi menjadi non-magnet saat magnet eksternal dihilangkan.
Contoh benda-benda yang mengalami gejala paramagnetisme ini adalah
aluminium. Benda-benda seperti aluminium ini disebut benda
paramagnetik.
C. Feromagnetisme
Terdapat satu lagi gejala yang dialami benda terkait magnet. Gejala
ini disebut feromagnetisme. Gejala ini sama dengan paramagnetisme.
Bedanya adalah momen magnet benda feromagnetik selalu menguatkan
meskipun tanpa magnet eksternal, sehingga benda ini dapat menjadi
magnet permanen dan dapat ditarik magnet dengan sempurna. Bahanbahan yang mengalami gejala feromagnetisme disebut benda
feromagnetik. Contoh benda feromagnetik adalah besi, nikel, dan kobalt.
Medan Magnet
Setelah sebelumnya kita telah belajar tentang magnet bumi, pada
topik ini kita akan belajar mengenai medan magnet. Tahukah kamu
apakah medan magnet itu? Dan mengapa medan magnet itu
ada? Sebenarnya, kita sering menjumpai keberadaan medan magnet
dalam kehidupan sehari-hari, tetapi kita tidak menyadarinya. Gelombang
cahaya yang kita terima setiap hari merupakan contoh adanya medan
magnet, bagaimana bisa cahaya itu memiliki medan magnet? Hal tersebut
akan kita bahas pada topik selanjutnya. Medan magnet juga banyak
dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya dalam pembuatan
kompas, yaitu alat penunjuk arah. Nah, untuk memahami lebih jauh
mengenai medan magnet ini, mari kita pelajarinya sekarang.
Medan magnet adalah daerah yang dibentuk oleh adanya sumber
magnet, yang letaknya mengikuti garis-garis gaya magnet. Saat
mendekatkan dua buah magnet, pernahkah kamu merasa aneh? Mengapa
dua benda yang tidak bersentuhan bisa tarik-menarik atau tolak-menolak?
Para Ilmuwan mencoba menjawab pertanyaan tersebut. Fenomena
tersebut digambarkan oleh garis-garis yang keluar dari kutub utara dan
masuk ke kutub selatan magnet (garis-garis gaya magnet). Melalui garisgaris ini, para Ilmuwan menjelaskan bahwa magnet dapat mempengaruhi
daerah di sekitarnya. Garis-garis itu adalah garis yang bersifat khayal.
Artinya, garis itu sebenarnya tidak ada atau tidak tampak oleh mata
manusia. Keberadaan garis tersebut hanya untuk mempermudah analisis
manusia terhadap sifat-sifat medan magnet dan penerapannya dalam
kehidupan. Sampai sejauh ini hampir seluruh aktivitas manusia
melibatkan fungsi dari medan magnet contohnya pembangkit listrik.
Berikut ini contoh penggambaran garis-garis kerja gaya magnet.
Gambar 3. Medan magnet yang digambarkan sebagai garis-garis keluar
dari kutub utara dan masuk ke kutub selatan magnet
Jika kita meletakkan sebuah kompas di dalam medan magnet, jarum
utara kompas akan mengikuti arah medan magnet. Artinya, jarum utara
itu akan menunjuk ke arah masuknya medan magnet, yaitu kutub selatan
magnet. Hal Ini sesuai dengan pengetahuan kita mengenai gaya tarikmenarik dan tolak-menolak dari kutub-kutub magnet. Masih ingat kan?
Yaitu kutub senama akan tolak-menolak dan kutub tidak senama akan
tarik menarik. Semakin jauh dari magnet, kekuatan medan magnet akan
semakin kecil. Hal ini digambarkan dengan adanya garis-garis gaya
magnet yang semakin renggang. Semakin dekat dengan sumber magnet,
maka medan magnetnya akan semakin besar. Hal ini dibuktikan dengan
pengganmabran garis gaya magnet yang semakin rapat.
Meskipun bersifat khayal, garis-garis gaya magnet ini dapat kita
perlihatkan dengan memanfaatkan serbuk besi. Jika kita taburkan serbuk
besi di atas kertas, lalu kita letakkan sepotong magnet di bawah kertas,
kemudian kita ketuk-ketuk kertas tersebut, maka serbuk besi akan
bergeser mengikuti arah medan magnet. Dari sini kita dapat melihat
bahwa konsep medan magnet memang tepat untuk menggambarkan
pengaruh magnet di sekitarnya.
Cara Membuat dan Menghilangkan Kemagnetan
Pada topik sebelumnya kalian telah dikenalkan pada kemagnetan
bahan, nah pada topik ini kalian akan belajar tentang cara membuat
magnet dan menghilangkan sifat kemagnetan. Sebelum belajar tentang
cara pembuatan magnet, berikut ini ulasan topik sebelumnya.
1.
Benda yang tidak dapat dijadikan magnet disebut benda diamagnetik.
2.
Benda yang dapat magnet sementara disebut benda paramagnetik.
3.
Benda yang dapat dijadikan magnet permanen disebut feromagnetik.
Apakah bisa magnet dibuat sendiri oleh manusia? Bukannya magnet adalah
batuan yang telah tersedia di alam?
Nah, daripada penasaran, mari pelajari topik ini
Sebelumnya, manusia hanya mengenal adanya magnet alam, tetapi
seiring perkembangan zaman, manusia sudah mampu membuat magnet
dari benda-benda di sekitar atau biasa disebut magnet buatan. Magnet
buatan memiliki fungsi yang sama dengan magnet alam.
Sebelum membuat magnet, kita harus memahami karakteristik
masing-masing benda yang akan dijadikan magnet. Benda dapat dijadikan
magnet jika memiliki sifat paramagnetisme dan feromagnetisme. Pada
prinsipnya membuat magnet adalah mengubah susunan magnet
elementer yang tidak beraturan menjadi searah (momen magnet saling
menguatkan). Secara umum, terdapat tiga cara yang digunakan untuk
membuat magnet. Masing-masing cara tersebut akan diulas berikut ini.
