PERKEMBANGAN LISTRIK DAN MAGNET docx
PERKEMBANGAN LISTRIK DAN
MAGNET
Sejarah Awal Penemuan Magnet
Sejak zaman dahulu telah diketahui beberapa bijih mineral atau batuan warna metalik bersifat
menarik partikel besi. Mineral atau batuan itu disebut magnetik atau batuan bermuatan.
Thales, seorang filosof Yunani yang hidup pada abad VI SM, adalah orang pertama yang
menaruh perhatian pada sifat biji besi. Akan tetapi, kemungkinan sebelum itu pun telah banyak
diketahui.
Setelah masa Thales, batuan bermuatan itu sering disebut dalam tulisan kuno. Batu bermuatan itu
dinamai magnet, kata magnet berasal dari bahasa Greek “magnítis líthos” yang berarti “batu
magnesia” juga berarti sebuah wilayah di Asia kecil, tempat ditemukannya banyak endapan
magnetik.
Perkembangan Elektromagnet ( Peran Michael Faraday)
Kemudian Pada tahun 1820, Hans Christian Oesterd menemukan bahwa kawat yang dialiri arus
listrik dapat menolak jarum kompas. Hal ini menunjukan bahwa di sekitar kawat berarus timbul
medan magnetik.
Kemudian pada tahun 1821, Michael Faraday membuat suatu penemuan penting. Dua tahun
sebelumnya Oersted telah menemukan bahwa jarum magnit kompas biasa dapat menyimpang
jika arus listrik dialirkan dalam kawat yang tidak berjauhan. Hal ini membuat Michael Faraday
menyimpulkan bahwa, jika magnet didekatkan, yang akan bergerak adalah kawat yang dialiri
listrik. Bekerja atas dasar dugaan ini, Michael Faraday berhasil membuat suatu skema yang jelas
dimana kawat akan terus-menerus berputar berdekatan dengan magnit sepanjang arus listrik
dialirkan ke kawat. Sesungguhnya penemuan ini Faraday merupakan motor listrik pertama,
suatu skema pertama penggunaan arus listrik untuk membuat sesuatu benda bergerak. Meskipun
masih sangat primitif, penemuan Michael Faraday ini merupakan “nenek moyang” dari semua
motor listrik yang digunakan dunia saat ini.
Penemuannya berupa penggunaan arus listrik untuk membuat benda bergerak adalah pembuka
jalan yang luar biasa untuk penemuan-penemuan motor listrik selanjutnya. Namun kegunaan
praktisnya masih terbatas karena belum ada metode untuk menggerakkan arus listrik selain dari
baterei kimiawi sederhana yang ada pada saat itu. Faraday yakin, pasti ada suatu cara
penggunaan magnit untuk menggerakkan listrik, dan beliau terus-menerus mencari jalan
bagaimana menemukan metode tersebut. Kini, magnit yang tak berpindah-pindah tidak
mempengaruhi arus listrik yang berdekatan dengan kawat.
Tetapi di tahun 1831, Faraday menemukan bahwa bilamana magnit dilalui lewat sepotong
kawat, arus akan mengalir di kawat sedangkan magnit bergerak. Keadaan ini disebut
“pengaruh elektro magnetik,” dan penemuan ini disebut “Hukum Faraday” dan pada umumnya
dianggap penemuan Faraday yang terpenting dan terbesar.
I.
Pembahasan :
Perkembangan listrik magnet periode I (zaman purbakala sd 1500-an)
Pada 600 SM, seorang ahli filsafat yunani yang bernama Thales dari militus menjelaskan
bahwa batu amber tersebut mempunyai kekuatan. Sementara itu, ahli filsafat lainnya,
Theophratus mengemukakan bahwa ada benda lain yang juga mempunyai kekuatan seperti batu
amber.
Sampai akhirnya pada 1600 M, seorang dokter dari inggris, Willian gilbert dalam
bukunya mengemukakan bahwa selain batu amber masih banyak lagi benda-benda yang dapat di
beri muatan dengan cara di gosok. Oleh Gilbert benda-benda tersebut di beri nama “ electrica” .
Kata electrica ini diambil dari bahasa yunani “electron” yang artinya amber. Setelah itu, baru
pada 1646, seorang penulis dan dokter dari inggris, Thomas Brown menggunakan istilah
electricity yang di terjemahkan listrik dalam bahasa Indonesia. Setelah era Thomas Brown, dunia
kelistrikan berkembang pesat. Berbagai penemuan penting mulai bermunculan.
II.
Perkembangan listrik magnet periode II (sekitar 1550-1800 M)
Sekitar tahun 1672 ,Ahli fisika jerman yang Bernama Otto Von Guericke menemukan
Bahwa listrik dapat mengalir melalui suatu zat. Saat itu ,zat yang Ia gunakan adalah sejenis
benang linen, selain itu ,Guericke juga menemukan mesin pertama yang dapat menghasilkan
muatan-muatan listrik
Pada awal tahun 1700-an,peristiwa hantaran listrik juga di temukan oleh Stephen Gray dan
Ia juga berhasil mencatat beberapa benda yang bertindak sebagai konduktor dan insolator listrik.
Sementar Charles Dufay secara terpisah mengamati bahwa muatan listrik terdiri dari dua jenis. Ia
juga menemukan fakta bahwa muatan listrik yang sejenis akan tolak menolak, sedangkan muatan
listrik yang berbeda jenis akan tarik menarik.
Pada tahun 1752-an ilmuan amerika, Benjamin Franklin merumuskan teori bahwa listrik
merupakan sejenis fluida (zat alir) yang dapat mengalir dari satu benda ke benda lain. Franklin
juga menjelaskan bahwa kilat merupakan salah satu gejala kelistrikan
Pada tahun 1766 ahli kimia inggris, Joseph Priestley membuktikan secara eksperimen
bahwa gaya di antara muatan- muatan listrik berbanding terbalik dengan kuadrat jarak di antara
muatan-muatan tersebut. Selain itu ahli fisika perancis, Charles Augustin de Coloumb berhasil
menemukan alat untuk menentukan gaya yang berinteraksi muatan-muatan listrik. Alat ini di
namakan neraca torsi.
