Magnet & Manfaatnya bagi Manusia Rahmat O

Magnet & Manfaatnya bagi Manusia Rahmat O.

Pendahuluan

1

Hak cipta dilindungi oleh undang-undang. Dilarang mengutip atau memperbanyak sebagian atau seluruh isi buku ini tanpa izin tertulis dari penerbit. Ketentuan pidana pasal 72 UU No. 19 tahun 2002 1. Barangsiapa dengan sengaja dan tanpa hak mengumumkan atau memperbanyak suatu ciptaan atau memberikan izin untuk itu, dipidana dengan pidana penjara paling singkat 1 (satu) bulan dan/atau denda paling sedikit Rp 1.000.000, 00 (satu juta rupiah), atau pidana penjara paling lama 7 (tujuh) tahun dan/atau denda paling banyak Rp 5.000.000.000, 00 (lima miliar rupiah). 2. Barangsiapa dengan sengaja menyerahkan, menyiarkan, memamerkan mengedarkan, atau menjual kepada umum suatu Ciptaan atau barang hasil pelanggaran Hak Cipta atau Hak Terkait sebagaimana dimaksud pada ayat (1), dipidana dengan pidana penjara paling lama 5 (lima) tahun dan/atau denda paling banyak Rp 500.000.000, 00 (lima ratus juta rupiah).

MAGNET & MANFAATNYA BAGI MANUSIA Penyusun : Editor : Design Sampul : Lay Out : Cetakan Pertama : Cetakan Kedua :

Rahmat O. Edi Warsidi dan Reissa Y. Andri Sheva Robby Novendi Tahun 2009 Tahun 2013 (Edisi Revisi)

Penerbit: PT. PURI DELCO Jl. Terusan Martanegara No. 12 Bandung 40275 - INDONESIA Telp. 022-7321271 / 7301277 Fax. 022-7321271 E-mail: [email protected] Perpustakaan Nasional: Katalog Dalam Terbitan (KDT) O., Rahmat Magnet & Manfaatnya bagi Manusia / Rahmat O. Cet. 2 (Ed. Revisi) - Bandung: Puri Delco, 2013. iv + 60 hlm.; ilus; 21 cm Bibliografi: hlm. 63 ISBN 978-602-8713-26-9 1. Magnet & Manfaatnya bagi Manusia

I. Judul

Kata Pengantar Lebih dari 2000 tahun yang lalu, orang Yunani yang hidup di Magnesia menemukan batu yang istimewa. Batu tersebut dapat menarik benda-benda yang mengandung logam. Ketika batu itu digantung sehingga dapat berputar, salah satu ujungnya selalu menunjuk arah utara. Karena batu itu ditemukan di Magnesia, orang Yunani menamainya magnetit. Orang Yunani tidak mengetahui lebih lanjut bagaimana sifat-sifatnya, namun mereka telah mengamati ciriciri bahan yang disebut magnet. Pada saat ini, berbagai teknologi banyak sekali yang melibatkan magnet. Pengeras suara, layar TV, kaset, dan disket merupakan contoh-contohnya. Kamu dapat mulai belajar tentang magnet dengan mengikuti materi yang ada dalam buku ini.

Penulis

Kata Pengantar Pendahuluan

iii 3

Daftar Isi Kata Pengantar ..................................................................... iii Daftar Isi ................................................................................ iv Bagian 1 Pendahuluan ................................................................................. 5 Bagian 2 Mengenal Kutub dan Medan Magnet ......................................... 7 Bagian 3 Bahan Magnet dan Gejala Kemagnetan ..................................... 13 Bagian 4 Garis Gaya Magnet ...................................................................... 17 Bagian 5 Pembuatan Magnet ...................................................................... 23 Bagian 6 Elektromagnetik .......................................................................... 27 Bagian 7 Magnetosfer Bumi ....................................................................... 35 Bagian 8 Elektromagnetik dalam Kehidupan Manusia ............................. 41 Glosarium .............................................................................. 60 Indeks .................................................................................. 61 Daftar Pustaka ...................................................................... 62 Tentang Penulis..................................................................... 63 iv 4

Magnet Magnet dan dan Manfaatnya Manfaatnya bagi bagi Manusia Manusia

Bagian

1 Pendahuluan Magnet atau magnit adalah suatu objek yang mempunyai suatu medan magnet. Kata magnet (magnit) 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 mana terkandung batu magnet yang ditemukan sejak jaman dulu di wilayah tersebut.

