Kemagnetan dan Pemanfaatannya Dalam Produk Teknologi

Kehidupan makhluk hidup di bumi dipengaruhi oleh medan magnet bumi. Medan magnet bumi adalah daerah di sekitar bumi yang masih dipengaruhi oleh gaya tarik bumi. 

Sebagian besar hewan memanfaatkan medan magnet bumi untuk mempertahankan kelangsungan hidupnya. 

Medan magnet bumi berada di sekitar bumi, dapat mempengaruhi batang magnet yang diletakkan bebas di sekitar permukaan bumi. 

Hewan mampu mendeteksi medan magnet bumi karena di dalam tubuh hewan terdapat magnet. Fenomena tersebut dinamakan biomagnetik. 

Selain itu, medan magnet bumi dapat membantu hewan dalam menentukan arah migrasi, mempermudah upaya mencari mangsa, atau menghindari musuh. 

Tahukah kamu hewan apa saja yang melakukan migrasi dengan memanfaaatkan medan magnet bumi? 

Migrasi burung

Beberapa jenis burung, misal burung elang dan burung layang-layang, melakukan migrasi pada tiap musim tertentu. 

Burung tersebut menggunakan partikel magnetik yang ada pada tubuhnya untuk menciptakan “peta” navigasi dengan memanfaatkan medan magnet bumi 

Pemanfaatan medan magnet bumi juga digunakan burung merpati pos. 

Pada zaman dahulu, burung merpati sering dimanfaat kan sebagai kurir surat. Bagaimanakah cara merpati untuk mengetahui jalan pulang? 

Ternyata merpati memanfaatkan medan magnet bumi sebagai penunjuk arah pulang. 

Hal ini ditunjukkan hasil penelitian Comel pada tahun 1974 yang memasang magnet di kepala burung merpati. 

Ternyata, setelah dipasang magnet pada kepalanya, burung merpati tiba-tiba kehilangan arah dan tidak mengetahui jalan pulang. 

Migrasi Salmon

Salmon memiliki kemampuan untuk kembali ke aliran sungai air tawar tempat awal mereka menetas dan tumbuh setelah berenang ribuan mil mengarungi lautan. 

Penelitian dilakukan terhadap ikan salmon yang melewati Sungai Fraser di Canada dan kembali ke Sungai 

Hal ini dikarenakan sungai Fraser memiliki medan magnet tertentu yang dapat dideteksi oleh ikan salmon.

Migrasi Penyu

Penyu memulai dan mengakhiri migrasi di Pantai Timur Florida Amerika Serikat. 

Jalur migrasi sepanjang 12.900 km melewati Laut Sargasso, wilayah perairan Laut Atlantik Utara. 

Waktu yang dibutuhkan untuk sekali migrasi antara 5-10 tahun. 

Tidak seperti migrasi hewan lain yang umumnya dilakukan secara berkelompok, penyu bermigrasi sendiri tanpa mengikuti penyu lain. 

Seorang peneliti yang bernama Kenneth Lohmann dari Universitas Carolina Utara mempelajari tingkah laku tukik atau penyu saat dihadapkan dengan medan magnet yang berbeda-beda. 

Peneliti tersebut meletakkan penyu ke dalam sebuah wadah air yang dikelilingi alat yang dapat menimbulkan medan magnet. 

Medan magnet yang dihasilkan disesuaikan dengan medan magnet jalur migrasi penyu, yaitu wilayah Florida utara, wilayah timur laut dekat Portugal. 

Hasil pengamatan menunjukkan bahwa penyu mengikuti jalur migrasi yang diberikan Ketika penyu mendeteksi medan magnet yang mirip dengan medan magnet wilayah dekat Portugal, penyu akan berenang menuju selatan ke arah Portugal. 

Pergerakan penyu dalam mengikuti jalur medan magnet bertujuan untuk menjaga penyu agar tetap berada di lautan yang hangat dan wilayah yang kaya akan sumber makanan

Migrasi Lobster Duri

Peneliti Kenneth Lohmann juga mengobservasi kemampuan lobster duri untuk mendeteksi medan magnet dengan cara meletakkan lobster duri ke dalam bak air yang dapat diatur medan magnetnya. 