Percobaan awal Coulomb meliputi tekanan yang bisa memecahkan suatu benda (1773)
dan ini adalah awal ilmu modern tentang kekuatan benda-benda. Karyanya di bidang listrik dan
magnet yang membuatnya begitu terkenal, baru diterbitkan dalam serangkaian makalah antara
tahun 1785 dan 1789. Melakukan percobaan dengan magnet kompas, ia langsung melihat bahwa
gesekan pada sumbu jarum menyebabkan kesalahan. Ia membuat kompas dengan jarum
tergantung pada benang lembut. Dan ia menarik kesimpulan; besarnya puntiran pada benang
haruslah sama dengan kekuatan yang mengenai jarum dari medan magnetik bumi. Ini mengawali
penemuan Timbangan Puntir, untuk menimbang benda-benda yang sangat ringan. Timbangan
puntir tadi membawa Coulomb ke penemuannya yang paling penting. Dengan menggerakkan
dua bulatan bermuatan listrik di dekat timbangan puntir, ia menunjukkan bahwa kekuatan di
antara kedua benda itu berbeda-beda jika kedua benda itu saling menjauh.
Ia mempelajari akibat gesekan pada mesin-mesin dan menampilkan teori tentang
pelumasan. Semua ini, bersama pandangannya tentang magnet, diterbitkan di Teori tentang
Mesin Sederhana pada tahun 1779. Dari tahun 1784 sampai 1789, saat bekerja di berbagai
departemen pemerintah, ia terus meneliti elektrostatika dan magnet. Tahun 1785 keluarlah
hukum Coulomb; daya tarik dan daya tolak kelistrikan antara dua benda yang bermuatan listrik
adalah perkalian muatannya dengan kuadrat terbalik dari jaraknya.Rumus ini sangat mirip
dengan hukum gravitasi Newton.
Di Blois, Coulomb meneliti sifat muatan listrik pada benda dan diketemukannya bahwa
muatan tersebut hanya ada pada permukaan benda. Didapatkannya pula bahwa daya magnet juga
mengikuti hukum kuadrat terbalik seperti daya listrik statis.
III.
Perkembangan listrik magnet periode III( 1700-1830 M)
Pada tahun 1791, ahli biologi Italia, Luigi Galvani mengumumkan hasil percobaannya
yaitu otot pada kaki katak akan berkontraksi ketika di beri arus listrik. Dia memulai berbagai
percobaan untuk menguji apa pengaruh listrik terhadap otot. Pada masa itu baterei belum di
kenal. Karena itu galvani menggunakan mesin untuk menghasilkan listrik. Dia mengalirkan
listrik melalui kaki katak dan melihat bahwa kaki katak itu bergerak. Dia menyentuh kaki katak
dengan pengait tembaga yang digantungkan pada rel besi dan kaki itu mengendut. Dia berpikir
bahwa dia menemukan “listrik hewan” padahal sesungguhnya dia menemukan titik awal
penemuan baterei sederhana. Namun, demikian dia benar ketika mengatakan bahwa otot kita
bekerja dengan menggunakan listrik.
Pada tahun 1800, ilmuan Italia, Alessandro Volta menciptakan baterai pertama. Volta
bersahabat dengan ilmuwan terkemuka Luigi Galvani. Galvani menceritakan kepada Volta
mengenai eksperimen membingungkan yang telah dia lakukan. Akhirnya pada tahun 1800,
Alessandro Volta membuat penemuan besar. Volta membuktikan bahwa persentuhan antara
kuningan dan besi menghasilkan tenaga listrik dan menyebabkan otot itu bergerak. Volta
melakukan banyak sekali percobaan dengan berbagai jenis logam. Dia membuat tumpukan koin
dari dua jenis metal yang berbeda, memisahkan koin dengan kartu yang telah direndam dalam
larutan garam dan menghasilkan arus listrik. Inilah baterai yang pertama atau yang disebut
elemen volta.Sebagai penghargaan atas jasa-jasanya dalam bidang kelistrikan, Napoleon
memberinya gelar bangsawan pada 1801. Satuan tegangan listrik disebut “volt” sebagai
penghormatan atas jasa-jasanya.
Seorang ilmuwan Inggris, Michael Faraday, adalah orang pertama yang menyadari bahwa
arus listrik dapat dihasilkan dengan melewatkan magnet melalui kawat tembaga. Itu adalah
penemuan yang menakjubkan. Hampir semua listrik kita gunakan saat ini dibuat dengan magnet
dan kumparan dari kawat tembaga di raksasa pembangkit listrik. Kedua generator listrik dan
motor listrik didasarkan pada prinsip ini. Sebuah generator mengubah energi gerak menjadi
listrik.Sebuah motor mengubah energi listrik menjadi energi gerak.
Pada tahun 1819, ilmuan Denmark, Hans Christian Oersted mendemonstrasikan bahwa
arus listrik dikelilingi oleh medan magnet. Pada tahun 1819 Oersted mengamati bahwa magnet
jarum yang diletakkan dibawah penghantar yang dialiri arus listrik ternyata menyimpang secara
tegak lurus. Penemuan inilah yang mengawali penelitian tentang hubungan listrik dan magnet
(elektromagnetika). Selain sumbangannya memelopori bidang tersebut, Oersted juga merupakan
orang pertama yang menemukan cara untuk memurnikan aluminium dari bijih bauksit.
Tidak lama kemudian Andre Marie Ampere mengemukakan hukum yang menjelaskan
arah medan magnet yang di hasilkan oleh arus listrik. Ampere adalah orang pertama yang
mengembangkan alat untuk mengukur besaran-besaran listrik. Selain itu, ia juga orang pertama
yang mengamati bahwa dua batang konduktor yang diletakkan berdampingan dan keduanya
mengalir arus listrik searah akan saling tarik menarik sedangkan jika berlawanan arah akan
saling tolak.