Sumber: www.thegreektravel.com

Pendahuluan

5

Pada saat ini, suatu magnet adalah suatu materi yang mempunyai suatu medan magnet. Materi tersebut bisa dalam berwujud magnet tetap atau magnet tidak tetap. Magnet yang sekarang ini ada hampir semuanya adalah magnet buatan. Magnet selalu memiliki dua kutub, yaitu : kutub utara (north/N) dan kutub selatan (south/S). Walaupun magnet itu dipotong-potong, potongan magnet kecil tersebut akan tetap memiliki dua kutub.

Sumber: www.static.howstuffworks.com

Magnet memiliki dua kutub, yaitu kutub utara dan kutub selatan

Magnet dapat menarik benda lain. Beberapa benda, bahkan tertarik lebih kuat dari yang lain, yaitu bahan logam. Namun, tidak semua logam mempunyai daya tarik yang sama terhadap magnet. Besi dan baja adalah dua contoh materi yang mempunyai daya tarik yang tinggi oleh magnet. Sedangkan oksigen cair adalah contoh materi yang mempunyai daya tarik yang rendah oleh magnet. Satuan intensitas magnet menurut sistem metrik pada Satuan Internasional (SI) adalah Tesla dan SI unit untuk total fluks magnetik adalah weber. 1 weber/m^2 = 1 tesla yang mempengaruhi satu meter persegi. 6

Magnet & Manfaatnya bagi Manusia

Bagian

2 Mengenal Kutub dan Medan Magnet Pernahkah kamu merasakan adanya gaya tarikan, saat kamu mencoba mendekatkan magnet pada benda yang terbuat dari besi? Pernahkah kamu memisahkan dua buah magnet yang melekat jadi satu dengan menarik magnet itu? Peristiwa yang kamu alami itu merupakan contoh gejala kemagnetan. Kemagnetan melibatkan kutub-kutub magnet. Apakah kutubkutub magnet itu, dan bagaimanakah sifat-sifatnya?

Mengenal Kutub dan Medan Magnet

7

A. Kutub-kutub Magnet

Sumber: www.hyperphysics.phy-astr.gsu.edu

Kutub-kutub magnet

Semua magnet memperlihatkan ciri-ciri tertentu. Setiap magnet memiliki dua tempat yang gaya magnetnya paling kuat. Daerah ini disebut kutub magnet. Ada 2 kutub magnet, yaitu kutub utara (U) dan kutub selatan (S). Seringkali kamu menjumpai magnet yang bertuliskan N dan S. N merupakan kutub utara magnet itu (singkatan dari north yang berarti utara), sedangkan S kutub selatannya (singkatan dari south yang berarti selatan). 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. 8


Sumber: www.i.ehow.com

Gaya magnet adalah tarikan dan tolakan

Jika dua buah magnet saling didekatkan, magnet pertama akan mengerjakan gaya pada magnet kedua, dan magnet kedua mengerjakan gaya kepada magnet pertama. Gaya magnet, seperti halnya gaya listrik, berupa tarikan dan tolakan. Jika dua kutub utara didekatkan, maka keduanya tolak-menolak.