Setiap kali medan magnet diubah, lobster duri akan menyesuaikan diri untuk tetap bergerak menuju arah kutub utara. 

Hasil dari observasi tersebut membuktikan bahwa lobster duri mampu merasakan medan magnet bumi untuk memandu migrasi yang dilakukan dari lepas pantai Florida menuju lautan lepas yang lebih hangat dan tenang di setiap akhir musim gugur.

Kata magnet berasal dari bahasa Yunani magnítis líthos yang berarti batu Magnesian. 

Magnesia adalah nama sebuah wilayah di Yunani pada masa lalu yang kini bernama Manisa (sekarang berada di wilayah Turki). 

Di wilayah tersebut terkandung batu magnet yang ditemukan sejak zaman dulu. 

Magnet terbuat dari logam seperti besi dan baja. Magnet memiliki berbagai bentuk dan dinamakan sesuai bentuknya 

Magnet selalu memiliki dua kutub, yaitu kutub utara dan kutub selatan. 

Kutub-kutub yang senama bila didekatkan akan saling tolak menolak, sedangkan kutub-kutub yang berbeda nama bila didekatkan akan saling tarik-menarik. 

Kutub-kutub ini selalu ada pada setiap magnet walaupun magnet tersebut dipotong menjadi potongan magnet kecil. 

Dari manakah kekuatan magnet berasal? Apa beda gaya magnet dengan gaya listrik? 

Gaya listrik berasal dari adanya interaksi antara muatan listrik, sedangkan gaya magnet berasal dari adanya interaksi antara kutub-kutub magnet yang ditimbulkan oleh gerakan muatan listrik (elektron) pada benda. 

Berdasarkan sifat interaksi bahan terhadap magnet, benda diklasifikasikan menjadi tiga kelompok, yaitu feromagnetik, diamagnetik, dan paramagnetik. 

Benda-benda yang dapat ditarik kuat oleh magnet termasuk pada kelompok benda feromagnetik, misal besi, baja, kobalt, dan nikel. 

Benda-benda yang ditarik lemah oleh magnet termasuk pada kelompok benda paramagnetik, misal magnesium, molibdenum, dan lithium. 

Benda-benda yang tidak ditarik oleh magnet termasuk kelompok benda diamagnetik, misal perak, emas, tembaga, dan bismut.

Besi dapat dijadikan magnet dengan cara menggosok. Besi digosok dengan arah yang tetap, agar magnet elementer dapat diatur untuk menuju ke satu arah saja. 

Perhatikan Gambar berikut ini:

Ujung kutub utara magnet yang digosokkan dari ujung besi B ke A akan mengubah besi menjadi magnet dengan kutub utara pada ujung B dan kutub selatan pada ujung A. 

Jadi, ujung batang besi yang pertama kali digosok akan memiliki kutub yang sama dengan kutub magnet yang menggosoknya. 

Sekarang coba pikirkan, bagaimanakah kutub magnet besi jika kutub selatan magnet digosokkan pada besi dengan arah B ke A? 

Atau jika magnet digosokkan pada besi dengan arah B ke A? 

Baja dan besi dapat dijadikan magnet dengan cara menginduksi atau mendekatkannya dengan magnet selama beberapa waktu. 

Perhatikan Gambar di bawah ini.

Sifat magnet menunjukkan bahwa magnet akan saling tarik menarik jika kutub yang berbeda didekatkan, dan tolak-menolak jika kutub yang sama, sehingga ujung B akan menjadi kutub utara dan ujung A akan menjadi kutub selatan. 

Jadi, dapat disimpulkan bahwa ujung besi atau baja yang berdekatan dengan kutub magnet batang akan memiliki kutub yang berlawanan dengan kutub magnet penginduksinya. 

Magnet juga dapat dibuat dengan cara meliliti besi atau baja dengan kawat penghantar yang dialiri arus DC. 

Magnet yang dibuat dengan cara demikian disebut elektromagnet. 

Mengapa arus DC? Karena arus DC dapat menyamakan arah magnet elementer pada besi atau baja. 