Pada tahun 1827, Ilmuan jerman, George Simon Ohm menjelaskan kemampuan beberapa
zat dalam menghantarkan arus listrik dan mengemukakan hukum Ohm tentang hantaran listrik.
Pada tahun 1817 dia mengajar matematika dan fisika di sebuah sekolah Jesuit di Cologne,
Jerman, dia melakukan beberapa riset orisinal mengenai listrik. Barulah tahun1827 dia
menerbitkan Sirkuit Galvani Secara Matematis (The galvanic Circuit Treated
Mathematically). Buku ini membuat penjelasan tentang penemuan hukumnya yang sangat
terkenal yang memperlihatkan bahwa arus yang mengalir dalam sirkuit listrik sebanding dengan
voltase. Hukum inilah yang dikenal dengan nama Hukum Ohm. Tahanan listrik dalam sirkuit
listrik dihitung dengan satuan yang disebut “ Ohm” yang diambil dari namanya. Hukum ohm
membuat kaitan antara voltase dan arus sangat mudah dimengerti, tapi mulanya ilmuwan di
Jerman tidak menganggap serius pendapat ini. Akhirnya pada tahun 1841, Royal Society di
London menghargai pentingnya karya Ohm dengan menganugrahinya medali Copley yang
prestisius.
Pada tahun 1830 ahli fisika amerika, Joseph Henry menemukan bahwa medan magnet
yang bergerak akan menimbulkan arus listrik induksi. Gejala yang sama juga di temukan oleh
Michael Faraday satu tahun kemudian. Faraday juga menggunakan konsep garis gaya listrik
untuk menjelaskan gejala tersebut.
a.
Pengaruh Michael Faraday
Joseph Henry (17 Desember 1797 - 13 Mei 1878) adalah seorang Amerika Serikat ilmuwan
yang menemukan elektromagnetik fenomena diri induktansi . Dia juga menemukan induktansi
mutual independen dari Michael Faraday , meskipun Faraday adalah orang pertama yang
mempublikasikan hasil nya. Henry's bekerja di relay elektromagnetik adalah dasar telegraf listrik
, diciptakan oleh Samuel Morse dan Charles Wheatstone secara terpisah.
b.
Biografi
1.
Joseph Henry
Henry lahir di Albany, New York dari Skotlandia imigran Ann Alexander Henry dan William
Henry. Minatnya dalam sains dipicu pada usia enam belas oleh buku kuliah tentang topik ilmiah
berjudul Populer Kuliah tentang Filsafat Eksperimental. Pada tahun 1819 ia masuk Akademi
Albany. Dia dimaksudkan untuk masuk ke bidang kedokteran, tetapi pada tahun 1824 ia diangkat
sebagai seorang insinyur asisten untuk survei jalan Negara sedang dibangun antara Sungai
Hudson dan Danau Erie . Sejak saat itu, ia terinspirasi untuk karir di baik sipil atau teknik mesin.
Henry unggul di studinya (begitu banyak sehingga, bahwa ia sering akan membantu
guru-gurunya mengajar ilmu) dan pada tahun 1826 ia diangkat sebagai Profesor Matematika dan
Filsafat Alam di Akademi Albany oleh Principal T. Romeyn Beck . Romeyn Beck .Beberapa
penelitian yang paling penting dilakukan dalam posisi baru. Rasa ingin tahunya tentang magnet
darat membawanya untuk bereksperimen dengan magnetisme pada umumnya.Dia adalah yang
pertama untuk diisolasi kawat kumparan erat di inti besi untuk membuat lebih kuat
elektromagnet , peningkatan pada William Sturgeon elektromagnet yang digunakan secara
longgar digulung kawat uninsulated. Dengan menggunakan teknik ini, ia membangun
elektromagnet kuat pada waktu untuk Yale. Ia juga menunjukkan bahwa, ketika membuat
elektromagnet yang menggunakan hanya dua elektroda melekat pada baterai, yang terbaik adalah
angin beberapa gulungan kawat secara paralel, tetapi ketika menggunakan set-up dengan
beberapa baterai, harus ada hanya satu kumparan panjang tunggal. Yang terakhir ini membuat
telegraf layak.
Henry pada tahun 1831 menciptakan salah satu mesin pertama yang menggunakan
elektromagnetisme untuk gerakan. Ini tidak menggunakan gerakan berputar, tapi hanya dari
elektromagnet bertengger di tiang, goyang kembali dan sebagainya. Gerakan goyang disebabkan
oleh salah satu dari dua mengarah pada kedua ujung magnet rocker menyentuh salah satu dari
dua sel baterai, menyebabkan perubahan polaritas, dan goyang arah yang berlawanan sampai dua
lainnya memimpin memukul baterai lainnya. Alat ini memungkinkan Henry untuk mengenali
milik induktansi diri . Ilmuwan Inggris Michael Faraday juga mengakui properti ini sekitar
waktu yang sama; sejak Faraday mempublikasikan hasil pertamanya, ia menjadi penemu diakui
secara resmi dari fenomena tersebut. Pada tahun 1848 Henry bekerja dalam kaitannya dengan
Profesor Stephen Alexander untuk menentukan suhu relatif untuk bagian yang berbeda dari disk
surya. Mereka menggunakan thermopile untuk menentukan bahwa bintik matahari yang lebih
dingin dari pada daerah sekitarnya. Karya ini ditampilkan pada astronom Angelo Secchi yang
diperpanjang, tetapi dengan beberapa pertanyaan mengenai apakah Henry diberikan tepat
penghargaan bagi karya sebelumnya.
2.
Michael Faraday.
