Ciri-ciri Magnet, Pengertian, dan Sifat-sifat Kemagnetan Bahan

Ciri-ciri Magnet – Saat ini telah banyak peralatan atau teknologi yang melibatkan magnet di dalamnya. Magnet sendiri pertama kali ditemukan oleh orang Yunani di daerah yang bernama Magnesia (sekarang Manisa, Turki) 2000 tahun yang lalu. Magnet yang pertama kali ditemukan berupa magnet alam berwujud seperti sebuah batu namun memiliki kemampuan menarik benda-benda yang mengandung logam. Dari situlah asal kata Magnet.

Namun pada saat itu orang-orang belum mengetahui lebih lanjut mengenai sifat-sifat magnet, meraka hanya mengetahui ciri-ciri magnet berdasarkan pengamatan yang telah dilakukan. Seiring berkembangnya ilmu pengetahuan, sekarang ini banyak sekali alat-alat elektronik yang telah menggunakan magnet seperti telepon, dinamo, bel listrik, alat ukur dan sebagainya.

Ciri-ciri Magnet

Magnet merupakan salah satu jenis materi yang ada di muka bumi ini. Setiap bahan pun sebenarnya mempunyai sifat magnetik yang berbeda, yaitu kemampuan suatu bahan untuk ditarik oleh magnet. Hal ini bergantung pada jenis bahan dan sifat magnetik yang dimilikinya. Berikut penjelasan lebih rinci mengenai ciri-ciri magnet yang dimiliki oleh semua magnet.

1. Mampu Menarik Benda yang Terbuat dari Logam

Magnet memiliki kemampuan menarik benda lain. Benda yang mengandung unsur logam biasanya dapat tertarik lebih kuat dibanding benda lainnya. Namun tidak semua benda logam dapat ditarik dengan daya tarik yang sama oleh magnet. Material yang mempunyai daya tarik magnet yang kuat adalah besi dan baja. Sedangkan benda yang mempunyai daya tarik magnet rendah seperti oksigen cair.

2. Gaya Tarik Terbesar Berada di Kutubnya

Jika Anda mendekatkan benda yang terbuat dari besi ke magnet, maka Anda akan merasakan adanya gaya tarik yang menyebabkan besi melekat pada magnet. Cobalah bandingkan gaya tarik magnet pada bagian ujung dan bagian tengah magnet, Anda akan merasakan adanya perbedaan kuatnya tarikan magnet. Pada ujung magnet merupakan tempat yang paling kuat gaya magnetnya.

3. Jika Digantung Bebas Akan Menunjukkan Arah Kutub Utara dan Selatan

Ciri-ciri magnet yang ketiga adalah jika magnet digantung bebas maka ujung magnet akan menunjukkan arah kutub utara dan selatan. Cara menguji ciri-ciri magnet yang ketiga ini adalah dengan mengikat bagian tengah magnet batang dengan benang, kemudian benang tersebut diangkat sehingga magnet tergantung bebas. Selajutnya magnet tersebut akan menunjukkan arah kutub utara dan selatan.

4. Memiliki Dua Kutub, Yaitu Kutub Utara dan Selatan

Pada ciri-ciri magnet kedua dan ketiga telah disinggung mengenai kutub utara dan selatan. Setiap magnet pasti mempunyai dua tempat yang paling kuat gaya magnetnya, yaitu kutub magnet. Terdapat 2 kutub magnet, yaitu kutub utara (U) dan kutub Selatan (S), dalam bahasa Inggris adalah north (N) dan south (S). Setiap magnet biasanya terdapat tulisan huruf U dan S (bahasa Indonesia) atau N dan S (bahasa Inggris) untuk menunjukkan kutubnya.

Selama bertahun-tahun ilmuwan mencoba untuk mendapatkan magnet dengan satu kutub saja, namun belum berhasil. Jika magnet dipotong hingga menjadi ukuran yang lebih kecil sekali pun, setiap potongan kecil magnet itu tetap saja memiliki kutub utara dan kutub selatan.

