Pemanfaatan Medan Magnet Pada Migrasi Hewan

Transkripsi

1 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

2 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.

3 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

4 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.

5 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.

6 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.

7 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

8 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

9 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.

10 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

11 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.

12 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

13 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. Speaker Gambar 7. Motor listrik dan komponen di dalamnya (Sumber: Wikipedia, gambar berada di bawah Speaker merupakan alat yang digunakan untuk mengeluarkan suara di televisi, radio, dan telepon genggam. Cara kerja speaker adalah sebagai berikut.

14 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 Kilas Ilmuwan dengan suara yang akan dikeluarkan melalui speaker. Akibat perubahan ini, elektromagnet dapat mengalami perubahan kutub dan kekuatan. Hal ini Hans menyebabkan Christian interaksi Oersted antara merupakan elektromagnet orang pertama dan magnet yang permanen dapat membuktikan berubah-ubah. bahwa Interaksi kawat penghantar yang terjadi dapat adalah menghasilkan tarik-menarik medan tolak-menolak. magnet ketika Gerakan dialiri listrik. tarik-menarik Penemuan dan Oerstedtersebut tolak-menolak inilah dikembangkan yang menggerakkan lebih lanjut oleh membran Ilmuwan speaker. lain yaitu Gerakan Hendrik membran Antoon speaker Lorentz. inilah Jika kemudian sebelumnya menciptakan kawat tersebut suara telah sesuai berada aslinya. di suatu medan magnet 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);

15 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)

16 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?

17 Pembahasan Diketahui: l = 1 m I = 0,5 A B = 2 T Ditanyakan: F? Jawab: F = BIl F = (2)(0,5)(1) F = 1 N 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.

18 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

19 tegangan pada kumparan sekunder berbeda dengan besarnya tegangan mula-mula (pada kumparan primer). Dari sebuah percobaan didapatkan kesimpulan bahwa: 1. Perbandingan antara tegangan primer (V p), dengan tegangan sekunder (V s) sama dengan perbandingan antara jumlah lilitan primer (N p), dan lilitan sekunder (N s). 2. Perbandingan antara kuat arus primer (I p), dengan kuat arus sekunder (I s), sama dengan perbandingan jumlah lilitan sekunder (N s) dengan jumlah lilitan primer (N p). 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

20 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 2 α = sudut antara B dan garis normal.

21 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 2 Δt = selang waktu (s). 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.

22 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: Ԑ i = 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); μ 0 = permeabilitas ruang hampa (4π x 10 H/m = 1,257 x 10 H/m); -7-6 N = Jumlah lilitan; A = Luas penampang kumparan (m ); dan 2 l = Panjang kumparan (m). Energi Potensial Kumparan Energi di dalam sebuah kumparan dirumuskan sebagai berikut.

23 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 Berapa GGL induksi yang terjadi tiap detik jika luas penampang kumparan adalah 25 cm? 2 Penyelesaian Diketahui: B = 1T N =1000 t= 1 s A= 25 cm = m 2 2 Ditanyakan: Ԑ? Jawab: 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.

24 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 (N p <N s) 2. Tegangan primer selalu lebih kecil dari tegangan sekunder (V p < V s) 3. Kuat arus primer selalu lebih besar dari kuat arus sekunder (I p > I s) 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).

25 Transformator Step-down Trafo penurun tegangan memiliki ciri-ciri sebagai berikut. 1. Jumlah lilitan kumparan primer selalu lebih besar dari lilitan kumparan sekunder (N p >N s) 2. Tegangan primer selalu lebih besar dari tegangan sekunder (V p > V s) 3. Kuat arus primer selalu lebih kecil dari kuat arus sekunder (I p < I s) 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.

26 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.

27 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; W p = energi masukan pada kumparan primer (Joule); dan W s = energi keluaran pada kumparan sekunder (Joule). Efisiensi juga dapat dinyatakan sebagai berikut.

28 Keterangan: η = efisiensi; W p = energi masukan pada kumparan primer (J); W s = energi keluaran pada kumparan sekunder (J); V p = tegangan pada kumparan primer (V); V s = tegangan pada kumparan sekunder (V); I p = arus pada kumparan primer (A); I s = 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% I p = I s

29 V p = 20 V Ditanyakan: V s? 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

30 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

31 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

32 2. Star compass 3. Odor map 4. Magnetic map Sistem yang digunakan oleh burung dalam menavigasi arah migrasinya adalah... A. 1, 2, dan 3 B. 1 dan 3 C. 2 dan 4 D. Semua benar 5. 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 6. 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 7. 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 8. Kemampuan suatu benda untuk menarik benda lain di sekitarnya disebut... A. Kemagnetan B. Momen magnet C. Medan magnet D. Diamagnetic 9. 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 10. 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

33 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

34 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

35 D 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 10-7 N. Jika kuat arus yang mengalir pada kawat adalah 3 ma, maka medan magnet yang mempengaruhi kawat adalah... A. 1 x 10 3 T B. 1,3 x 10 3 T C. 2 x 10 3 T D. 1,3 x