IPA SMP KK J
133
Satuan intensitas magnet menurut sistem metrik pada International System of Units SI adalah Tesla dan SI unit untuk total fluks magnetik adalah weber. 1
weberm
2
= 1 tesla, yang mempengaruhi satu meter persegi. Efek medan magnet disebut induksi magnetik B, juga merupakan besaran
vektor.
Hubungan antara H dan B: B = µ
o
H Keterangan:
B = induksi magnetik, satuan dalam SI = Weberm
2
atau Tesla H = intensitas magnet
µ
o
= permeabilitas = 4p x 10
-7
WbA.m udara
4. Medan magnet oleh benda magnetik Suatu magnet misalnya magnet batang akan menimbulkan medan magnet di
sekitarnya. Arah garis magnetiknya adalah dari kutub U menuju ke kutub S.
Gambar 45. Pola garis gaya magnet
Gambar 46. Arah garis gaya magnet
5. Medan magnet oleh muatan bergerak arus listrik. Oersted menyatakan bahwa perpindahan muatan listrik arus listrik akan
menimbulkan medan magnet di sekitarnya. Arah medan magnet B ditentukan dengan kaidah sekrup putar kanan atau tangan kanan.
Kegiatan Pembelajaran 4
134
Misalkan arus mengalir melalui sepotong kawat membentuk suatu medan magnet M disekeliling kawat. Medan tersebut terorientasi menurut aturan
tangan kanan dapat digambarkan hal tersebut sebagai berikut:
Gambar 47. Arah garis gaya magnet disekitar kawat berarus serta cara menentukannya a. Kawat penghantar yang sangat panjang dan lurus terletak pada sumbu-x
serta dialiri arus listrik I. Arah B pada beberapa titik di sumbu-y dan z terlihat pada gambar mengikuti kaidah tangan kanan sedangkan besarnya adalah:
Gambar 48. kawat panjang berarus listrik
IPA SMP KK J
135
Besar induksi magnet di titik yang berjarak a dari kawat : B = µo I2π a
Keterangan : a = jarak suatu titik terhadap kawat
b. Solenoida adalah kumparan kawat berbentuk tabung panjang dengan lilitan yang sangat rapat.
Gambar 49. Kawat solenoida berarus listrik
Besar Induksi magnetik di tengah solenoida: Bo = µ I n = µ I N L
Keterangan:
µ = permeabilitas bahan = µo. km km = permeabilitas relatif
Induksi magnetik di ujung solenoida: Bp = µ I n 2 = µ I N 2L = Bo2
Selain itu karena garis gaya magnet sangat dipengaruhi oleh benda-benda ferromagnetik, hal ini mengakibatkan medan magnet tersebut melemah gaya
magnetnya atau bahkan bisa hilang sama sekali disuatu tempat. Peristiwa tersebut ada yang disebut influensi dan absorbsi. Perhatikan gambar:
Gambar 50. Influensi dan absorbsi garis gaya magnet
Kegiatan Pembelajaran 4
136
6. Magnet Bumi
Gambar 51. Gambaran garis gaya magnet bumi
Bumi memiliki medan magnet bumi yang dihasilkan oleh kutub-kutub magnet bumi. Medan magnet bumi tersebut besarnya dipengaruhi oleh:
Kondisi Variasi setempat local variation yaitu kondisi yang disebabkan
oleh batu-batuan yang bersifat magnetik terkonsentrasi. Perubahan medan magnet bumi yang disebabkan oleh perbedaan
kandungan kemagnetan batuan yang ada di suatu tempat akan memungkinkan kita memprediksimenentukan struktur lapisan bumi dan
permukaannya. Serupa dengan prinsip survei gravitasi, kondisi variasi setempat juga dapat
digunakan untuk penjelajahan dunia perminyakanpertambangan. Serta dapat pula melakukan pemetaan geologi dan kajian geologi struktur, mencari
bijih dan mengenal sejarah pemuaian dasar laut.