5. Jika Dua Kutub yang Berbeda Didekatkan, Maka Akan Tarik Menarik

Ciri-ciri magnet kelima adalah jika kita mendekatkan dua magnet dengan kutub yang berbeda maka akan saling tarik-menarik. Magnet pertama akan menghasilkan gaya tarik magnet yang menarik magnet kedua, demikian juga magnet kedua akan menghasilkan gaya tarik yang menarik magnet pertama.

6. Jika Dua Kutub yang Sama Didekatkan, Maka Akan Tolak Menolak

Gaya yang bekerja pada magnet sama seperti gaya listrik yang berupa tarikan dan dorongan. Hal ini sesuai dengan ciri-ciri magnet kelima dan keenam, jika kita mendekatkan dua kutub magnet yang berbeda makan magnet akan saling tarik menarik dan jika kita mendekatkan dua kutub magnet yang sama maka keduanya akan saling tolak menolak.

Sebagai contoh jika kutub selatan magnet pertama didekatkan pada kutub selatan magnet kedua maka magnet akan saling tolak-menolak. Magnet pertama akan mengerjakan gaya tolak pada magnet kedua, demikian pun sebaliknya magnet kedua akan mengerjakan gaya tolak pada magnet pertama.

Pengertian Magnet

Magnet adalah suatu bahan yang memiliki kemampuan menarik logam. Magnet juga dapat diartikan sebagai suatu objek yang mempunyai medan magnet. Bahan tersebut dapat berinteraksi dengan medan magnet karena mempunyai sifat kemagnetan. Sedangkan kemagnetan merupakan fenomena fisika pada bahan yang memiliki kemampuan menimbulkan medan magnet atau mampu berinteraksi dengan medan magnet.

Kutub Magnet

Seperti yang telah dijelaskan pada bab ciri-ciri magnet bahwa magnet mempunyai daerah yang paling kuat gaya magnetnya yang disebut kutub utara dan selatan. Setiap magnet pasti memiliki dua kutub, meskipun magnet  tersebut telah dipotong-potong, potongan tersebut masih tetap memiliki dua kutub.

Anda mungkin berpikir bahwa cara paling masuk akal untuk memisahkan kutub magnet adalah dengan memotongnya menjadi dua. Cara ini memang tampak masuk akal, namun kenyataannya tidaklah demikian. Bila magnet dipotong menjadi dua hasilnya adalah dua magnet yang berukuran kecil dan masing-masing memiliki dua kutub.

Magnet dapat berada dalam berbagai bentuk dan ukuran. Bentuk yang paling sederhana berupa batang lurus. Bentuk lain yang sering kamu jumpai, misalnya bentuk tapal kuda (ladam) dan jarum. Pada bentuk-bentuk ini, kutub magnetnya berada pada ujung-ujung magnet itu.

Medan Magnet

Walaupun gaya-gaya magnet yang terkuat terletak pada kutub kutub magnet, gaya-gaya magnet tidak hanya berada pada kutub kutubnya saja. Gaya-gaya magnet juga timbul di sekitar magnet. Daerah di sekitar magnet yang terdapat gaya-gaya magnet disebut medan magnet.

Garis gaya magnet dapat digambarkan dengan cara menaburkan serbuk besi pada kaca yang diletakkan di atas magnet. Perhatikan bagian manakah yang garis gaya magnetnya terlihat paling rapat? Jika didapati garis gaya magnet pada suatu bagian magnet terlihat paling rapat, maka gaya magnet pada bagian itu paling kuat.

Sebaliknya, jika garis gaya magnetnya terlihat renggang, maka gaya magnetnya lemah. Hal ini sama seperti garis gaya listrik yang menggambarkan medan listrik, dimana garis gaya magnet dapat menggambarkan bentuk medan magnet. Namun berbeda dengan garis gaya listrik yang dapat berawal dan berakhir pada satu muatan listrik, pada garis gaya magnet tidak terdapat awal dan akhir.

