Contains magnetic matter and its benefits for life

1. BAB 6
KEMAGNETAN DAN
PEMANFAATANNYA
MATERI KELAS IX SEMESTER GENAP
SMPN 1 CIWARINGIN
2020-2021

2. Kompetensi Dasar
3.6 Menerapkan konsep kemagnetan, induksi elektromagnetik, dan pemanfaatan medan
magnet dalam kehidupan sehari-hari termasuk pergerakan/ navigasi hewan untuk
mencari makanan dan migrasi
4.6 Membuat karya sederhana yang memanfaatkan prinsip elektromagnet dan/ atau induksi
elektromagnetik
1. Mampu mengidentifikasi kutub utara dan selatan magnet setelah dipotong
2. Mampu mengidentifikasi kutub-kutub pada benda yang dijadikan magnet
3. Mampu mencari nilai gaya Lorentz
4. Mampu mendeskipsikan gejala dan penyebab fenomena alam aurora
5. Mampu mengidentifikasi jenis-jenis benda berdasarkan interaksinya dengan magnet
6. Mampu menjelaskan kemagnetan dalam teknologi terkini
7. Mampu menjelaskan tujuan migrasi hewan dan keterkaitannya dengan magnet bumi
Tujuan Pembelajaran

3. Apa itu biomagnetisme?
Biomagnetisme adalah penggunaan magnet dan sifat kemagnetan di dalam tubuh hewan atau
manusia. Dengan biomagnetisme, hewan bisa bermigrasi tanpa perlu GPS.
Maha suci Allah yang telah membuat penciptaan alam yang begitu menakjubkan sehingga dengannya manusia bisa mempelajari banyak hal,
ketidaktahuan semakin berkurang, teknologi semakin berkembang, dan mudah-mudahan peradaban emas Islam kembali terulang.
Bentuk-bentuk magnet dan arah magnet elementer sebelum dan sesudah menjadi magnet

4. A. Pemanfaatan Medan Magnet pada Migrasi Hewan
Paus dan lumba-lumba
adalah mamalia laut yang
memanfaatkan medan
magnet untuk bermigrasi.
Sayangnya, paus
seringkali tersesat dan
terdampar di pantai.
Menurut pendapatmu, apa
penyebabnya?
Medan magnet bumi adalah daerah di sekitar
bumi yang masih dipengaruhi oleh gaya tarik bumi.
Keberadaan medan magnet bumi ini dimanfaatkan
oleh hewan-hewan berikut.
1. Migrasi burung
2. Migrasi ikan salmon
3. Migrasi penyu
4. Migrasi lobster duri
5. Magnet dalam tubuh bakteri Magnetotactic
bacteria (MTB)

5. B. Teori Dasar Kemagnetan
Adanya speaker, telepon, televisi, bel rumah, dan peralatan lainnya tidak lepas dari
peran magnet. Kita akan mempelajari apa itu magnet? Dari mana asalnya? Bisakah
sifat magnet dalam suatu benda itu menghilang atau dibuat? Semua pertanyaan itu
akan segera kita ketahui jawabannya.
1. Konsep Gaya Magnet
2. Teori Kemagnetan Bumi
3. Induksi Magnet dan Gaya Lorenz
4. Induksi Elektromagnetik