Michael Faraday adalah salah satu ilmuwan Kristen yang terkenal dan mau konsisten
menerapkan Firman Allah dalam kehidupan keilmuwannya. Faraday dilahirkan pada tahun 1791
di sebuah keluarga miskn di London, Inggris. Pada umur 13 tahun, dia bekerja part-time di
sebuah toko penjilidan di London. Dia membaca semua buku yang dia jilid, dan berangan-angan
untuk menulis buku atas namanya sendiri. Lambat laun dia tertarik dengan konsep energi,
khususnya tentang “gaya”.Dari kecintaannya pada banyak bacaan dan percobaan-percobaan yang
dia lakukan tentang “gaya”, dia sampai pada penemuannya di bidang kelistrikan. Dan dari
sejarah kita tahu bahwa salah satu penemuannya yang terbesar adalah induksi elektromagnet,
yang menjadi cikal bakal teknologi elektromagnet modern. Pada tahun 1832, dia membuktikan
bahwa listrik yang diinduksi oleh magnet, listrik yang dihasilkan oleh baterai maupun listrik
statis adalah sama.
3.
James Prescott.
Pada tahun 1840, ilmuan inggris James Prescott Joule dan ilmuan jerman, Herman
Ludwig Ferdinand Von Helmholt mendemonstrasikan bahwa listrik merupakan salah satu bentuk
energi.
James Prescott Joule adalah ahli fisika inggris.Ia lahir di selford, Inggris, pada tanggal 24
Desember 1818. James Prescott Joule tidak pernah duduk di bangku sekolah sampai umur 17
tahun karena sering sakit-sakitan sehingga ia terpaksa belajar dirumah. Ayahnya membelikan
semua buku yang diperlukannya dan menyediakan sebuah laboratorium.
Pada usia 17 tahun,ia baru mengalami rasanya duduk di bangku sekolah. Selain rajin
belajar, Joule rajin juga mengadakan eksperimen dan menulis buku tentang panas yang
dihasilkan oleh listrik volta. Tiga tahun kemudian ia menerbitkan buku tentang ekuivalen
mekanik panas dan empat tahun kemudian menerbitkan buku tentang hubungan dan kekekalan
energi. Nama Joule kemudian dipakai sebagai nama satuan energi.
Pada masa ini teori-teori atau konsep-konsep kelistrikan mengalami penyempurnaan dari
sumbangan-sumbangan pemikiran dari berbagai tokoh fisika seperti: James Clerk Maxwell,
Heinrich Rudaf Hertz, Guglielmo Marconi, dan ilmuan-ilmuan lainnya.
IV.
Perkembangan listrik magnet periode IV ( 1887 - 1925 M)
Dua prediksi Maxwell diuji secara terpisah oleh Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894 ) dan
Hendrik Antoon Lorentz ( 1853-1928 ). Maxwell meramalkan bahwa gangguan di dalam medan
magnetik dan listrik harus merambat secepat cahaya. Tapi gelombang elektromagnetikseperti itu
belum pernah teramati.
Pada tahun 1887, Heartz menguji prediksi itu sampai dengan memercikkan bunga api
listrik di antara dua kutub. Ia mengamati bahwa di antara dua kutub di tempat lain di dalam
laboratoriumnya terjadi juga percikan bunga api yang sama. Tak pelak lagi, pengaruh bunga api
yang petama harus dibawa sebagai gelombang melalui udara sehingga menimbulkan bunga api
yang kedua. Ia membuktikan secara experimental bahwa gelombang mirip seperti gelombang
cahaya, karena menunjukkan gejala pemantulan, pembiasan, difraksi, dan polarisasi. Berkat
penemuan ini, Hertz membawa kita menuju jaman telekomunikasi.
Maxwell, bersama-sama Thompson, bersikeras menghubungkan medan elektromagnetik
dengan getaran dalam fluida yang bersifat mekanis. Para ilmuan sesudah maxwell telah
melepaskan hubungan itu samasekali. Dalam disertasi 1892, Lorentz membabat tuntas kaitan
antara medan dan fluida dengan merumuskan kembali persamaan maxwell. Lorentz telah sampai
pada pengertian yang melampaui percobaan Michelson-Morley, yang memperlihatkan bahwa
eter mungkin tidak ada.
Sampai sekarang, pengertian medan masih tetap bersifat elektromagnetik murni, tanpa sisa
mekanis yang melekat. Walaupun demikian, garis gaya temuan Faraday masih tetap menjadi
topik pengajaran di sekolah sampai sekarang untuk memberi pengertian medan di sekolah.
Medan Magnet
Kita telah mengetahui sebelumnya bahwa logam dan kutub magnet yang berlawanan jika
didekatkan pada magnet akan tertarik oleh magnet tersebut. Hal ini disebabkan karena logam dan
kutub magnet yang berlawanan tersebut berada dalam medan magnet dari magnet tersebut.
Pengertian Medan Magnet
Medan magnet adalah area atau wilayah dimana gaya magnet masih akan berpengaruh terhadap
benda disekitarnya. Sehingga apabila kita mendekatkan benda logam tertentu pada daerah medan
magnet, maka logam tersebut akan tertarik oleh magnet. Sedangkan apabila kita menempatkan
logam tersebut di luar medan magnet, maka logam tersebut tidak akan tertarik oleh magnet.
Medan magnet paling kuat berada pada kutub-kutub magnet.
Medan magnet yang ditunjukkan oleh serbuk besi.
Gambar di atas menunjukkan percobaan biji besi ketika didekatkan pada magnet untuk
mengetahui medan magnet. Semakin rapat bijih besi yang tergambar pada pola tersebut, maka
semakin besar medan magnet pada daerah tersebut.
Garis Gaya Magnet
Garis gaya magnet adalah garis-garis khayal yang menunjukkan pola garis-garis lengkung yang
terbentuk di sekitar magnet. Pola ini merupakan pola garis-garis medan magnetik yang disebut
garis gaya magnetik. Garis gaya magnetic selalu berawal dari kutub utara menuju kutub selatan
magnet. Begitu pula saat dua magnet berlawanan kutub didekatkan, arah garis gaya magnet tetap
berawal dari kutub utara menuju kutub selatan magnet (lihat gambar).
Garis-garis khayal medan magnet.