Mengenal Kutub dan Medan Magnet

9

Kumparan pada magnet

Sumber: www.swe.org

Dua kutub selatan juga saling menolak. Namun, jika kutub selatan didekatkan pada kutub utara, maka kedua kutub ini akan tarik-menarik, sehingga kita dapat membuat aturan untuk kutubkutub magnet selalu berpasangan, yaitu kutub utara dan kutub selatan. Selama bertahun-tahun, para ilmuwan mencoba mendapatkan satu kutub saja yang ada pada sebuah magnet. Kamu mungkin berpikir, bahwa cara yang paling masuk akal untuk memisahkan kutub magnet adalah dengan memotong magnet manjadi dua. Cara ini memang masuk akal, namun hasilnya tidak demikian. Jika sebuah magnet dipotong menjadi dua, ternyata hasilnya berupa dua magnet yang lebih kecil dan masing-masing tetap memiliki kutub utara dan selatan. 10


Sumber: www.phys.unt.edu

Serbuk besi pada kaca untuk mengetahui kekuatan magnet

B. Medan Magnet Walaupun gaya-gaya magnet yang terkuat terletak pada kutubkutub magnet, gaya-gaya magnet tidak hanya berada pada kutubkutubnya 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 Di manakah tempat garis gaya magnetnya paling rapat? Jika pada suatu tempat garis gaya magnetnya rapat, berarti gaya magnetnya kuat. Sebaliknya, jika garis gaya magnetnya renggang, berarti gaya magnetnya lemah. Seperti halnya garis gaya listrik yang menggambarkan medan listrik, garis gaya magnet dapat menggambarkan Mengenal Kutub dan Medan Magnet

11

medan magnet. Namun tidak seperti garis gaya listrik yang dapat berawal dan berakhir pada satu muatan listrik, garis gaya magnet tidak ada awal dan akhirnya. Garis gaya magnet membentuk lintasan tertutup dari kutub utara ke kutub selatan. Jadi, medan magnet adalah daerah di sekitar magnet yang masih bekerja gaya magnet, digambarkan oleh garis gaya magnet yang menyebar dari kutub-kutub magnet.

12


Bagian

3 Bahan Magnet dan Gejala Kemagnetan A. Bahan Magnetik Apa yang terjadi jika kamu mendekatkan magnet pada bendabenda yang terbuat dari besi, baja, nikel, dan kobalt? Benda-benda itu dapat ditarik oleh gaya magnet, atau bersifat magnetik. Sebaliknya, benda-benda dari kayu, kertas, dan kaca tidak dapat ditarik magnet. Benda-benda ini bersifat non-magnetik, artinya tidak dapat ditarik oleh gaya magnet.

Sumber: www.yogaaccessories.com

Bahan magnetik

Bahan Magnet dan Gejala Kemagnetan

13

Bahan-bahan magnetik dapat dibagi menjadi dua, yaitu feromagnetik dan paramagnetik. Bahan feromagnetik merupakan bahan yang dapat ditarik magnet dengan kuat. Bahan feromagnetik contohnya besi, baja, nikel, dan kobalt. Selain dapat ditarik magnet dengan kuat, bahan feromagnetik dapat dibuat menjadi magnet. Nama feromagnetik sendiri berasal dari bahasa Latin ferrum yang artinya ‘besi’. Bahan paramagnetik merupakan bahan yang ditarik magnet dengan gaya magnet yang lemah. Contoh bahan paramagnetik, misalnya aluminium, platina, dan mangan.

Sumber: www.orissadiary.com

Bahan feromagnetik

Apa yang terjadi jika kamu mencoba menempelkan paku besi pada pintu kulkas? Tentu saja paku tersebut jatuh. Walaupun berasal dari besi, paku tersebut tidak bersifat magnet. Mengapa ada besi yang bersifat magnet dan ada yang tidak? 14


Sifat-sifat kemagnetan suatu bahan tergantung pada struktur atomnya. Para ilmuwan mengetahui, bahwa tiap atom memiliki sifatsifat magnet, artinya menghasilkan medan magnet. Medan magnet ini berasal dari gerakan elektron-elektronnya. Kadang-kadang sekelompok atom bergabung sedemikian, hingga medan magnetnya memiliki arah yang sama. Daerah yang ditempati atom-atom yang medan magnetnya berarah sama disebut magnet elementer.

Sumber: www.school-for-champions.com

Magnet elementer

Kamu dapat membayangkan model magnet elementer ini sebagai magnet mini yang memiliki kutub utara dan selatan. Semua benda tersusun atas magnet-magnet elementer. Untuk benda yang tidak bersifat magnet, magnet elementernya tersusun secara acak (arahnya ke segala penjuru).