6. 1. Konsep Gaya Magnet
Magnet berasal dari kata bahasa Yunani magnitis lithos (batu Magnesian).
Magnesia kini berganti nama Manisa dan menjadi wilayah Turki.
Magnet memiliki dua kutub, yaitu kutub utara dan kutub selatan. Kutub-
kutub yang senama jika didekatkan akan tolak-menolak. Sedangkan
kutub-kutub yang tidak senama akan tarik-menarik. Bagaimana jika
magnet dipotong-potong? Kutub-kutubnya akan tetap ada.
Kutub magnet adalah bagian yang memiliki daya tarik terbesar.
a. Sifat Magnet b. Cara Membuat Magnet
c. Penerapan Elektromagnet dalam
Kehidupan Sehari-hari
d. Cara
Menghilangkan
Kemagnetan Benda
e. Medan
Magnet
Berdasarkan interaksinya
dengan magnet, benda
dikelompokkan menjadi:
1) Feromagnetik, yaitu
benda-benda yg ditarik
dengan kuat oleh magnet.
Contohnya besi, baja,
kobalt, nikel, dll.
2) Paramagnetik, yaitu
benda-benda yg ditarik
lemah oleh magnet.
Contohnya magnesium,
lithium, dll.
3) Diamagnetik, yaitu
benda-benda yg tidak
dapat ditarik magnet.
Contohnya perak, emas,
tembaga, kertas,dll.
Selain dalam bentuk alami, megnet
bisa dibuat dengan cara-cara berikut.
1) Digosok: dilakukan searah
(kutub ujung pertama = kutub
magnet penggosok dan ujung yg
terakhir. digosok ≠ kutub magnet
penggosok)
2) Induksi (didekatkan): ujung besi/
baja yang didekatkan akan
memiliki kutub yg berlawanan
dgn magnet penginduksi.Contoh:
mesin jahit & dinamo sepeda.
3) Dialiri arus DC/ arus searah
(elektromagnet): besi/ baja dililiti
kawat penghantar yg dialiri arus
DC. Arus DC akan menyamakan
arah magnet elementer
besi/baja. Kutub yg terbentuk
tergantung arah lilitan kawat
1) Bel listrik sederhana: saat bel
ditekan, terbentung rangkaian
tertutup dan arus mengalir ke
kumparan sehingga besi menjadi
elektromagnet yg menggerakkan
lengan pemukul bel. Setelahnya,
aliran listrik terputus.
2) Sakelar: seperti bel, saat sakelar
dinyalakan terbentuk rangkaian
tertutup yg mengalirkan listrik.
Bedanya, aliran listrik ini terus
mengalir sampai sakelar di-off-
kan.
3) Telepon kabel: saat berbicara,
kuat arus listrik berubah-ubah dan
menghasilkan efek elektromagnet
yg mampu menggetarkan
diafragma pada speaker telepon.
Sifat kemagnetan
bedan dapat hilang jika:
1) Dipukul-pukul
2) Dipanaskan
3) Dialiri arus AC
(arus bolak-balik)
Pada intinya, sifat
kemagnetan hilang
karena arah magnet
elementernya tidak
beraturan (acak)
Medan magnet
adalah daerah di
sekitar magnet yg
dapat
memngaruhi
magnet atau
benda
feromagnetik.
Medan magnet
terbesar terletak
pada ujung-
ujung kutub
magnet. Tidak
heran jika bagian
inilah yg paling
banyak ditempeli
pasir besi.

7. Latihan soal: Jika sebuah batang besi ingin dibuat magnet dengan cara
digosok seperti gambar di samping, tunjukkan kutub U dan S pada besi!
Jawab: Ujung kiri adalah kutub U, sedangkan ujung kanan adalah kutub S.
Alasannya krn kutub yg pertama kali digosok, kutubnya sama seperti magnet
penggosok, sedangkan ujung terakhir memiliki kutub yang berlawanan dengan
magnet penggosok.
a. Sifat Magnet b. Cara Membuat Magnet
c. Penerapan Elektromagnet
dalam Kehidupan Sehari-
hari
d. Cara Menghilangkan
Kemagnetan Benda
e. Medan Magnet
.
Bel listrik, sakelar dan
telepon kabel.
Lanjutan

8. 2. Teori Kemagnetan Bumi
Tahukah kamu jika bumi adalah magnet raksasa? Bumi memiliki kutub utara magnet dan kutub selatan magnet. Kutub
utara magnet bumi berada di sekitar kutub selatan bumi, sedangkan kutub selatan magnet bumi berada di sekitar
kutub utara bumi.
Lihat gambar! Ada ketidaktepatan antara kutub utara bumi dan kutub
selatan magnet bumi yg dinamakan deklinasi. Sedangkan inklinasi adalah
sudut antara medan magnet bumi dengan horizontal permukan bumi.
Keberadaan medan magnet bumi bisa dibuktikan dgn meletakkan styrofoam di atas air. Kemudian, letakkan magnet
batang di atasnya. Magnet akan bergerak menunjuk kutub utara dan selatan.
Medan magnet bumi berperan penting untuk melindungi penghuni bumi dari radiasi kosmik (partikel listrik dari
matahari dan benda-benda langin lainnya) yg membahayakan kesehatan. Partikel listrik akan ditarik menuju kutub-kutub
magnet bumi dan saat menabrak atmosfer (lapisan ionosfer). Selanjutnya, partikel listrik tersebut akan terionisasi
membentuk plasma lemah. Tampilan plasma inilah yg disebut aurora.
VS
Catatan:
Ionisasi: peristiwa lepasnya elektron dari nukleon
Plasma lemah: gas super yg dipanaskan agar elektron lepas dari nukleon
Aurora Borealis
Princess Aurora Disney