Kutub magnet besi atau baja yang terbentuk tergantung pada arah lilitan kawat penghantar. 

Jika arah arus berlawanan dengan arah jarum jam, maka ujung A besi atau baja tersebut akan menjadi kutub utara dan ujung B akan menjadi kutub selatan. 

Sebaliknya, jika arah arus searah dengan jarum jam, maka ujung A besi atau baja akan menjadi kutub selatan dan ujung B akan menjadi kutub utara. 

Perhatikan Gambar berikut ini.

Dengan pola lilitan tersebut (searah jarum jam), maka ujung A akan menjadi kutub selatan dan ujung B akan menjadi kutub utara.

Gejala elektromagnet sering digunakan masyarakat dalam kehidupan sehari-hari. 

Beberapa penerapan elektromagnet tersebut da pat ditemui pada bel listrik, saklar listrik, dan telepon kabel. 

1. Bel listrik 

Coba perhatikan bel listrik yang ada di sekitarmu (jika ada). Pada saat tombol bel listrik ditekan, rangkaian arus menjadi tertutup dan arus mengalir pada kumparan. 

Aliran arus listrik pada kumparan ini mengakibatkan besi di dalamnya menjadi elektromagnet yang mampu menggerakkan lengan pemukul untuk me mukul bel sehingga berbunyi. 

2. Saklar 

Saklar berfungsi untuk memutuskan dan menghubungkan arus listrik pada rangkaian listrik. Perhatikan gambar berikut ini.

Khusus untuk bentuk saklar seperti pada gambar di atas, mulai bekerja ketika saklar membentuk rangkaian tertutup. 

Lilitan kawat akan berfungsi sebagai elek tromagnet yang menarik ujung besi ke bawah. 

Setelah besi tertarik ke bawah, ujung besi lainnya akan menyimpang ke kanan dan mendorong tangkai ke kiri sehingga tangkai kiri dan kanan akan saling bersentuhan untuk mengalirkan arus listrik. 

Ketika arus mengalir, maka beban (lampu atau alat elektronik lainnya) akan menyala. 

3. Telepon Kabel 

Tahukah kamu bahwa telepon kabel juga menggunakan prinsip kemagnetan? Saat menggunakan telepon, seseorang akan menerima pesan (mendengar) sekaligus mengirim pesan (berbicara). 

Prinsip kerja telepon pada dasarnya mengubah energi listrik menjadi energi bunyi. 

Pada saat ada pembicaraan, energi listrik mengalir pada kabel telepon menimbulkan efek elektromagnet yang kekuatannya berubah-ubah sehingga mampu menggetarkan diafragma besi lentur pada speaker telepon. 

Getaran pada speaker inilah yang akhirnya menggetarkan udara di sekitarnya dan memberikan efek “dengar” bagi telinga kita. 

Sifat kemagnetan bahan dapat dihilangkan dengan cara memukulmukul, memanaskan, dan meliliti magnet dengan arus bolak balik atau AC.

Pada prinsipnya, sifat kemagnetan dapat dihilangkan dengan cara mengacak arah magnet elementer. 

Medan Magnet 

Daerah di sekitar magnet yang dapat mempengaruhi magnet atau benda lain disebut medan magnet. Perhatikan gambar berikut ini. 

Pola-pola yang dibentuk oleh pasir besi dari pada gambar di atas merupakan bentuk garis gaya magnet yang digunakan untuk menggambarkan medan magnet. 

Medan magnet terbesar terletak pada ujung-ujung kutub magnet. Hal ini ditunjukkan dengan banyaknya pasir besi yang ditarik oleh ujung-ujung kutub magnet (garis-garis gaya magnetnya sangat rapat). 

Induksi Magnet 

Konsep induksi magnet ber awal dari tidak terkendalinya putaran jarum kompas yang ada di kapal laut saat petir menyambar. Bagaimanakah hal tersebut terjadi? Cobalah lakukan kegiatan berikut dengan semangat.

TULISAN

TULISAN

TULISAN

TULISAN

TULISAN

TULISAN

TULISAN

TULISAN