Cara Membuat Magnet
► Menggosok Benda Feromagnetik dengan Magnet ◄
Jika kita menggosok-gosokkan magnet ke batang besi secara
searah, maka lama-kelamaan besi tersebut akan menjadi magnet. Hal ini
karena gosokan yang searah berkali-kali menyebabkan magnet-magnet
kecil atau momen magnet pada besi menjadi searah sehingga saling
menguatkan. Hal inilah yang menimbulkan sifat kemagnetan pada besi.
► Induksi ◄
Sebatang besi akan menjadi magnet jika didekatkan (atau
ditempelkan) pada magnet permanen (magnet penginduksi). Magnet
penginduksi akan mempengaruhi magnet elementer atau momen magnet
benda. Tingkat kekuatan magnet dari benda ini dipengaruhi oleh jarak
magnet penginduksi. Semakin dekat benda dengan magnet penginduksi,
maka sifat kemagnetan yang dihasilkan juga akan semakin besar, dan
berlaku sebaliknya. Berikut ini contoh pembutan magnet secara induksi.
► Mengaliri Benda Feromagnetik dengan Listrik DC (Searah) ◄
Magnet dapat dibuat dengan dengan cara melilit benda
feromagnetik dengan kawat yang berarus listrik. Arus yang digunakan
adalah arus listrik searah. Aliran listrik tersebut akan menimbulkan
magnet di sekitar kawat yang sifatnya searah. Magnet jenis ini dinamakan
sebagai elektromagnet. Berikut ini merupakan cara pembuatan magnet
secara elektro.
Nah, ketiga proses di atas merupakan cara yang biasa digunakan
untuk membuat magnet. Pertanyaan selanjutnya nih, apakah bisa sifat
kemagnetan itu dihilangkan? Jika kalian telah belajar tentang cara
membuat magnet, maka pada kesempatan kali ini kalian akan belajar
kembali bagaimana cara menghilangkan sifat kemagnetan.
Menghilangkan Kemagnetan
► Memukul-mukul magnet dengan benda keras.
► Menjatuhkan magnet berulang-ulang.
► Membakar magnet pada suhu yang sangat tinggi sampai berubah
bentuk.
► Dialiri dengan arus listrik bolak-balik (AC).
Kemagnetan Bumi
Sampai sejauh ini, kita telah mempelajari semua tentang magnet,
yaitu kemagnetan bahan, kutub magnet, dan cara membuat magnet.
Pada topik ini kita akan belajar tentang magnet bumi. Apakah magnet
bumi itu, dan apa perbedaannya dengan magnet alam? Mungkin kalian
belum pernah mendengar mengenai magnet bumi ini. Atau kalian sudah
pernah mendengar istilah magnet bumi tapi belum memahami maknanya.
Nah, mari kita sama-sama pelajari maksud dari magnet bumi ini.
Magnet bumi berbeda dengan magnet alam. Jika magnet alam
adalah batangan magnet yang terbentuk di alam, maka magnet bumi
adalah magnet yang terletak di kutub-kutub bumi. Bumi juga memiliki
medan magnet yang arahnya menuju bagian atas kutub. Salah satu
akibat dari keberadaan magnet bumi adalah terbentuknya daerah kutub
utara dan selatan magnet bumi. Magnet bumi inilah yang menjadi dasar
pembuatan kompas sebagai penunjuk arah. Kalian tahu kompas, kan?
Kompas terbuat dari magnet yang dapat bergerak bebas. Kutub utara
magnet kompas akan tertarik oleh kutub selatan magnet bumi yang
terletak di kutub utara bumi. Kutub selatan kompas akan tertarik oleh
kutub selatan magnet bumi yang terletak di kutub selatan bumi. Kutub
selatan dan utara magnet bumi, tidak berimpit dengan kutub utara dan
selatan bumi, sehingga penunjukan jarum kompas ke arah utara dan
selatan tidak pernah tepat secara geografis. Penyimpangan ini dinamakan
sebagai sudut deklinasi.
Gambar 4. Sudut deklinasi antara kutub utara bumi dan kutub selatan
magnet bumi
Tepat di daerah khatulistiwa, jarum kompas akan terlihat seimbang,
tetapi akan terlihat menyimpang ke atas atau ke bawah saat berada di
kutub baik kutub selatan maupun utara bumi. Penyimpangan ini disebut
sebagai sudut inklinasi. Sudut inklinasi adalah sudut yang dibentuk oleh
jarum kompas terhadap permukaan bumi. Hal ini dikarenakan kutub utara
dan selatan bumi merupakan tempat keluar masuknya garis-garis magnet
atau medan magnet bumi. Medan magnet adalah kekuatan magnet yang
menyebar di dalam ruang. Berikut ini bentuk penyimpangan sudut
inklinasi terhadap sumbu horizontal bumi.
Gambar 5. Sudut inklinasi terhadap bidang horizontal bumi
Garis-garis yang dibentuk medan magnet bumi tidak pernah tetap
pada satu titik. Artinya, kutub utara dan kutub selatan magnet bumi selalu
berubah-ubah koordinatnya. Pada tahun 2012 para ahli menentukan
bahwa kutub utara magnet ada di daerah Kanada dan kutub selatan
magnet ada di sekitar Benua Antartika. Bumi diibaratkan seperti magnet
raksasa dengan cairan yang dapat mengantarkan listrik di dalamnya.
Cairan ini terbentuk karena panasnya suhu di dalam bumi. Tidak hanya
bumi, hampir sebagian besar planet lain juga bersifat magnetik. Terdapat
beberapa hewan yang dapat mendeteksi medan magnet bumi dan biasa
disebut magnetoseption. Beberapa hewan itu antara lain burung,
kelelawar, kura-kura, dan hiu. Hewan-hewan ini biasanya menggunakan
magnetoseption sebagai penunjuk arah bagi dirinya.
Kegunaan Elektromagnet
Jika pada topik sebelumnya kalian telah belajar tentang elektromagnet,
nah pada topik kali ini kalian akan belajar tentang kegunaan
elektromagnet. Pada topik sebelumnya kalian telah mengenal kegunaan
elektromagnet ini, yaitu pada motor listrik dan speaker. Ternyata banyak
sekali perangkat elektronik di rumah kita yang kerjanya menggunakan
speaker dan motor listrik. Contohnya adalah televisi, radio, blender, dan
kipas angin. Dengan demikian, elektromagnet sangatlah berguna dalam
kehidupan sehari-hari. Untuk membahas lebih jauh mengenai kegunaan
elektromagnet, yuk kita pelajari materi ini.