Bahan Magnet dan Gejala Kemagnetan

15

Karena magnet elementernya mengerjakan gaya magnet ke arah yang berbeda-beda, sifat magnetnya saling meniadakan. Akibatnya, benda tersebut tidak menghasilkan gaya magnet. Sedangkan bendabenda yang bersifat magnet memiliki magnet-magnet elementer yang menunjuk ke satu arah.

16


Bagian

4 Garis Gaya Magnet Pada sebuah magnet, sebenarnya merupakan kumpulan jutaan magnet ukuran mikroskopik yang teratur satu dan lainnya. Kutub utara dan kutub selatan magnet posisinya teratur. Secara keseluruhan, kekuatan magnetnya menjadi besar. Logam besi bisa menjadi magnet secara permanen (tetap) atau bersifat megnet sementara dengan cara induksi elektromagnetik. Tetapi ada beberapa logam yang tidak bisa menjadi magnet, misalnya tembaga dan aluminium, dan logam tersebut dinamakan diamagnetik. Bumi merupakan magnet alam raksasa, dapat dibuktikan dengan alat yang dinamakan kompas, dimana jarum penunjuk pada kompas akan menunjukkan arah utara dan selatan Pola garis medan magnet permanen. bumi kita. Karena sekeliling bumi sebenarnya dilingkupi garis gaya magnet yang tidak tampak oleh mata kita, tapi bisa diamati dengan kompas keberadaannya.

Garis Gaya Magnet

17

Batang magnet memancarkan garis gaya magnet yang melingkupi dengan arah dari utara ke selatan. Pembuktian sederhana dilakukan dengan menempatkan batang magnet diatas selembar kertas, kemudian di atas kertas tersebut ditaburkan serbuk halus besi secara merata. Hasil yang terjadi adalah bentuk garis-garis dengan pola melengkung oval di ujung-ujung kutub. Ujung kutub utara-selatan muncul pola garis gaya yang kuat. Daerah netral pola garis gaya magnetnya lemah. Bagian netral magnet artinya tidak memiliki kekuatan magnet. Untuk membuktikan, bahwa daerah netral tidak memiliki kekuatan magnet. Ambil beberapa sekrup besi. Amatilah tampak sekrup besi akan menempel baik diujung kutub utara maupun ujung kutub selatan. Daerah netral dibagian tengah sekrup tidak akan menempel sama sekali, dan sekrup akan terjatuh. Mengapa besi biasa berbeda logam magnet? Pada besi biasa, sebenarnya terdapat kumpulan magnet-magnet dalam ukuran mikroskopik, tetapi posisi masing-masing magnet tidak beraturan satu dengan lainnya, sehingga saling menghilangkan sifat kemagnetannya.

18


Daerah netral pada magnet permanen.

Arah garis gaya magnet dengan pola garis melengkung mengalir dari arah kutub utara menuju kutub selatan. Di dalam batang magnet sendiri garis gaya mengalir sebaliknya, yaitu dari kutub selatan ke kutub utara. Di daerah netral tidak ada garis gaya diluar batang magnet. Pembuktian secara visual garis gaya magnet untuk sifat tarik menarik pada kutub berbeda dan sifat tolak-menolak pada kutub sejenis dengan menggunakan magnet dan serbuk halus besi. Pada gambar tersebut, tampak jelas kutub sejenis utara-utara garis gaya saling menolak satu dan lainnya. Pada kutub yang berbeda utara-selatan, garis gaya magnet memiliki pola tarik menarik. Sifat saling tarik menarik dan tolak menolak magnet menjadi dasar bekerjanya motor listrik.

Garis Gaya Magnet

19

Perbedaan besi biasa dan magnet permanen.

Untuk mendapatkan garis gaya magnet yang merata di setiap titik permukaan, maka ada dua bentuk yang mendasari rancangan mesin listrik. Bentuk datar (flat) akan menghasilkan garis gaya merata setiap titik permukaannya. Bentuk melingkar (radial), juga menghasilkan garis gaya yang merata setiap titik permukaannya.