Garis gaya magnet membentuk lintasan tertutup dari kutub utara ke kutub selatan. Jadi, medan magnet adalah daerah di sekitar magnet yang disitu masih bekerja gaya magnet. Hal ini ditunjukkan oleh garis gaya magnet yang menyebar di sekitar magnet dari kutub-kutub magnet.

Sifat-sifat Kemagnetan Bahan

Setiap bahan selain magnet memiliki sifat-sifat kemagnetan atau magnetik. Jika sebuah benda diletakkan di dalam medan magnet, maka kekuatan magnetik dari bahan tersebut akan terpengaruhi. Efek ini disebut sebagai Hukum Farrady Induksi Magnetik.

Akan tetapi dampak dari medan magnet luar pada setiap bahan tidaklah sama. Hal ini dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu struktur atom, susunan molekul material, dan momen dipole magnet. Momen dipole yang berhubungan dengan struktur atom memiliki tiga faktor yang mempengaruhi. Hal tersbeut adalah gerakan orbital elektron, perubahan gerakan orbital karena adanya medan magnet luar, dan spin dari elektron.

Berdasarkan sifat medan magnet atomisnya, sifat kemagnetan bahan dapat dibagi menjadi 3 golongan yaitu diamagnetik, paramagnetik, dan ferromagnetik. Berikut penjelasan lebih rinci mengenai ciri-ciri magnet pada 3 sifat magnetik bahan.

1. Diamagnetik

Bahan diamagnetik memliki medan magnet yang ditolak oleh medan magnet. Medan magnet luar yang diaplikasikan pada bahan tersebut menciptakan medan magnet dalam dengan arah yang berlawanan. Sehingga menciptakan medan magnet yang sangat kecil.

Diamagnetisme adalah efek mekanika kuantum yang terjadi pada semua bahan. Pada zat paramagnetik dan feromagnetik gaya diamagnetik lemah diatasi oleh gaya tarik dipol magnetik yang menarik dalam material. Permeabilitas magnetik bahan diamagnetik kurang dari μ0, permeabilitas vakum.

Pada sebagian besar material diamagnetisme adalah efek lemah yang hanya bisa dideteksi oleh instrumen laboratorium sensitif, namun superkonduktor bertindak sebagai diamagnet yang kuat karena melepaskan medan magnet seluruhnya dari interiornya.

Diamagnetisme pertama kali ditemukan saat Sebald Justinus Brugman mengamati pada tahun 1778 bahwa bismut dan antimon ditolak oleh medan magnet. Pada tahun 1845, Michael Faraday menunjukkan bahwa itu adalah properti materi dan menyimpulkan bahwa setiap materi merespons (dengan cara diamagnetik atau paramagnetik) ke medan magnet yang diaplikasikan.

Dia mengadopsi istilah diamagnetisme setelah itu disarankan kepadanya oleh William Whewell.

2. Paramagnetik

Paramagnetisme adalah sifat kemagnetan dimana bahan tertentu tertarik oleh medan magnet yang diaplikasikan secara eksternal, dan membentuk medan magnet internal yang diinduksi ke arah medan magnet yang diaplikasikan. Berbeda dengan perilaku ini, bahan diamagnetik ditolak oleh medan magnet dan membentuk medan magnet yang diinduksi pada arah yang berlawanan dengan medan magnet yang diaplikasikan.

Bahan paramagnetik mencakup sebagian besar unsur kimia dan beberapa senyawa; Mereka memiliki permeabilitas magnetik relatif lebih besar dari atau sama dengan 1 (yaitu kerentanan magnetik non-negatif) dan karenanya tertarik pada medan magnet.

Saat magnet yang diinduksi oleh bidang yang diterapkan linier pada medan kekuatan dan agak lemah. Ini biasanya memerlukan keseimbangan analitis yang sensitif untuk mendeteksi efek dan pengukuran modern pada bahan paramagnetik sering dilakukan dengan magnetometer SQUID.