Pertama, mari kita ulas kembali pengertian dari elektromagnet.
Elektromagnet adalah magnet yang dibuat dengan melilitkan kawat listrik
pada besi atau feromagnetik lain. Saat kumparan kawat listrik tersebut
dialiri arus listrik, maka akan terbentuk magnet. Nah, magnet inilah yang
disebut elektromagnet. Kutub utara dan kutub selatan magnet ditentukan
oleh arah arus listrik. Jika arah arus listrik diubah, kutub magnet pun
berubah. Nah, salah satu keuntungan dari elektromagnet ini adalah kita
dapat mengubah posisi kutub utara dan selatan dari magnet.
Motor Listrik
Mari kita lihat bagaimana sebenarnya fungsi elektromagnet di
dalam motor listrik ini. Elektromagnet di dalam motor listrik dapat
berubah kutub saat arah arus listrik dirubah. Hal tersebut karena di dalam
motor listrik terdapat magnet permanen. Kutub utara magnet permanen
tersebut berdekatan dengan kutub utara elektromagnet, sehingga
gerakan magnet permanen akan selalu mendorong elektromagnet.
Dorongan ini membuat elektromagnet berputar sehingga posisi kutub
selatannya mendekati kutub utara magnet permanen. Pada saat kutub
selatan elektromagnet mendekati kutub utara magnet permanen, arah
arus berubah. Hal Ini yang menyebabkan elektromagnet dapat berputar
secara terus menerus. Inilah asal putaran pada motor listrik.
Gambar 7. Motor listrik dan
komponen di dalamnya
(Sumber: Wikipedia, gambar
Speaker
berada di bawah
Speaker merupakan alat yang digunakan untuk mengeluarkan suara
di televisi, radio, dan telepon genggam. Cara kerja speaker adalah sebagai
berikut.
Gambar 8. Bagian dari speaker 1. Magnet permanen, 2. Kumparan, 3
dan 4. Membran speaker (Sumber: Wikipedia, gambar di bawah
lisensi Creative Commons)
Di dalam speaker terdapat kumparan yang berisi besi. Besi ini akan
menjadi magnet saat kumparan dialiri arus listrik. Kekuatan dan arah
aliran listrik di dalam kumparan selalu berubah-ubah. Perubahan ini sesuai
dengan suara yang akan dikeluarkan melalui speaker. Akibat perubahan
ini, elektromagnet dapat mengalami perubahan kutub dan kekuatan. Hal
ini
menyebabkan
elektromagnet
dan magnet
Hans
Christian interaksi
Oerstedantara
merupakan
orang pertama
yang permanen
dapat
berubah-ubah.
yang terjadi
adalah
tarik-menarik
dan
membuktikan
bahwaInteraksi
kawat penghantar
dapat
menghasilkan
medan
tolak-menolak.
tarik-menarik
tolak-menolak inilah
yang
magnet ketikaGerakan
dialiri listrik.
Penemuandan
Oerstedtersebut
dikembangkan
menggerakkan
membran
Gerakan
membran
inilah
lebih lanjut oleh
Ilmuwanspeaker.
lain yaitu
Hendrik
Antoonspeaker
Lorentz.
Jika
kemudian
menciptakan
suara telah
sesuai
aslinya.
sebelumnya
kawat tersebut
berada
di suatu medan magnet
Kilas Ilmuwan
tertentu, maka peristiwa apa yang akan terjadi? Pemikiran tersebut
mendorong Lorentz untuk melakukan eksperimen serupa tetapi dengan
Nah, sudah tahu kan bahwa elektromagnet yang kalian pelajari memiliki
menambahkan medan magnet awal di sekitar kawat penghantar.
kegunaan yang cukup penting bagi kehidupan. Selamat Belajar!!
Apakah efek yang akan terjadi jika garis-garis gaya magnet keduanya
berinteraksi? Inilah cikal bakal terbentuknya rumusan gaya Lorentz.
Gaya Lorentz dan Penerapannya
Gaya Lorentz adalah gaya yang timbul akibat interaksi kawat berarus
listrik di dalam medan magnet. Besarnya gaya ini ditentukan oleh 3 hal,
Pada topik ini kalian akan belajar tentang gaya Lorentz. Apakah
yaitu besarnya arus yang mengalir pada kawat, panjang kawat, dan
sebenarnya Gaya Lorentz? Simak cerita berikut.
besarnya medan magnet yang berada di sekitar kawat. Secara
matematis, gaya Lorent (F) dirumuskan sebagai berikut.
F = BIℓ
Keterangan:
F = gaya Lorentz (N)
I = besar arus (Ampere);
Pertanyaan selanjutnya adalah ke mana arah gaya ini? Nah, untuk
menentukan arah Gaya Lorentz, gunakanlah prinsip tangan kanan. Apa itu
prinsip tangan kanan?
Prinsip tangan kanan adalah cara untuk mengetahui arah dari suatu
besaran menggunakan bagian-bagian tangan kanan kita. Jadi,
rentangkanlah tangan kanan kalian, lalu buka telapaknya seperti pada
Gambar 9 berikut.
Gambar 9. Aturan tangan kanan (Sumber: Wikipeda, di bawah
lisensi Creative Commons)
Prinsip tangan kanan ini biasa digunakan untuk mengoperasikan
perkalian silang dua besaran vektor. Besaran vektor itu sendiri adalah
besaran yang tidak hanya memiliki nilai tapi juga memiliki arah. Nah, arus
listrik dan medan magnet adalah besaran vektor, sehingga dibutuhkan
perinsip tangan kanan untuk mengalikan keduanya. Perkalian vektor akan
mengahasilkan dua komponen utama yaitu besar (besar gaya Lorentz)
dan arah (arah gaya Lorentz). Berdasarkan prinsip tangan kanan, arus
listrik disimbolkan dengan ibu jari, sedangkan medan magnet disimbolkan
oleh keempat jari lainnya. Jika arus listrik mengalir searah ibu jari dan
medan magnet searah keempat jari lainnya, maka kawat listrik akan
merasakan gaya Lorentz yang arahnya atas (tegak lurus dengan telapak
tangan).