20


Pola garis medan magnet tolak-menolak dan pola garis medan magnet tarik-menarik.

Garis medan magnet Utara-Selatan.

Garis Gaya Magnet

21

Garis gaya magnet pada permukaan rata dan silinder.

22


Bagian

5 Pembuatan Magnet A. Pembuatan Magnet Magnet ada yang diperoleh langsung dari alam dan dibuat manusia. Magnet yang diperoleh dari alam berupa mineral magnetit. Magnet yang dibuat manusia berasal dari bahan feromagnetik, seperti besi dengan membuat magnet-magnet elementernya menjadi searah. Cara pertama, kamu dapat menggosok-gosok besi tersebut dengan magnet. Arah penggosokannya harus tetap. Jika besi digosok dengan magnet, maka magnet-magnet elementer besi yang semula berarah tidak teratur menjadi searah.

Sumber: www.rfcafe.com

Pembuatan Magnet

Pembuatan Magnet

23

Cara kedua jika sebuah besi yang tidak bersifat magnet diletakkan di dekat magnet yang cukup kuat, maka besi tersebut menjadi bersifat magnet. Pembuatan magnet dengan cara ini disebut induksi.

Sumber: www.1.bp.blogspot.com

Pembuatan magnet dengan cara induksi

Pada saat besi didekatkan pada magnet, maka magnet-magnet elementer besi disearahkan oleh gaya magnet dari magnet itu. Pada saat magnet-magnet elementernya searah, maka besi tersebut berubah menjadi magnet.

B. Praktik Membuat Magnet Alat dan bahan: - paku besi - baterai - magnet - kabel 24


Cara kerja: 1. Ambillah paku besi dan magnet. Gosok-gosok paku tersebut dengan magnet dengan arah tertentu. Setelah beberapa saat, ujilah apakah paku itu bersifat magnet.

Sumber: www.fisikawanunnes.web44.net

2. Lekatkan sebuah paku besi pada magnet. Cobalah menarik paku besi kedua dengan menggunakan paku besi pertama (yang melekat pada magnet). Dapatkah paku pertama (yang mula-mula bukan magnet) menarik paku kedua? 3. Lilitkan kabel berisolasi pada paku besi, sekitar 20 lilitan. Hubungkan ujung-ujung kabel dengan baterai 3 V. Coba uji paku besi itu, apakah dapat menarik benda logam?

Sumber: www.rfcafe.com

Pembuatan Magnet

25

Benda-benda feromagnetik ada yang mudah dan ada yang sukar dibuat menjadi magnet. Besi lunak mudah dibuat menjadi magnet, namun sifat kemagnetannya mudah hilang. Bahan-bahan lain seperti baja, kobalt, dan nikel lebih sulit dibuat magnet, namun sifat kemagnetannya tidak mudah hilang. Magnet yang seperti ini disebut magnet tetap atau magnet permanen. Untuk membuat magnet permanen yang kuat, digunakan campuran aluminium, nikel, dan kobalt. Campuran ini biasa disebut alnico (singkatan dari aluminium, nikel, dan kobalt). Magnet permanen dapat pula hilang sifat kemagnetannya. Sebagai contoh, jika magnet sering jatuh atau dipukul-pukul, maka sifat kemagnetannya akan berkurang, bahkan hilang. Pemanasan pada magnet juga menyebabkan sifat kemagnetannya berkurang atau bahkan hilang. Hal ini terjadi karena tambahan energi akibat pemanasan menyebabkan partikel-partikel bahan bergerak lebih cepat dan lebih acak, maka sebagian magnet elementernya tidak lagi menunjuk arah yang sama seperti semula. Bahkan setiap benda di atas suhu tertentu sama sekali tidak dapat dibuat menjadi magnet.

26


Bagian

6 Elektromagnetik Percobaan yang kamu lakukan ini mirip dengan yang dilakukan Hans Christian Oersted, seorang guru fisika berkebangsaan Denmark pada tahun 1820. Percobaannya menghasilkan hubungan antara arus listrik dengan kemagnetan. Hubungan itu kemudian disebut elektromagnetik.