Arah garis gaya medan magnet saat berinteraksi dengan magnet lainnya.
MAGNET
Sejarah Awal Penemuan Magnet
Sejak zaman dahulu telah diketahui beberapa bijih mineral atau batuan warna metalik bersifat
menarik partikel besi. Mineral atau batuan itu disebut magnetik atau batuan bermuatan.
Thales, seorang filosof Yunani yang hidup pada abad VI SM, adalah orang pertama yang
menaruh perhatian pada sifat biji besi. Akan tetapi, kemungkinan sebelum itu pun telah banyak
diketahui.
Setelah masa Thales, batuan bermuatan itu sering disebut dalam tulisan kuno. Batu bermuatan itu
dinamai magnet, kata magnet berasal dari bahasa Greek “magnítis líthos” yang berarti “batu
magnesia” juga berarti sebuah wilayah di Asia kecil, tempat ditemukannya banyak endapan
magnetik.
Perkembangan Elektromagnet ( Peran Michael Faraday)
Kemudian Pada tahun 1820, Hans Christian Oesterd menemukan bahwa kawat yang dialiri arus
listrik dapat menolak jarum kompas. Hal ini menunjukan bahwa di sekitar kawat berarus timbul
medan magnetik.
Kemudian pada tahun 1821, Michael Faraday membuat suatu penemuan penting. Dua tahun
sebelumnya Oersted telah menemukan bahwa jarum magnit kompas biasa dapat menyimpang
jika arus listrik dialirkan dalam kawat yang tidak berjauhan. Hal ini membuat Michael Faraday
menyimpulkan bahwa, jika magnet didekatkan, yang akan bergerak adalah kawat yang dialiri
listrik. Bekerja atas dasar dugaan ini, Michael Faraday berhasil membuat suatu skema yang jelas
dimana kawat akan terus-menerus berputar berdekatan dengan magnit sepanjang arus listrik
dialirkan ke kawat. Sesungguhnya penemuan ini Faraday merupakan motor listrik pertama,
suatu skema pertama penggunaan arus listrik untuk membuat sesuatu benda bergerak. Meskipun
masih sangat primitif, penemuan Michael Faraday ini merupakan “nenek moyang” dari semua
motor listrik yang digunakan dunia saat ini.
Penemuannya berupa penggunaan arus listrik untuk membuat benda bergerak adalah pembuka
jalan yang luar biasa untuk penemuan-penemuan motor listrik selanjutnya. Namun kegunaan
praktisnya masih terbatas karena belum ada metode untuk menggerakkan arus listrik selain dari
baterei kimiawi sederhana yang ada pada saat itu. Faraday yakin, pasti ada suatu cara
penggunaan magnit untuk menggerakkan listrik, dan beliau terus-menerus mencari jalan
bagaimana menemukan metode tersebut. Kini, magnit yang tak berpindah-pindah tidak
mempengaruhi arus listrik yang berdekatan dengan kawat.
Tetapi di tahun 1831, Faraday menemukan bahwa bilamana magnit dilalui lewat sepotong
kawat, arus akan mengalir di kawat sedangkan magnit bergerak. Keadaan ini disebut
“pengaruh elektro magnetik,” dan penemuan ini disebut “Hukum Faraday” dan pada umumnya
dianggap penemuan Faraday yang terpenting dan terbesar.
I.
Pembahasan :
Perkembangan listrik magnet periode I (zaman purbakala sd 1500-an)
Pada 600 SM, seorang ahli filsafat yunani yang bernama Thales dari militus menjelaskan
bahwa batu amber tersebut mempunyai kekuatan. Sementara itu, ahli filsafat lainnya,
Theophratus mengemukakan bahwa ada benda lain yang juga mempunyai kekuatan seperti batu
amber.
Sampai akhirnya pada 1600 M, seorang dokter dari inggris, Willian gilbert dalam
bukunya mengemukakan bahwa selain batu amber masih banyak lagi benda-benda yang dapat di
beri muatan dengan cara di gosok. Oleh Gilbert benda-benda tersebut di beri nama “ electrica” .
Kata electrica ini diambil dari bahasa yunani “electron” yang artinya amber. Setelah itu, baru
pada 1646, seorang penulis dan dokter dari inggris, Thomas Brown menggunakan istilah
electricity yang di terjemahkan listrik dalam bahasa Indonesia. Setelah era Thomas Brown, dunia
kelistrikan berkembang pesat. Berbagai penemuan penting mulai bermunculan.
II.
Perkembangan listrik magnet periode II (sekitar 1550-1800 M)
Sekitar tahun 1672 ,Ahli fisika jerman yang Bernama Otto Von Guericke menemukan
Bahwa listrik dapat mengalir melalui suatu zat. Saat itu ,zat yang Ia gunakan adalah sejenis
benang linen, selain itu ,Guericke juga menemukan mesin pertama yang dapat menghasilkan
muatan-muatan listrik
Pada awal tahun 1700-an,peristiwa hantaran listrik juga di temukan oleh Stephen Gray dan
Ia juga berhasil mencatat beberapa benda yang bertindak sebagai konduktor dan insolator listrik.
Sementar Charles Dufay secara terpisah mengamati bahwa muatan listrik terdiri dari dua jenis. Ia
juga menemukan fakta bahwa muatan listrik yang sejenis akan tolak menolak, sedangkan muatan
listrik yang berbeda jenis akan tarik menarik.
Pada tahun 1752-an ilmuan amerika, Benjamin Franklin merumuskan teori bahwa listrik
merupakan sejenis fluida (zat alir) yang dapat mengalir dari satu benda ke benda lain. Franklin
juga menjelaskan bahwa kilat merupakan salah satu gejala kelistrikan
Pada tahun 1766 ahli kimia inggris, Joseph Priestley membuktikan secara eksperimen
bahwa gaya di antara muatan- muatan listrik berbanding terbalik dengan kuadrat jarak di antara
muatan-muatan tersebut. Selain itu ahli fisika perancis, Charles Augustin de Coloumb berhasil
menemukan alat untuk menentukan gaya yang berinteraksi muatan-muatan listrik. Alat ini di
namakan neraca torsi.