Penerapan Gaya Lorentz
Salah satu penerapan gaya Lorentz ini terdapat pada motor listrik.
Kumparan dalam motor listrik akan berputar akibat adanya pengaruh
gaya Lorentz. Kumparan inilah yang memutar sumbu motor. Medan
magnet B dalam motor listrik berasal dari magnet permanen yang
biasanya berbentuk melengkung. Perhatikan Gambar 2 berikut ini.
Gambar 10. Motor listrik (Sumber: Wikipedia, di bawah
lisensi Creative Commons)
Contoh Soal
Sebuah kawat yang panjangnya 1 meter dialiri arus sebesar 0,5 A. Jika
besar medan magnet yang berada di sekitar kawat adalah 2 T, berapakah
besar gaya Lorentz yang dirasakan oleh kawat?
Pembahasan
Diketahui:
ℓ=1m
I = 0,5 A
B=2T
Ditanyakan: F ?
Jawab:
F = BIℓ
F = (2)(0,5)(1)
F=1N
Jadi, besar gaya Lorentz yang dirasakan kawat adalah 1 N.
Penerapan Induksi Elektromagnetik
Pada topik sebelumnya kalian telah belajar tentang GGL induksi
yaitu peristiwa induksi elektromagnetik (medan magnet dapat
menimbulkan arus listrik dan arus listrik dapat menimbulkan medan
magnet yang kemudian juga menghasilkan arus listrik). Pada topik ini
kalian akan belajar tentang penerapan induksi elektromagnetik dalam
kehidupan sehari-hari.
▬▬ Generator ▬▬
Generator adalah alat yang dapat mengubah energi gerak (energi kinetik)
menjadi energi listrik. Generator dibedakan menjadi dua jenis, yaitu
generator arus bolak-balik dan generator arus searah. Perbedaan antara
keduanya akan kalian pelajari sebagai berikut.
▬ Generator Arus Bolak Balik ▬
Generator arus bolak-balik (AC atau alternating current ) disebut juga
alternator yang terdiri dari magnet, kumparan yang berinti besi, cincin
luncur, dan sikat karbon. Prinsip kerjanya adalah ketika kumparan
berputar, akan terjadi perubahan fluks magnet yang dilingkupi oleh
kumparan tersebut, sehingga timbul arus listrik. Kemudian, arus listrik
yang dihasilkan akan terhubung dengan cincin sikat karbon pada
rangkaian di luar generator untuk didistribusikan ke rumah-rumah.
Generator arus bolak-balik ini biasanya digunakan pada pembangkit listrik
tenaga air dan pembangkit listrik tenaga angin.
▬ Generator Arus Searah ▬
Generator arus searah (DC atau direct current) juga bekerja dengan
prinsip GGL induksi. Bedanya dengan generator arus bolak-balik adalah
generator arus searah memiliki satu cincin yang dibelah sehingga
dinamakan cincin belah atau komutator. Kedua sikat karbon bersentuhan
dengan kedua cincin belah secara bergantian, sehingga salah satu sikat
karbon selalu berpolaritas positif dan yang lain berpolaritas negatif. Hal ini
menyebabkan arus listrik induksi yang mengalir adalah searah (DC).
▬ Dinamo Sepeda ▬
Dinamo sepeda juga berperan sebagai generator. Magnet di dalam
dinamo berperan sebagai rotor (bagian yang berputar), sedangkan
kumparan berperan sebagai stator. Magnet yang berputar di dekat
kumparan, akan menyebabkan perubahan garis gaya magnet, akibatnya,
timbul GGL induksi pada ujung-ujung kumparan. Arus induksi yang
mengalir dapat menyalakan lampu sepeda. Semakin kencang perputaran
roda, maka semakin besar perubahan fluks magnet pada kumparan
sehingga semakin besar pula arus induksi yang dihasilkan.
▬▬ Transformator ▬▬
Transformator atau sering disebut trafo adalah komponen untuk
menaikkan atau menurunkan tegangan arus bolak-balik. Ingat, trafo
hanya bekerja untuk arus bolak-balik (AC), tidak untuk arus
searah (DC). Transformator hanya dapat mengubah besarnya tegangan,
bukan mengubah dayanya.
Transformator terdiri atas sebuah inti besi, kumparan primer dan
kumparan sekunder. Prinsip kerjanya adalah sebagai berikut.
1. Kumparan primer dihubungkan kepada sumber tegangan yang akan
diubah besarnya. Tegangan primer yang terdapat di dalam trafo adalah
tegangan bolak-balik, sehingga besar dan arah tegangan itu berubahubah.
2. Dalam inti besi timbul medan magnet yang besar dan arahnya
berubah-ubah pula. Perubahan medan magnet ini akan menginduksi
tegangan bolak-balik pada kumparan sekunder, sehingga besarnya
tegangan pada kumparan sekunder berbeda dengan besarnya
tegangan mula-mula (pada kumparan primer).
Dari sebuah percobaan didapatkan kesimpulan bahwa:
1. Perbandingan antara tegangan primer (Vp), dengan tegangan sekunder
(Vs) sama dengan perbandingan antara jumlah lilitan primer (Np), dan
lilitan sekunder (Ns).
2. Perbandingan antara kuat arus primer (Ip), dengan kuat arus sekunder
(Is), sama dengan perbandingan jumlah lilitan sekunder (Ns) dengan
jumlah lilitan primer (Np).
Perbandingan-perbandingan tersebut dapat dituliskan sebagai persamaan
berikut.
Pada umumnya, transformator berfungsi untuk menurunkan
tegangan listrik PLN sebelum masuk ke peralatan elektronik. Beberapa
alat yang menggunakan transformator adalah catu daya (power supply),
adaptor, dan transmisi daya listrik jarak jauh.
GGL Induksi
Pada topik ini kalian akan belajar tentang gaya gerak listrik (GGL)
induksi. Tahukah kalian bagaimana dinamo dapat menyalakan lampu
sepeda? Jawabannya akan kalian temukan pada topik ini.