Hans Christian Oersted Sumber: www.rare-earth-magnets.com

Elektromagnetik

27

A. Penemuan Oersted Selama bertahun-tahun Oersted percaya ada hubungan antara kelistrikan dan kemagnetan, namun ia tidak dapat membuktikannya. Pada tahun 1829, akhirnya ia menemukan buktinya. Oersted mengamati, saat jarum kompas didekatkan pada kawat berarus, jarum kompas tersebut menyimpang dari kedudukan semula.

Sumber: www10.uniovi.es

Jika arah arus dibalik, maka jarum kompas menyimpang ke arah sebaliknya. Jika arus ditiadakan, maka jarum kompas kembali menunjuk arah utara selatan. Karena jarum kompas hanya dapat disimpangkan oleh medan magnet, Oersted menyimpulkan bahwa arus listrik dapat menghasilkan medan magnet. Arus listrik yang mengalir pada kawat menghasilkan medan magnet yang arahnya bergantung pada arah arus. Garis gaya magnet yang dihasilkan oleh arus listrik pada kawat lurus.

28


Sumber: www10.uniovi.es

B. Medan Magnet dari Solenoida Jika kawat berarus dibuat melingkar-lingkar membentuk kumparan, medan magnet yang dihasilkan oleh tiap-tiap lingkaran kawat saling memperkuat. Sebagai hasilnya, di dalam kumparan dan di kedua ujungnya terdapat medan magnet yang kuat. Kumparan kawat yang panjang dan terdiri atas banyak lilitan disebut solenoida.

Sumber: www.e-dukasi.net

Elektromagnetik

29

Besarnya medan magnet di sumbu pusat (titik O). Solenoida dapat dihitung :

Bo = medan magnet pada pusat solenoida dalam tesla (T) μ = permeabilitas ruang hampa = 4n . 10 -7 Wb/amp. M I = kuat arus listrik dalam ampere (A) N = jumlah lilitan dalam solenoida L = panjang solenoida dalam meter (m) Solenoida berlaku sebagai magnet pada saat ada arus listrik. Kutub utara dan selatan magnet pada solenoida berubah jika arah arus berubah. Seperti yang telah kamu amati dalam kegiatan Lab Saku di samping, medan magnet pada μ solenoida dapat diperbesar IN BO = o dengan cara menambah jumlah lilitannya.L Medan magnet tersebut juga dapat diperbesar dengan memperbesar arus yang mengalir pada kawat solenoida. Selain kedua cara di atas, medan magnet pada solenoida dapat diperkuat dengan menempatkan besi di dalam solenoida. Medan magnet solenoida akan membuat magnet-magnet elementer besi tersebut searah. Sebagai hasilnya, medan magnet yang terjadi merupakan gabungan dari medan magnet kumparan dan medan magnet besi. Peningkatan medan magnet dengan memberikan inti besi pada solenoida ini bisa ratusan hingga ribuan kali daripada tanpa menggunakan inti besi.

30


Gejala yang terjadi pada solenoida dengan bahan magnetik (misalnya besi) sebagai inti di dalamnya merupakan salah satu bentuk elektromagnet. BO =

μo I N 2n . a

Ada juga toroida. Toroida adalah sebuah solenoida yang dilengkungkan, sehingga berbentuk lingkaran kumparan. Besarnya medan magnet ditengah-tengah Toroida (pada titik-titik yang berada pada garis lingkaran merah ) dapat dihitung : Bo = medan magnet dititik ditengah-tengah Toroida dalam tesla (T) N = jumlah lilitan pada Solenoida dalam lilitan I = kuat arus listrik dalam ampere (A) a = rata-rata jari-jari dalam dan jari-jari luar toroida dengan satuan meter (m) 1 a = ( R1 + R 2 ) 2

C. Gaya magnetik pada Arus Listrik Kamu telah mengamati dan mempelajari, bahwa arus listrik dapat mengerjakan gaya pada magnet, misalnya kompas. Ingatlah pula bahwa gaya selalu berpasangan. Berdasarkan kenyataan ini, dapatkah medan magnet menghasilkan gaya pada arus listrik? Misalkan, kawat diletakkan pada medan magnet di antara kutubkutub magnet ladam. Jika arus listrik dilewatkan pada kawat, ternyata kawat tersebut seperti tertarik ke atas. Jika arah arus dibalik, kawat

Elektromagnetik

31

tertarik ke bawah. Jadi, kesimpulannya medan magnet dapat menghasilkan gaya pada arus listrik. Gaya ini disebut gaya Lorentz.