Percobaan awal Coulomb meliputi tekanan yang bisa memecahkan suatu benda (1773)
dan ini adalah awal ilmu modern tentang kekuatan benda-benda. Karyanya di bidang listrik dan
magnet yang membuatnya begitu terkenal, baru diterbitkan dalam serangkaian makalah antara
tahun 1785 dan 1789. Melakukan percobaan dengan magnet kompas, ia langsung melihat bahwa
gesekan pada sumbu jarum menyebabkan kesalahan. Ia membuat kompas dengan jarum
tergantung pada benang lembut. Dan ia menarik kesimpulan; besarnya puntiran pada benang
haruslah sama dengan kekuatan yang mengenai jarum dari medan magnetik bumi. Ini mengawali
penemuan Timbangan Puntir, untuk menimbang benda-benda yang sangat ringan. Timbangan
puntir tadi membawa Coulomb ke penemuannya yang paling penting. Dengan menggerakkan
dua bulatan bermuatan listrik di dekat timbangan puntir, ia menunjukkan bahwa kekuatan di
antara kedua benda itu berbeda-beda jika kedua benda itu saling menjauh.
Ia mempelajari akibat gesekan pada mesin-mesin dan menampilkan teori tentang
pelumasan. Semua ini, bersama pandangannya tentang magnet, diterbitkan di Teori tentang
Mesin Sederhana pada tahun 1779. Dari tahun 1784 sampai 1789, saat bekerja di berbagai
departemen pemerintah, ia terus meneliti elektrostatika dan magnet. Tahun 1785 keluarlah
hukum Coulomb; daya tarik dan daya tolak kelistrikan antara dua benda yang bermuatan listrik
adalah perkalian muatannya dengan kuadrat terbalik dari jaraknya.Rumus ini sangat mirip
dengan hukum gravitasi Newton.
Di Blois, Coulomb meneliti sifat muatan listrik pada benda dan diketemukannya bahwa
muatan tersebut hanya ada pada permukaan benda. Didapatkannya pula bahwa daya magnet juga
mengikuti hukum kuadrat terbalik seperti daya listrik statis.
III.
Perkembangan listrik magnet periode III( 1700-1830 M)
Pada tahun 1791, ahli biologi Italia, Luigi Galvani mengumumkan hasil percobaannya
yaitu otot pada kaki katak akan berkontraksi ketika di beri arus listrik. Dia memulai berbagai
percobaan untuk menguji apa pengaruh listrik terhadap otot. Pada masa itu baterei belum di
kenal. Karena itu galvani menggunakan mesin untuk menghasilkan listrik. Dia mengalirkan
listrik melalui kaki katak dan melihat bahwa kaki katak itu bergerak. Dia menyentuh kaki katak
dengan pengait tembaga yang digantungkan pada rel besi dan kaki itu mengendut. Dia berpikir
bahwa dia menemukan “listrik hewan” padahal sesungguhnya dia menemukan titik awal
penemuan baterei sederhana. Namun, demikian dia benar ketika mengatakan bahwa otot kita
bekerja dengan menggunakan listrik.
Pada tahun 1800, ilmuan Italia, Alessandro Volta menciptakan baterai pertama. Volta
bersahabat dengan ilmuwan terkemuka Luigi Galvani. Galvani menceritakan kepada Volta
mengenai eksperimen membingungkan yang telah dia lakukan. Akhirnya pada tahun 1800,
Alessandro Volta membuat penemuan besar. Volta membuktikan bahwa persentuhan antara
kuningan dan besi menghasilkan tenaga listrik dan menyebabkan otot itu bergerak. Volta
melakukan banyak sekali percobaan dengan berbagai jenis logam. Dia membuat tumpukan koin
dari dua jenis metal yang berbeda, memisahkan koin dengan kartu yang telah direndam dalam
larutan garam dan menghasilkan arus listrik. Inilah baterai yang pertama atau yang disebut
elemen volta.Sebagai penghargaan atas jasa-jasanya dalam bidang kelistrikan, Napoleon
memberinya gelar bangsawan pada 1801. Satuan tegangan listrik disebut “volt” sebagai
penghormatan atas jasa-jasanya.
Seorang ilmuwan Inggris, Michael Faraday, adalah orang pertama yang menyadari bahwa
arus listrik dapat dihasilkan dengan melewatkan magnet melalui kawat tembaga. Itu adalah
penemuan yang menakjubkan. Hampir semua listrik kita gunakan saat ini dibuat dengan magnet
dan kumparan dari kawat tembaga di raksasa pembangkit listrik. Kedua generator listrik dan
motor listrik didasarkan pada prinsip ini. Sebuah generator mengubah energi gerak menjadi
listrik.Sebuah motor mengubah energi listrik menjadi energi gerak.
Pada tahun 1819, ilmuan Denmark, Hans Christian Oersted mendemonstrasikan bahwa
arus listrik dikelilingi oleh medan magnet. Pada tahun 1819 Oersted mengamati bahwa magnet
jarum yang diletakkan dibawah penghantar yang dialiri arus listrik ternyata menyimpang secara
tegak lurus. Penemuan inilah yang mengawali penelitian tentang hubungan listrik dan magnet
(elektromagnetika). Selain sumbangannya memelopori bidang tersebut, Oersted juga merupakan
orang pertama yang menemukan cara untuk memurnikan aluminium dari bijih bauksit.
Tidak lama kemudian Andre Marie Ampere mengemukakan hukum yang menjelaskan
arah medan magnet yang di hasilkan oleh arus listrik. Ampere adalah orang pertama yang
mengembangkan alat untuk mengukur besaran-besaran listrik. Selain itu, ia juga orang pertama
yang mengamati bahwa dua batang konduktor yang diletakkan berdampingan dan keduanya
mengalir arus listrik searah akan saling tarik menarik sedangkan jika berlawanan arah akan
saling tolak.