Jika sepeda dikayuh, maka dinamo pada sepeda tersebut akan
berputar. Putaran dinamo tersebut dapat menjadi sumber energi untuk
menyalakan lampu sepeda. Peristiwa tersebut bekerja berdasarkan prinsip
GGL induksi. Dinamo berisi kumparan (lilitan kawat) dan magnet. Ketika
sepeda dikayuh, dinamo berputar sehingga magnet dalam dinamo juga
berputar. Magnet yang berputar menyebabkan jumlah garis gaya magnet
pada ujung-ujung kumparan berubah. Perubahan jumlah garis gaya
magnet ini yang menyebabkan terjadinya arus listrik. Perhatikan ilustrasi
berikut ini.
Ketika magnet didekatkan dengan kumparan, maka jumlah garis
gaya yang masuk kumparan akan semakin banyak dan berlaku
sebaliknya. Ketika magnet dijauhkan dari kumparan, maka jumlah garis
gaya yang masuk ke kumparan akan semakin sedikit. Perubahan jumlah
garis gaya itulah yang menyebabkan terjadinya penyimpangan jarum
galvanometer (alat pendeteksi dan pengukur arus listrik). Dengan
demikian, dapat disimpulkan bahwa penyebab timbulnya GGL induksi
adalah perubahan garis gaya magnet yang dilingkupi oleh kumparan.
Menurut Faraday, besar GGL induksi pada kedua ujung kumparan
sebanding dengan laju perubahan fluks magnetik yang dilingkupi
kumparan. Artinya, makin cepat terjadinya perubahan fluks magnetik,
makin besar GGL induksi yang timbul. Sebelum mempelajari GGL induksi
lebih dalam, alangkah baiknya jika kita belajar tentang fluks magnetik
terlebih dahulu.
▬ Fluks Magnetik ▬
Fluks magnetik adalah banyaknya garis gaya magnet yang menembus
suatu bidang. Secara matematis, fluks magnetik dinyatakan sebagai
berikut.
Keterangan:
Ф = fluks magnetik (Wb);
B = medan magnet (T);
A =luas penampang (m ); dan
α = sudut antara B dan garis normal.
2
▬ Induksi Elektromagnetik ▬
Induksi elektromagnetik adalah peristiwa timbulnya arus listrik karena
pengaruh medan magnet (GGL induksi). Besarnya GGL induksi sebanding
dengan laju perubahan fluks magnetik dan dinyatakan dalam persamaan
berikut.
Keterangan:
ε = ggl induksi (V);
ΔФ = perubahan fluks magnet (Wb);
N = jumlah lilitan;
B = medan magnet (T);
A = luas penampang (m ); dan
Δt = selang waktu (s).
2
Berdasarkan persamaan di atas, dapat disimpulkan bahwa GGL induksi
dipengaruhi 3 faktor.
1. Kecepatan gerakan magnet atau kecepatan perubahan jumlah garisgaris gaya magnet (fluks magnetik), GGL makin besar ketika gerakan
magnet dipercepat
2. Jumlah lilitan, semakin banyak jumlah lilitan maka arus yang mengalir
akan besar juga
3. Medan magnet, semakin besar ukuran magnet (medan magnet akan
besar juga) maka semakin besar arus yang dihasilkan.
Arah arus induksi yang melawan arah medan magnet diberi tanda negatif.
Aturan arah arus induksi ini dikenal dengan aturan Lentz. Pernyataan
Lentz adalah arus induksi sedemikian rupa sehingga dapat menghasilkan
medan magnet yang yang arahnya melawan perubahan yang
menimbulkannya.
▬ Induksi Diri ▬
GGL induksi merupakan peristiwa timbulnya arus listrik dari medan
magnet, sedangkan GGL induksi diri merupakan peristiwa munculnya
medan magnet dari arus listrik, kemudian medan magnet tersebut
kembali menghasilkan arus listrik. Ketika dalam kumparan mengalir arus
listrik, maka akan timbul medan magnet, sehingga fluks magnetik di
dalam kumparan juga berubah. Perubahan fluks magnetik ini
menghasilkan GGL induksi diri, yang besarnya dapat dirumuskan sebagai
berikut.
Keterangan:
Ԑi = GGL induksi diri (V);
L =induktansi induktor (H);
∆i = perubahan arus listrik (A); dan
∆t = selang waktu (s).
▬ Induktansi Induktor ▬
Dalam menghitung GGL induksi diri, diperlukan besaran induktansi
induktor (L). Besar Induktansi sebuah induktor dapat dihitung dengan
rumus berikut.
Keterangan:
L = Induktansi induktor (H);
μ0 = permeabilitas ruang hampa (4π x 10 H/m = 1,257 x 10 H/m);
N = Jumlah lilitan;
A = Luas penampang kumparan (m ); dan
l = Panjang kumparan (m).
-7
-6
2
▬ Energi Potensial Kumparan ▬
Energi di dalam sebuah kumparan dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
W =energi (J);
L =Induktansi induktor (H); dan
I = Kuat Arus Listrik (A).
Contoh soal
Sebuah magnet dengan kuat medan 1 T bergerak maju-mundur terhadap
kumparan dengan jumlah lilitan 1000. Berapa GGL induksi yang terjadi
tiap detik jika luas penampang kumparan adalah 25 cm ?
Penyelesaian
Diketahui:
B = 1T
N =1000
∆t= 1 s
A= 25 cm = 0.0025 m
Ditanyakan: Ԑ ?
Jawab:
2
2
2
Jadi, besarnya GGL induksi yang terjadi setiap detik adalah 0,25
V.
Transformator
Pada topik ini kalian akan belajar tentang transformator. Mungkin
kalian sering mendengar istilah trafo? Nah orang-orang di Indonesia
sering menyebut transformator sebagai trafo. Lalu apa gunanya? Silahkan
pelajari topik ini dengan seksama.
Transformator adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk
menaikkan/ menurunkan tegangan AC. Prinsip kerjanya adalah sebagai
berikut.