α

Gaya Lorentz

Besar dan arah gaya Lorentz yang bekerja pada sebuah penghantar dalam suatu medan magnet ditentukan oleh kuat medan magnet (B) yang mempengaruhi, kuat arus (l) yang dibawa oleh penghantar, panjang penghantar (l), serta sudut arah arus dan medan magnet yang mempengaruhi (á ). Secara matematis, besarnya gaya Lorentz dapat dituliskan sebagai berikut. FL = B I l sin

32


FL B I l

= = = = =

besar gaya Lorentz ........................ Newton (N) kuat medan magnet ...................... Tesla (T) kuat arus......................................... Ampere (A) panjang penghantar ..................... meter (m) sudut antara arah arus dan arah medan magnet

Dengan demikian, gaya Lorentz yang bekerja pada sebuah penghantar dalam suatu medan magnet akan maksimum jika arus dan medan magnet saling tegak lurus (á = 90°). Pada keadaan ini, besarnya gaya Lorentz dapat dituliskan sebagai berikut. FL = B I l sin Bagaimana menentukan arah gaya Lorentz? Menentukan arah α gaya Lorentz, dapat dilakukan dengan menggunakan aturan kaidah tangan kanan seperti : FL = B

Elektromagnetik

33

Sumber: www.4.bp.blogspot.com

Gaya Lorentz

34


Bagian

7 Magnetosfer Bumi Magnetosfer adalah lapisan medan magnet yang menyelubungi benda angkasa. Selain Bumi, Merkurius, Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus juga diselubungi magnetosfer. Bumi diselimuti oleh suatu magnetosfer, sebagaimana planet termagnetisasi lain, Merkurius, Yupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus. Bulan planet Jupiter, Ganymede, juga termagnetisasi, namun terlalu lemah untuk memerangkap plasma angin matahari. Mars mempunyai magnetisasi permukaan yang terpetak-petak. Istilah “magnetosfer” juga digunakan untuk menggambarkan daerah dimana medan magnet dari benda langit mendominasi, misalnya magnetosfer pulsar.

Magnetosfer Bumi

35

Sumber: www.dirgantara-lapan.or.id

Magnetosfer Bumi terjadi disebabkan oleh inti Bumi yang tidak stabil. Molekul di dalam inti Bumi (yang umumnya berwujud ion) selalu bergerak dengan sangat cepat, karena suhu dan pengaruh medan gravitasi, menimbulkan arus listrik yang menciptakan medan magnet raksasa yang disebut magnetosfer. Magnetosfer Bumi adalah suatu daerah di angkasa yang bentuknya ditentukan oleh luasnya medan magnet internal Bumi, plasma angin matahari, dan medan magnet antarplanet. Di magnetosfer, campuran ion-ion dan elektron-elektron bebas baik dari angin matahari maupun ionosfir bumi dibatasi oleh gaya magnet dan listrik yang lebih kuat daripada gravitasi dan tumbukan.

36


Sumber: Sumber: www.harmonicbodywork.com

Meskipun bernama magnetosfer (Inggris: Magnetosphere, sphere = bulat), magnetosfer tidaklah berbentuk bulat. Pada sisi yang mengarah ke matahari, jarak ke batasnya (yang bervariasi sesuai kekuatan angin matahari) kira-kira 70.000 km (10-12 kali jari-jari Bumi atau RE, di mana 1 RE=6371 km; kecuali dinyatakan lain, semua jarak yang dimaksud di sini dihitung dari pusat bumi). Secara kasar batas magnetosfer (“magnetopause”) berbentuk peluru, sekitar 15 RE dari sisi Bumi dan pada sisi malam mendekati suatu silinder dengan jari-jari 20-25 RE. Daerah ekor menjangkau sejauh 200 RE dan ujungnya tidak begitu diketahui.