Bahan paramagnetik memiliki kerentanan positif dan kecil terhadap medan magnet. Bahan-bahan ini sedikit tertarik oleh medan magnet dan materialnya tidak menahan sifat magnetik saat medan eksternal dilepaskan. Sifat paramagnetik disebabkan oleh adanya beberapa elektron yang tidak berpasangan, dan dari penataan kembali jalur elektron yang disebabkan oleh medan magnet eksternal.

Bahan paramagnetik meliputi magnesium, molibdenum, litium, dan tantalum.

Tidak seperti ferromagnet, paramagnet tidak mempertahankan magnetisasi apapun tanpa adanya medan magnet eksternal karena gerak termal mengacak orientasi putaran. (Beberapa bahan paramagnetik mempertahankan kelainan spin bahkan pada nol absolut, yang berarti mereka bersifat paramagnetik dalam keadaan dasar, yaitu dengan tidak adanya gerakan termal.)

Dengan demikian, magnetisasi total turun menjadi nol saat bidang yang diterapkan dilepaskan. Bahkan di hadapan lapangan hanya ada sedikit magnetisasi yang diinduksi karena hanya sebagian kecil putaran yang akan diorientasikan oleh lapangan.

Fraksi ini sebanding dengan kekuatan medan dan ini menjelaskan ketergantungan linier. Daya tarik yang dialami bahan feromagnetik tidak linier dan jauh lebih kuat, sehingga mudah diamati, misalnya pada daya tarik antara magnet kulkas dan besi kulkas itu sendiri.

3. Ferromagnetik

Ferromagnetisme adalah mekanisme dasar dimana bahan tertentu (seperti besi) membentuk magnet permanen, atau tertarik pada magnet. Dalam fisika, beberapa jenis magnetisme berbeda. Ferromagnetisme adalah tipe terkuat: ini adalah satu-satunya yang biasanya menciptakan kekuatan yang cukup kuat untuk dirasakan, dan bertanggung jawab atas fenomena umum magnetisme pada magnet yang dihadapi dalam kehidupan sehari-hari.

Zat bereaksi lemah terhadap medan magnet dengan tiga jenis magnetisme, paramagnetisme, diamagnetisme, dan antiferomagnetisme lainnya, namun kekuatannya biasanya sangat lemah sehingga hanya dapat dideteksi oleh instrumen sensitif di laboratorium. Contoh feromagnetisme sehari-hari adalah magnet kulkas yang digunakan untuk menyimpan catatan di pintu kulkas.

Daya tarik antara magnet dan bahan feromagnetik adalah “kualitas magnetisme yang pertama kali terlihat ke dunia kuno, dan bagi kita saat ini”.

Magnet permanen (bahan yang dapat dimagnetisasi oleh medan magnet eksternal dan tetap mengalami magnet setelah medan eksternal dilepaskan) bersifat feromagnetik atau ferrimagnetik, begitu juga bahan yang secara mencolok tertarik pada magnet tersebut.

Hanya beberapa zat yang bersifat feromagnetik. Yang umum adalah besi, nikel, kobalt dan sebagian besar paduannya, beberapa senyawa logam tanah jarang, dan beberapa mineral alami, termasuk beberapa jenis tonggak (magnetit dianggap ferrimagnetik, bukan feromagnetik).

Ferromagnetisme sangat penting dalam industri dan teknologi modern, dan merupakan dasar bagi banyak perangkat elektromekanis dan elektromagnetik seperti elektromagnet, motor listrik, generator, transformer, dan penyimpanan magnetik seperti tape recorder, dan hard disk.

Semoga artikel tentang ciri-ciri magnet ini bisa bermanfaat bagi Anda dan menambah referensi Anda mengenai bagaimana ciri-ciri magnet. Dengan mengetahui ciri-ciri magnet, diharapkan nantinya Anda akan lebih mudah membedakan magnet dan yang tidak termasuk magnet ketika menemuinya dalam kehidupan sehari-hari.