1. Kumparan primer dihubungkan pada sumber tegangan yang akan
diubah besarnya. Tegangan primer merupakan tegangan bolak-balik,
sehingga besar dan arahnya selalu berubah-ubah.
2. Dalam inti besi timbul medan magnet yang besar dan arahnya
berubah-ubah pula. Perubahan medan magnet ini menginduksi
tegangan bolak-balik pada kumparan sekunder, sehingga besarnya
tegangan pada kumparan sekunder berbeda dengan besarnya
tegangan mula-mula (pada kumparan primer).
Hubungan antara tegangan, jumlah lilitan, dan arus yang mengalir
dituliskan dalam persamaan berikut.
Transformator dibedakan menjadi dua jenis, yaitu transformator penaik
tegangan (step-up), dan transformator penurun tegangan (step-down).
Berikut ini merupakan penjelasan untuk masing-masing jenis
transformator.
Transformator Step-up
Transformator step up disebut juga trafo penaik tegangan. Ciri-ciri trafo
penaik tegangan adalah sebagai berikut.
1. Jumlah lilitan kumparan primer selalu lebih kecil dari lilitan kumparan
sekunder (Np <Ns)
2. Tegangan primer selalu lebih kecil dari tegangan sekunder (Vp < Vs)
3. Kuat arus primer selalu lebih besar dari kuat arus sekunder (Ip > Is)
Trafo step-up biasa digunakan untuk transmisi daya listrik jarak jauh.
Tegangan yang dihasilkan dari generator pembangkit listrik dinaikkan
hingga ribuan volt lalu didistribusikan pada menara-menara listrik (tower).
Transformator Step-down
Trafo penurun tegangan memiliki ciri-ciri sebagai berikut.
1. Jumlah lilitan kumparan primer selalu lebih besar dari lilitan kumparan
sekunder (Np >Ns)
2. Tegangan primer selalu lebih besar dari tegangan sekunder (Vp > Vs)
3. Kuat arus primer selalu lebih kecil dari kuat arus sekunder (Ip < Is)
Trafo step down biasa digunakan pada listrik PLN yang akan dipasok
ke rumah penduduk. Listrik dari tower yang tegangannya ribuan volt
diturunkan menjadi 220 V dengan trafo step down. Tegangan 220 V ini,
kemudian digunakan untuk menyalakan peralatan elektronik. Namun
demikian, kebutuhan tegangan masing-masing peralatan elektronik
berbeda-beda. Misalnya laptop, kualifikasinya membutuhkan tegangan 19
V, maka laptop membutuhkan adaptor yang memanfaatkan prinsip
trafo step down. Tegangan PLN 220 V diturunkan menjadi 19 V oleh
adaptor laptop sehingga dapat dijadikan tegangan masukan yang sesuai
dengan kebutuhan laptop.
Berikut ini merupakan peralatan rumah tangga yang
memanfaatkan prinsip trafo di dalamnya.
Catu daya (power supply)
Catu daya adalah alat yang dapat menghasilkan tegangan AC
rendah. Catu daya menggunakan trafo step down untuk menurunkan
tegangan listrik PLN 220 V menjadi beberapa tegangan AC yang besarnya
antara 2 sampai 12 V.
Adaptor
Adaptor terdiri dari trafo step down dan rangkaian dioda sebagai
penyearah arus. Adaptor adalah bentuk lain catu daya yang ditambah
dengan penyearah arus. Fungsi penyearah arus adalah untuk mengubah
arus AC menjadi DC.
Transmisi Listrik Jarak Jauh
Pengiriman listrik dari pembangkit listrik menuju rumah-rumah
penduduk melibatkan jarak yang sangat jauh. Agar energi listrik dapat
disalurkan kepada konsumen yang sangat jauh, maka tegangan dari
pembangkit listrik harus dinaikkan hingga ribuan volt. Tegangan yang
tinggi dengan nilai arus yang kecil dapat memberikan keuntungan, energi
yang hilang selama perjalanan dapat dikurangi, dan kawat yang
dibutuhkan menjadi lebih kecil jika tegangannya tinggi. Listrik tegangan
tinggi disalurkan melalui kabel-kabel ke rumah-rumah penduduk. Sebelum
masuk ke rumah penduduk, tegangan diturunkan menjadi 220 V
menggunakan trafo step down. Distribusi listrik pada konsumen
membutuhkan dua jenis trafo sekaligus, yaitu trafo step up (penaik
tegangan) dan step down (penurun tegangan).
Efisiensi Transformator
Pada topik sebelumnya kalian telah belajar tentang transformator,
yaitu komponen yang dapat menaik/ menurunkan tegangan AC. Pada
topik ini kalian akan belajar lebih rinci tentang efisiensi transformator.
Efisiensi ini erat kaitannya dengan jumlah energi awal dan energi yang
hilang ketika transfomator bekerja.
Transformator memiliki dua buah kumparan yaitu kumparan primer
dan sekunder. Kumparan primer berfungsi sebagai terminal input
transformator, sedangkan kumparan sekunder berfungsi sebagai terminal
output transformator. Pada topik sebelumnya, kalian telah mengenal
bahwa transformator memiliki efisiensi ideal sebesar 100%, artinya daya
yang diberikan pada kumparan primer akan dikeluarkan dalam jumlah
yang sama oleh kumparan sekunder. Pada kenyataannya, tidak demikian.
Selalu terjadi loss daya(kehilangan daya), yaitu daya yang dikeluarkan
transformator (pada kumparan sekunder) selalu lebih kecil dibandingkan
daya yang masuk transformator (pada kumparan primer). Hal ini terjadi
karena selama transformator bekerja, ada energi listrik yang diubah
menjadi kalor (panas).
Kalian tentu ingat hukum kekekalan energi, bahwa energi bersifat
kekal. Jumlah energi awal suatu proses sama dengan jumlah energi akhir
proses. Hukum kekekalan energi tersebut juga berlaku pada transformator
dan dinyatakan dengan persamaan berikut.
Dari persamaan tersebut terlihat bahwa energi keluaran menjadi lebih
kecil dari energi masukan. Energi listrik (W) dihitung dengan persamaan
berikut.
Keterangan:
W = energi listrik (J);
V = tegangan (V);
I = arus (A); dan
t = waktu (s).