9. 3. Induksi Magnet dan Gaya Lorentz
a. Induksi Magnet
Kamu bisa melakukan percobaan dengan
mendekatkan kompas ke kabel TV atau
hp yang dihubungkan ke lubang stop
kontak. Jarum kompas akan berputar
dengan cepat. Hal ini menunjukkan
adanya induksi magnet, yaitu arus
listrik menimbulkan medan magnet.
Percobaan ini disebut Percobaan
Oersted. Arah medan magnet dan arah
arus ditunjukkan dengan kaidah tangan
kanan seperti gambar berikut.
Saat petir menyambar,
kenapa jarum kompas
di kapal menjadi
berputar tidak
terkendali?
b. Gaya Lorentz
Gaya Lorentz adalah gaya pada kawat
berarus yg berada pada medan magnet.
Rumus: F = B . I . L
Makin besar medan magnet (B), kuat arus
(I), dan panjang kawat (L), maka makin
besar gaya Lorentz-nya.
Ket: F = gaya Lorentz (newton)
B = medan magnet (tesla)
I = kuat arus (ampere)
L = panjang kawat berarus yang
masuk ke dalam medan magnet (meter)
Arah gaya Lorentz juga bisa ditunjukkan
menggunakan kaidah tangan kanan.
c. Penerapan Gaya Lorentz pada
Motor Listrik
Motor listrik digunakan untuk
mengubah energi listrik menjadi
energi gerak. Contohnya kipas
angin.
Motor listrik terdiri dari magnet
tetap dan kumparan. Arus listrik
mengalir pada kumparan yg berada
pada medan magnet sehingga
mengalami gaya Lorentz, lalu
kumparan pun berutar.
Kumparan berputar dengan stabil
karena ujung-ujungnya dibuat
melingkar.

10. Contoh Soal
1. Sebuah kawat penghantar sepanjang 15 m
dialiri arus listrik sebesar 0,7 mA. Jika
kawat tersebut tegak lurus dalam medan
magnet sebesar 9 tesla, berapakah gaya
Lorentz yang timbul?
Penyelesaian
Dik: L = 15 m
I = 0,7 mA = 0,0007 A = 7 x 10-4 A
B = 9 tesla
Dit: F?
Jwb: F = B.I.L
= 9 x 7 x 10-4 x 15
= 0,945 N
Jadi, gaya Lorentz yang timbul adalah sebesar
0,945 newton.
2. Gaya Lorentz yang ditimbulkan kawat
tembaga sepanjang 3 m adalah 18 N. Jika
kawat tembaga tersebut dialiri arus listrik
sebesar 3 mA, berapakah besar medan
magnet yang melingkupi tembaga tersebut?
Penyelesaian
Dik: F = 18 m
L = 3 m
I = 3 mA = 3 x 10-3 A
Dit: B?
Jwb: F = B.I.L
B =
F
IL
=
18
3 x 10−3 . 3
= 2 x 10−3 T
Jadi, besar medan magnet yang melingkupi
kawat tembaga adalah 2 x 10-3 tesla.