Pada tahun 1827, Ilmuan jerman, George Simon Ohm menjelaskan kemampuan beberapa
zat dalam menghantarkan arus listrik dan mengemukakan hukum Ohm tentang hantaran listrik.
Pada tahun 1817 dia mengajar matematika dan fisika di sebuah sekolah Jesuit di Cologne,
Jerman, dia melakukan beberapa riset orisinal mengenai listrik. Barulah tahun1827 dia
menerbitkan Sirkuit Galvani Secara Matematis (The galvanic Circuit Treated
Mathematically). Buku ini membuat penjelasan tentang penemuan hukumnya yang sangat
terkenal yang memperlihatkan bahwa arus yang mengalir dalam sirkuit listrik sebanding dengan
voltase. Hukum inilah yang dikenal dengan nama Hukum Ohm. Tahanan listrik dalam sirkuit
listrik dihitung dengan satuan yang disebut “ Ohm” yang diambil dari namanya. Hukum ohm
membuat kaitan antara voltase dan arus sangat mudah dimengerti, tapi mulanya ilmuwan di
Jerman tidak menganggap serius pendapat ini. Akhirnya pada tahun 1841, Royal Society di
London menghargai pentingnya karya Ohm dengan menganugrahinya medali Copley yang
prestisius.
Pada tahun 1830 ahli fisika amerika, Joseph Henry menemukan bahwa medan magnet
yang bergerak akan menimbulkan arus listrik induksi. Gejala yang sama juga di temukan oleh
Michael Faraday satu tahun kemudian. Faraday juga menggunakan konsep garis gaya listrik
untuk menjelaskan gejala tersebut.
a.
Pengaruh Michael Faraday
Joseph Henry (17 Desember 1797 - 13 Mei 1878) adalah seorang Amerika Serikat ilmuwan
yang menemukan elektromagnetik fenomena diri induktansi . Dia juga menemukan induktansi
mutual independen dari Michael Faraday , meskipun Faraday adalah orang pertama yang
mempublikasikan hasil nya. Henry's bekerja di relay elektromagnetik adalah dasar telegraf listrik
, diciptakan oleh Samuel Morse dan Charles Wheatstone secara terpisah.
b.
Biografi
1.
Joseph Henry
Henry lahir di Albany, New York dari Skotlandia imigran Ann Alexander Henry dan William
Henry. Minatnya dalam sains dipicu pada usia enam belas oleh buku kuliah tentang topik ilmiah
berjudul Populer Kuliah tentang Filsafat Eksperimental. Pada tahun 1819 ia masuk Akademi
Albany. Dia dimaksudkan untuk masuk ke bidang kedokteran, tetapi pada tahun 1824 ia diangkat
sebagai seorang insinyur asisten untuk survei jalan Negara sedang dibangun antara Sungai
Hudson dan Danau Erie . Sejak saat itu, ia terinspirasi untuk karir di baik sipil atau teknik mesin.
Henry unggul di studinya (begitu banyak sehingga, bahwa ia sering akan membantu
guru-gurunya mengajar ilmu) dan pada tahun 1826 ia diangkat sebagai Profesor Matematika dan
Filsafat Alam di Akademi Albany oleh Principal T. Romeyn Beck . Romeyn Beck .Beberapa
penelitian yang paling penting dilakukan dalam posisi baru. Rasa ingin tahunya tentang magnet
darat membawanya untuk bereksperimen dengan magnetisme pada umumnya.Dia adalah yang
pertama untuk diisolasi kawat kumparan erat di inti besi untuk membuat lebih kuat
elektromagnet , peningkatan pada William Sturgeon elektromagnet yang digunakan secara
longgar digulung kawat uninsulated. Dengan menggunakan teknik ini, ia membangun
elektromagnet kuat pada waktu untuk Yale. Ia juga menunjukkan bahwa, ketika membuat
elektromagnet yang menggunakan hanya dua elektroda melekat pada baterai, yang terbaik adalah
angin beberapa gulungan kawat secara paralel, tetapi ketika menggunakan set-up dengan
beberapa baterai, harus ada hanya satu kumparan panjang tunggal. Yang terakhir ini membuat
telegraf layak.
Henry pada tahun 1831 menciptakan salah satu mesin pertama yang menggunakan
elektromagnetisme untuk gerakan. Ini tidak menggunakan gerakan berputar, tapi hanya dari
elektromagnet bertengger di tiang, goyang kembali dan sebagainya. Gerakan goyang disebabkan
oleh salah satu dari dua mengarah pada kedua ujung magnet rocker menyentuh salah satu dari
dua sel baterai, menyebabkan perubahan polaritas, dan goyang arah yang berlawanan sampai dua
lainnya memimpin memukul baterai lainnya. Alat ini memungkinkan Henry untuk mengenali
milik induktansi diri . Ilmuwan Inggris Michael Faraday juga mengakui properti ini sekitar
waktu yang sama; sejak Faraday mempublikasikan hasil pertamanya, ia menjadi penemu diakui
secara resmi dari fenomena tersebut. Pada tahun 1848 Henry bekerja dalam kaitannya dengan
Profesor Stephen Alexander untuk menentukan suhu relatif untuk bagian yang berbeda dari disk
surya. Mereka menggunakan thermopile untuk menentukan bahwa bintik matahari yang lebih
dingin dari pada daerah sekitarnya. Karya ini ditampilkan pada astronom Angelo Secchi yang
diperpanjang, tetapi dengan beberapa pertanyaan mengenai apakah Henry diberikan tepat
penghargaan bagi karya sebelumnya.
2.
Michael Faraday.