Daya adalah energi persatuan waktu, atau ditulis dalam persamaan
berikut.
Keterangan:
P = daya (watt atau W);
W = energy listrik (J);
t =waktu (s);
V =tegangan (V); dan
I =arus (A).
Efisiensi dinyatakan sebagai perbandingan energi yang keluar dan masuk
transformator. Secara matematis dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
η = efisiensi;
Wp = energi masukan pada kumparan primer (Joule); dan
Ws = energi keluaran pada kumparan sekunder (Joule).
Efisiensi juga dapat dinyatakan sebagai berikut.
Keterangan:
η = efisiensi;
Wp = energi masukan pada kumparan primer (J);
Ws = energi keluaran pada kumparan sekunder (J);
Vp = tegangan pada kumparan primer (V);
Vs = tegangan pada kumparan sekunder (V);
Ip = arus pada kumparan primer (A);
Is = arus pada kumparan sekunder (A); dan
t =waktu (s).
Berikut ini merupakan langkah-langkah yang harus diperhatikan agar
transformator memiliki efisiensi yang nilainya mendekati 100%.
1. Diberi bahan pendingin.
2. Inti besi pada transformator dibuat berbentuk pelat atau lempengan
untuk mengurangi panas. Bentuk pelat atau lempengan memudahkan
panas cepat terserap, karena luas penampangnya yang besar.
3. Dialiri udara dingin, misalnya dengan air conditioning (AC) atau kipas
angin. Udara dingin dari kipas atau AC membuang panas dari
transformator sehingga suhu transformator tetap dingin.
Contoh Soal
Sebuah trasnformator memiliki efisiensi 80%. Jika tegangan masukannya
20 V, dan arusnya tetap, berapa tegangan keluarannya?
Penyelesaian
Diketahui:
η =80%
Ip = Is
Vp = 20 V
Ditanyakan: Vs ?
Jawab:
Jadi, besar tegangan keluaran transformator adalah 16 V.
Kemagnetan dalam Produk Teknologi
Kebutuhan manusia yang tak terbatas memacu bertumbuhnya
beraneka macam dan bentuk benda yang dapat memberi kepuasan bagi
penggunanya. Peralatan yang digunakan manusia dewasa ini hampir
semuanya tidak terlepas dengan peralatan yang mengunakan atau
memanfaatkan listrik sebagai sumber energinya. Akibat adanya aliran
listrik pada kawat menghasilkan medan magnetik. Hal inilah yang
dimanfaatkan oleh beberapa ahli untuk menciptakan produk teknologi
untuk memenuhi kebutuhan manusia.
Berikut adalah beberapa produk teknologi yang memanfaatkan sifat
elektromagnet.
Bel listrik
Produk yang satu ini sudah sangat familiar di masyarakat. Mulai
dari rumah sampai sekolahan menggunakan produk ini. Bel listrik terdiri
dari dua elektromagnet dengan setiap selenoida dililitkan pada arah yang
berlawanan. Hal ini bertujuan untuk memperoleh magnet yang berbeda
jika kumparan dialiri arus listrik. Ketika saklar ditekan, arus listrik mengalir
melalui selenoida. Teras besi akan menjadi magnet akibat induksi listrik
dan menarik kepingan besi lentur dan pengetuk akan memukul lonceng
yang menghasilkan bunyi.
Kepingan besi lentur akibat elektromagnet akan memisahkan titik
sentuh dan sekrup pengatur yang berfungsi sebagai interuptor. Akibatnya
arus listrik akan putus (tidak mengalir dalam kumparan) dan
kemagnetannya akan hilang. Kepingan besi lentur akan kembali ke
kekedudukan semula. Teras besi akan menjadi magnet dan menarik besi
lentur dan pengetuk akan memukul lonceng menghasilkan bunyi kembali.
Demikian terjadi secara berulang-ulang dan bunyi lonceng terus
terdengar. Jadi elektromagnet pada bel listrik memutus dan menyambung
arus dengan cepat secara otomatis.
Relai
Relai adalah alat yang dapat menghubungkan dan memutus arus
listrik besar menggunakan arus listrik kecil. Bagian utama dari relai adalah
elektromagnet dan kontak. Relai banyak digunakan sebagai kontak starter
mobil. Ketika saklar ditekan arus listrik kecil mengalir. Aliran arus ini
menyebabkan jangkar besi lunak tertarik ke elektromagnet hingga
menempel. Hal ini mengakibatkan kontak terhubung dan motor listrik
dialiri arus.
Pesawat telepon
Pesawat telepon terdiri atas dua bagian utama yaitu, mikrofon
(pesawat pengirim) dan telepon (pesawat penerima). Mikrofon (pesawat
pengirim) terdiri atas diafragma aluminium, kotak karbon dan butir-butir
karbon. Sementara telepon (pesawat penerima) terdiri dari diafragma
besi, magnet permanen dan elektromagnet. Prinsip kerja bagian telepon
adalah mengubah sinyal listrik menjadi gelombang bunyi. Sinyal listrik
yang dihasilkan mikrofon diterima oleh pesawat telepon.
Katrol Listrik
Jika inti besi dibengkokkan (berbentuk huruf U) tentu gaya tariknya
semakin kuat. Elektromagnet ini digunakan untuk mengangkat sampah
logam yang tidak terpakai. Apabila arus dihidupkan katrol listrik akan
menarik sampah berbahan feromagnetik dan memindahkannya ke tempat
yang dikehendaki. Dengan cara ini sampah yang berupa tembaga,
aluminium dan seng dapat dipisahkan dengan besi.
Untuk memperbesar daya alat dapat dilakukan dengan menambah
jumlah lilitan pada kumparannya dan memperbesar arus listrik. Pada
pembuangan sampah modern alat ini sudah digunakan untuk
memisahkan bahan yang terbuat dari logam. Ada beberapa keuntungan
katrol listrik, antara lain:

Mampu mengangkat sampah besi dalam jumlah besar

Dapat mengangkat atau memindahkan bongkahan besi tanpa
menggunakan rantai

Membantu memisahkan antara logam feromagnetik dan bukan
feromagnetik
1. Penggunaan magnet dan sifat kemagnetan di dalam tubuh hewan disebut ....
A. Magnet alamisme
B. Magnet genetik
C. Sel magnetism
D. Biomagnetisme
2. Hewan berikut yang memanfaatkan medan magnet bumi dalam migrasi
adalah ....