Terjadinya Perubahan terhadap waktu yaitu perubahan letak kutub-kutub
magnetik bumi yang berubah terhadap waktu; misalkan antara tahun 1600 sampai 1800 deklinasi magnetik bumi di London berubah dari 11
timur sampai 24
barat. Data magnet bumi dapat digunakan untuk kepentingan :
1. Navigasi penerbangan dan pelayaran. Yaitu untuk petunjuk arah yang diperlukan seperti; data deklinasi magnet
bumi disuatu tempat, Koreksi arah jarum kompas terhadap Utara sebenarnya.
IPA SMP KK J
137
2. Pembuatan peta topografi Dalam pembuatan peta Topografi skala besar harus dicantumkan notasi
deklinasi magnet disetiap lembar peta.
3. Survey Geologi dan Geofisika Setiap survey Geologi dan Geofisika yang menggunakan metode magnet,
memerlukan Data variasi harian dari stasiun-stasiun magnet bumi di Indonesia. Data ini sebagai koreksi data lapangan selama dilakukan survey.
Selain fungsinya tersebut, medan magnet bumi dapat juga memunculkan terjadinya interaksi antara medan magnet bumi dengan badai matahari, hal
tersebut megakibatkan beberapa peristiwa yang ada dibumi. Diantaranya muncul gejala-gejala seperti:
1. Badai magnetik, badai ini dapat mempengaruhi komunikasi radio. 2. Sabuk radiasi Van Allen, peristiwa ini terjadi sepanjang kutub utara-
selatan magnetik.
Gambar 52. Gambaran Sabuk Radiasi Van Allen
3. Peristiwa Aurora pada lintang utara dan selatan sebesar ±750
Gambar 53. Aurora
Kemagnetan bumi dapat mengakibatkan beberapa gejala terhadap magnet jarum kompas, diantaranya: sudut deklinasi dan sudut inklinasi.
Kegiatan Pembelajaran 4
138
Sudut deklinasi adalah sudut antara sumbu kompas yang berputar pada bidang datar dengan arah utara-selatan kutub bumi. Sudut ini disebut pula
dengan sudut deviasi.
Sudut inklinasi adalah sudut antara sumbu kompas yang diletakkan vertikal dengan bidang mendatar.
Gambar 54. deklinasi dan inklinasi
7. Induksi Elektromagnetik Hubungan antara gejala kelistrikan dan kemagnetan adalah :
a. Arus listrik menghasilkan medan magnet b. Medan magnet memberikan gaya pada arus listrik atau muatan listrik yang
bergerak
Gambar 55. Percobaan Faraday Gambar di atas adalah perangkat percobaan Faraday yang digunakan untuk
menyelidiki bahwa arus listrik dapat dihasilkan dari medan magnet.
Sebuah kumparan kawat X, dihubungkan dengan sebuah baterai. Arus yang mengalir melaui X menghasilkan medan magnet yang diperkuat oleh inti besi.
IPA SMP KK J
139
Faraday berharap bahwa dengan menggunakan baterai yang berkekuatan cukup, arus konstan di X akan menghasilkan medan magnet yang cukup besar,
yang dapat membangkitkan arus pada kumparan kedua Y. Pada rangkaian kedua Y, digunakan galvanometer untuk mendeteksi arus listrik, tetapi disini tidak
digunakan baterai. Percobaan ini tidak berhasil jika digunakan arus konstan. Tetapi pada akhirnya teramati suatu efek, dimana Faraday melihat simpangan
besar terjadi pada jarum galvanometer di rangkaian Y pada saat ia menghidupkan saklar di rangkaian X. Dan galvanometer menyimpang kuat ke
arah yang berlawanan pada saat ia mematikan saklar tersebut. Arus konstan di X tidak menghasilkan arus di Y. Arus timbul di Y hanya pada saat terjadi
penyambungan atau pemutusan hubungan listrik di X.
Kesimpulan dari percobaan faraday adalah :
Percobaan faraday berikutnya adalah Induksi Elektromagnet,
Gambar 56. Percobaan Arus Induksi
Medan magnet konstan tidak dapat menghasilkan arus listrik, namun perubahan medan magnet dapat menghasilkan arus listrik,
sehingga dapat dikatakan bahwa :