11. 4. Induksi Elektromagnetik
a. Generator
Generator adalah alat untuk
mengubah energi gerak (kinetik)
menjadi energi listrik. Sumber
energi gerak: angin, air, dll.
Generator ada dua jenis, yaitu:
1. Generator AC (Alternating
Current) atau alternator,
menghasilkan arus listrik
bolak-balik menggunakan
cincin ganda.
2. Generator DC (Direct
Current), menghasilkan arus
listrik searah menggunakan
komutator (cincin belah).
b. Dinamo AC-DC
Dinamo adalah generator kecil yang
digunakan pada sepeda untuk
menyalakan lampu. Makin cepat kita
mengayuh, nyala lampu semakin
terang krn GGL induksi makin kuat.
Seperti halnya generator, dinamo juga
merupakan alat untuk mengubah
energi gerak menjadi energi listrik.
Jenisnya juga sama, ada generator AC
dengan cincin ganda dan generator
DC dengan komutator (cincin belah).
Bedanya hanya pada komponennya,
yaitu dinamo memiliki rotor (bagian yg
bergerak) dan stator (bagian yg diam).
c. Transformator (trafo)
Transformator adalah alat untuk mengubah tegangan listrik.
Sebelum dialirkan ke rumah, listrik dari PLN harus diturunkan.
Ada dua jenis transformator, yaitu:
1) Transformator step-down: untuk menurunkan tegangan.
Cirinya yaitu Np lebih banyak dari Ns dan Vp lebih besar Vs.
2) Transformator step-up: untuk menaikkan tegangan. Cirinya
Np lebih sedikit dari Ns dan Vp lebih kecil Vs.
Transformator terdiri dari lilitan primer dan lilitan sekunder.
Besar kecilnya tegangan keluaran dari transformator dipengaruhi
kedua lilitan ini. Pada transformator ideal, energi listrik yg masuk
ke kumparan primer akan dipindahkan seluruhnya ke kumparan
sekunder sehingga efisiensinya 100%.
Rumus:
Is
Ip
=
Vp
Vs
=
Np
Ns
Pada kenyataannya, tidak ada
transformator ideal dengan efisiensi
100% krn sebagian energi listrik diubah ke kalor.
Rumus efisiensi trafo (ƞ) yang tidak ideal: ƞ =
Pout
Pin
x 100%
Ket: Pout = daya listrik pada kumparan sekunder (W)
Pin = daya listrik pada kumparan primer(W)
Induksi elektromagnetik adalah perubahan medan magnet sehingga dapat menghasilkan
listrik. contohnya pada generator, dinamo AC-DC, dan transformator.
Keterangan:
Ip = arus primer (A)
Is (arus sekunder (A)
Vp = tegangan primer (V)
Vs = tegangan sekunder (V)
Np = lilitan primer
Ns = lilitan sekunder

12. Contoh Soal
1. Sebuah transformator memiliki 300 lilitan
primer dan 30 lilitan sekunder. Tegangan
pada lilitan primer adalah 220 volt.
a. Tentukan besar tegangan pada lilitan
sekunder!
b. Jika arus listrik yg mengalir pada lilitan
primer sebesar 0,5 mA, berapa arus
listrik yang mengalir pada lilitan
sekunder?
c. Tentukan efisiensi transformator!
d. Tentukan jenis transformator!
Penyelesaian
Dik: Np = 300 lilitan
Ns = 30 lilitan
Vp = 220 volt
Ip= 0,5 mA
Jawab:
a. Tegangan sekunder (Vs)
Np
Ns
=
Vp
Vs
300
30
=
220
Vs
Vs =
220 x 30
300
= 22 volt
b. Tegangan sekunder (Vs)
Np
Ns
=
Is
Ip
300
30
=
Is
0,5
Is =
300 x 0,5
30
= 5 mA
Dit:
a. Vs?
b. Vp?
c. ƞ?
d. Jenis transformator?
c. ƞ =
Pout
Pin
x 100% =
Vp . Is
Vs . Ip
=
5 x 22
0,5 x 220
x 100% = 100%
(hanya ada pada transformator ideal,
tapi tidak pernah ada dalam kehidupan
sehari-hari)
d. Karena Np > Ns dan Vp > Vs, maka
transformator tersebut adalah
transformator step-down.

13. C. Kemagnetan dalam Produk Teknologi
1. Magnetic
Resonanance
Imaging
2. Kereta Maglev
(Magnetically
Levitated)
3. Pembangkit
Listrik Tenaga
Nuklir
Kereta maglev terbang ± 10 mm di
atas rel dan mampu melaju hingga
650 km/ jam. Kereta ini tidak jatuh
dan tergenlincir karena menerapkan
prinsip gaya tolak-menolak magnet
serta didorong dengan
menggunakan motor induksi.
Orang sakit dimasukkan ke
dalam medan magnet yang
5.000 kali lipat lebih kuat dari
medan magnet bumi. Alat ini
jauh lebih aman daripada
Rontgen (sinar X)
Jika PLTU menggunakan uap dari
batu bara yang dibakar, maka
PLTN menggunakan Uranium-235
yang seukuran penghapus pensil
saja mampu menghasilkan energi
yang setara 1 ton batu bara.
MRI PLTNMaglev

14. Referensi
Buku paket IPA Kelas IX Kemendikbud
avisyuenyee.blogspot.co.id
amongguru.com
berbagaialat.blogspot
brainly.co.id
faryunus.blogspot.com
guru.id
kompas.com
kompasiana.com
memetmulyadi.blogspot.com
ruangguru.com
smp.prasacademy.com
teknik-otomotif.com
id.m.wikipedia.org
pendidik.co.id
pinterest.com
science-ilham28.blogspot.com
seputarbahan.me.com
wirahadie.com
Sumber lainnya