A. Ikan salmon
B. Siput
C. Gurami
D. Ikan lele
3. Burung dapat melihat medan magnet bumi dengan mata sebelah kanan
berupa ....
A. Warna biru
B. Garis terang berwarna
C. Spectrum warna
D. Warna terang atau gelap
4. Sistem navigasi pada burung:
1. Sun compass
2. Star compass
3. Odor map
4. Magnetic map
Sistem yang digunakan oleh burung dalam menavigasi arah migrasinya adalah ....
5.
6.
7.
8.
9.
10.
A. 1, 2, dan 3
B. 1 dan 3
C. 2 dan 4
D. Semua benar
Alumunium digolongkan sebagai bahan paramegnetik. Artinya bahan tersebut ....
A. Memiliki gaya tolak terhadap kekuatan magnet
B. Dapat menjadi magnet sementara
C. Dapat menjadi magnet permanen
D. Dapat ditarik magnet secara sempurna
Sifat magnetik suatu benda ditentukan oleh ....
A. Susunan electron dan momen magnet
B. Susunan inti atom di dalam benda
C. Kekuatan magnet dari luar
D. Medan magnet dari inti atom
Sifat kemagnetan benda feromagnetik akan bersifat permanen. Akan tetapi, sifat
kemagnetan tersebut dapat dihilangkan melalui beberapa proses. Proses yang
dapat menghilangkan sifat kemagnetan benda feromagnetik adalah ....
A. Dipukul-pukul
B. Dialiri listrik searah
C. Digosok-gosok
D. Didingingkan
Kemampuan suatu benda untuk menarik benda lain di sekitarnya disebut ....
A. Kemagnetan
B. Momen magnet
C. Medan magnet
D. Diamagnetic
Baja akan lebih sulit untuk dijadikan magnet karena ....
A. Momen magnet baja sulit diatur
B. Momen magnet baja mudah diatur
C. Momen magnet baja saling bersilangan
D. Baja tidak memiliki magnet elementer
Pernyataan yang benar tentang proses pembuatan magnet secara induksi adalah
....
A. Tidak membutuhkan magnet permanen
B. Semakin jauh jarak magnet penginduksi maka magnet yang dihasilkan
akan semakin lemah
C. Semakin jauh jarak magnet penginduksi, maka magnet yang dihasilkan
akan semakin lemah
D. Menggunakan sumber listrik searah
11. Perhatikan gambar berikut.
Setelah perlakuan di atas, paku tersebut akan ....
A. Tetap tidak berubah sifat
B. Berubah menjadi benda diamagnetic
C. Berubah menjadi magnet sementara
D. Berubah menjadi benda paramagnetic
12. Cara-cara berikut ini biasa digunakan untuk membuat magnet, kecuali ....
A. Besi diletakkan di sekitar magnet
B. Besi digosok dengan magnet satu arah
C. Besi dililiti kumparan berarus listrik bolak-balik
D. Besi dililiti kumparan berarus listrik searah
13. Magnet yang dihasilkan oleh lilitan kumparan arus listrik searah disebut ....
A. Elektromagnet
B. Listrik magnet
C. Magnet induksi
D. Magnet DC
14. Berikut ini yang tidak termasuk cara untuk menghilangkan sifat kemagnetan
adalah ....
A. Dipanaskan pada suhu tinggi/dibakar
B. Didinginkan
C. Dipukul-pukul
D. Dijatuhkan berulang kali
15. Berikut yang merupakan contoh manfaat adanya magnet bumi dalam telepon
genggam adalah ....
A. Penggunaan sensor kompas untuk menentukan posisi telepon genggam
B. Penggunaan layar sentuh
C. Penggunaan baterai yang tahan lama
D. Penggunaan Bluetooth untuk mengirim berkas
16. Medan magnet bumi dapat dinyatakan seperti ....
A. Aliran listrik
B. Garis-garis yang keluar dari kutub utara magnet bumi ke kutub selatan
magnet bumi
C. Batang yangmemiliki dua kutub
D. Garis-garis lurus yang menghubungkan kutub-kutub magnet
17. Perhatikan gambar berikut.
Bagian yang bertanda X merupakan ....
A. Sudut inklinasi negatif
B. Sudut inklinasi positif
C. Sudut deklinasi positif
D. Sudut deklinasi negatif
18. Pernyataan yang tepat mengenai kutub selatan magnet bumi adalah ....
A. Kutub selatan magnet bumi berada di kutub utara bumi
B. Kutub selatan magnet bumi berada di kutub selatan bumi
C. Kutub selatan magnet bumi berada di luar angkasa
D. Kutub selatan magnet bumi berada di khatulistiwa
19. Kipas angin memanfaatkan elektromagnet pada bagian ....
A. Baling-baling
B. Saklar
C. Motor listrik
D. Pemilih kecepatan putar
20. Perhatikan gambar berikut.
Berdasarkan gambar di atas, bagian elektromagnet ditunjukkan oleh nomor ....
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
21. Berikut ini merupakan peralatan yang menggunakan elektromagnet di dalamnya,
kecuali ....
A. Bel listrik
B. Telepon
C. Speaker
D. Setrika listrik
22. Sebuah kawat yang memiliki panjang 2 m dan dialiri arus listrik sebesar 2 A. Jika
kawat tersebut berada dalam medan magnet sebesar 3 T, maka besar gaya
Lorentz yang dialami oleh kawat adalah ....
A. 2 N
B. 3 N
C. 10 N
D. 12 N
23. Sebuah kawat sepanjang 10 cm mengalami gaya Lorentz sebesar 4 x 10 N. Jika
kuat arus yang mengalir pada kawat adalah 3 mA, maka medan magnet yang
mempengaruhi kawat adalah ....
A. 1 x 103 T
B. 1,3 x 103 T
C. 2 x 103 T
D. 1,3 x 104
24.
-7