Michael Faraday adalah salah satu ilmuwan Kristen yang terkenal dan mau konsisten
menerapkan Firman Allah dalam kehidupan keilmuwannya. Faraday dilahirkan pada tahun 1791
di sebuah keluarga miskn di London, Inggris. Pada umur 13 tahun, dia bekerja part-time di
sebuah toko penjilidan di London. Dia membaca semua buku yang dia jilid, dan berangan-angan
untuk menulis buku atas namanya sendiri. Lambat laun dia tertarik dengan konsep energi,
khususnya tentang “gaya”.Dari kecintaannya pada banyak bacaan dan percobaan-percobaan yang
dia lakukan tentang “gaya”, dia sampai pada penemuannya di bidang kelistrikan. Dan dari
sejarah kita tahu bahwa salah satu penemuannya yang terbesar adalah induksi elektromagnet,
yang menjadi cikal bakal teknologi elektromagnet modern. Pada tahun 1832, dia membuktikan
bahwa listrik yang diinduksi oleh magnet, listrik yang dihasilkan oleh baterai maupun listrik
statis adalah sama.
3.
James Prescott.
Pada tahun 1840, ilmuan inggris James Prescott Joule dan ilmuan jerman, Herman
Ludwig Ferdinand Von Helmholt mendemonstrasikan bahwa listrik merupakan salah satu bentuk
energi.
James Prescott Joule adalah ahli fisika inggris.Ia lahir di selford, Inggris, pada tanggal 24
Desember 1818. James Prescott Joule tidak pernah duduk di bangku sekolah sampai umur 17
tahun karena sering sakit-sakitan sehingga ia terpaksa belajar dirumah. Ayahnya membelikan
semua buku yang diperlukannya dan menyediakan sebuah laboratorium.
Pada usia 17 tahun,ia baru mengalami rasanya duduk di bangku sekolah. Selain rajin
belajar, Joule rajin juga mengadakan eksperimen dan menulis buku tentang panas yang
dihasilkan oleh listrik volta. Tiga tahun kemudian ia menerbitkan buku tentang ekuivalen
mekanik panas dan empat tahun kemudian menerbitkan buku tentang hubungan dan kekekalan
energi. Nama Joule kemudian dipakai sebagai nama satuan energi.
Pada masa ini teori-teori atau konsep-konsep kelistrikan mengalami penyempurnaan dari
sumbangan-sumbangan pemikiran dari berbagai tokoh fisika seperti: James Clerk Maxwell,
Heinrich Rudaf Hertz, Guglielmo Marconi, dan ilmuan-ilmuan lainnya.
IV.
Perkembangan listrik magnet periode IV ( 1887 - 1925 M)
Dua prediksi Maxwell diuji secara terpisah oleh Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894 ) dan
Hendrik Antoon Lorentz ( 1853-1928 ). Maxwell meramalkan bahwa gangguan di dalam medan
magnetik dan listrik harus merambat secepat cahaya. Tapi gelombang elektromagnetikseperti itu
belum pernah teramati.
Pada tahun 1887, Heartz menguji prediksi itu sampai dengan memercikkan bunga api
listrik di antara dua kutub. Ia mengamati bahwa di antara dua kutub di tempat lain di dalam
laboratoriumnya terjadi juga percikan bunga api yang sama. Tak pelak lagi, pengaruh bunga api
yang petama harus dibawa sebagai gelombang melalui udara sehingga menimbulkan bunga api
yang kedua. Ia membuktikan secara experimental bahwa gelombang mirip seperti gelombang
cahaya, karena menunjukkan gejala pemantulan, pembiasan, difraksi, dan polarisasi. Berkat
penemuan ini, Hertz membawa kita menuju jaman telekomunikasi.
Maxwell, bersama-sama Thompson, bersikeras menghubungkan medan elektromagnetik
dengan getaran dalam fluida yang bersifat mekanis. Para ilmuan sesudah maxwell telah
melepaskan hubungan itu samasekali. Dalam disertasi 1892, Lorentz membabat tuntas kaitan
antara medan dan fluida dengan merumuskan kembali persamaan maxwell. Lorentz telah sampai
pada pengertian yang melampaui percobaan Michelson-Morley, yang memperlihatkan bahwa
eter mungkin tidak ada.
Sampai sekarang, pengertian medan masih tetap bersifat elektromagnetik murni, tanpa sisa
mekanis yang melekat. Walaupun demikian, garis gaya temuan Faraday masih tetap menjadi
topik pengajaran di sekolah sampai sekarang untuk memberi pengertian medan di sekolah.
Medan Magnet
Kita telah mengetahui sebelumnya bahwa logam dan kutub magnet yang berlawanan jika
didekatkan pada magnet akan tertarik oleh magnet tersebut. Hal ini disebabkan karena logam dan
kutub magnet yang berlawanan tersebut berada dalam medan magnet dari magnet tersebut.
Pengertian Medan Magnet
Medan magnet adalah area atau wilayah dimana gaya magnet masih akan berpengaruh terhadap
benda disekitarnya. Sehingga apabila kita mendekatkan benda logam tertentu pada daerah medan
magnet, maka logam tersebut akan tertarik oleh magnet. Sedangkan apabila kita menempatkan
logam tersebut di luar medan magnet, maka logam tersebut tidak akan tertarik oleh magnet.
Medan magnet paling kuat berada pada kutub-kutub magnet.
Medan magnet yang ditunjukkan oleh serbuk besi.
Gambar di atas menunjukkan percobaan biji besi ketika didekatkan pada magnet untuk
mengetahui medan magnet. Semakin rapat bijih besi yang tergambar pada pola tersebut, maka
semakin besar medan magnet pada daerah tersebut.
Garis Gaya Magnet
Garis gaya magnet adalah garis-garis khayal yang menunjukkan pola garis-garis lengkung yang
terbentuk di sekitar magnet. Pola ini merupakan pola garis-garis medan magnetik yang disebut
garis gaya magnetik. Garis gaya magnetic selalu berawal dari kutub utara menuju kutub selatan
magnet. Begitu pula saat dua magnet berlawanan kutub didekatkan, arah garis gaya magnet tetap
berawal dari kutub utara menuju kutub selatan magnet (lihat gambar).
Garis-garis khayal medan magnet.
Arah garis gaya medan magnet saat berinteraksi dengan magnet lainnya.