Magnetosfer Bumi

37

Sumber: www.ccmc.gsfc.nasa.gov

Gas netral luar yang menyelimuti bumi, atau geokorona, terutama terdiri atas atom-atom paling ringan, hidrogen dan helium, dan berlanjut melebihi 4-5 RE, dengan kerapatan yang berkurang. Ion 38


plasma panas dari magnetosfir mendapatkan elektron saat bertumbukan dengan atom-atom ini dan membuat “sinar” lolos dari atom cepat yang telah digunakan untuk mencitrakan awan plasma panas oleh misi IMAGE. Peluasan ke atas dari ionosfer yang dikenal dengan nama plasmasfer, juga meluas melebihi 4-5 RE dengan kerapatan yang makin berkurang; jika melebihi jumlah tersebut plasmasfer ini menjadi menjadi aliran ion ringan yang disebut angin kutub yang keluar dari magnetosfir menuju angin matahari. Energi yang menumpuk di ionosfer oleh aurora memanaskan dengan kuat komponen atmosfer yang lebih berat seperti oksigen dan molekul dari oksigen dan nitrogen yang tidak akan lolos dari gaya tarik Bumi. Magnetosfer berfungsi sebagai penangkal petir bagi Bumi yang berarti lapisan ini menangkal radiasi berbahaya yang berasal dari matahari (misalnya, partikel alpha, beta, atau angin matahari dan semburan massa korona (Coronal Mass Ejection, CME).

Sumber: www.pieces-zine.com

Magnetosfer Bumi

39

Ketika radiasi menghujani Bumi, magnetosfer akan memantulkan sebagian besar radiasi dan menyerap sisanya dan diarahkan menuju kutub, akibatnya terjadi reaksi tumbukan dengan atmosfera dan menjadi aurora. Magnetosfer Bumi ditemukan tahun 1958 oleh satelit Explorer 1 selama penelitian yang dilakukan pada masa Tahun Geofisika Internasional. Sebelumnya, para ilmuwan tahu bahwa arus listrik mengalir di ruang angkasa, karena letusan matahari kadang menyebabkan gangguan-gangguan “badai magnetik”. Namun tidak seorang pun tahu, di mana arus itu mengalir dan mengapa, atau bahwa angin matahari itu ada. Pada Agustus dan September 1958, Proyek Argus dilakukan untuk menguji teori tentang pembentukan sabuk radiasi yang mungkin memiliki kegunaaan taktis dalam perang.

40


Bagian

8 Elektromagnetik dalam Kehidupan Manusia Kamu telah belajar mengenai magnet. Dalam bab ini, kamu akan mengenal mengenai penggunaan elektromagnetik dalam kehidupan manusia. Ada banyak alat yang menggunakan prinsip elektromagnetik. Apa saja itu? Mari kita mengenalnya.

A. Generator Listrik Generator listrik adalah sebuah alat yang memproduksi energi listrik dari sumber energi mekanikal, biasanya dengan menggunakan induksi elektromagnetik. Proses ini dikenal sebagai pembangkit listrik. Walau generator dan motor punya banyak kesamaan, tetapi motor adalah alat yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Generator mendorong muatan listrik untuk bergerak melalui sebuah sirkuit listrik eksternal, tapi generator tidak menciptakan listrik yang sudah ada di dalam kabel lilitannya. Hal ini bisa dianalogikan dengan sebuah pompa air yang menciptakan aliran air, tapi tidak

41

menciptakan air di dalamnya. Sumber enegi mekanik bisa berupa resiprokat maupun turbin mesin uap, air yang jatuh melalui sebuah turbin maupun kincir air, mesin pembakaran dalam, turbin angin, engkol tangan, energi surya atau matahari, udara yang dimampatkan, atau apapun sumber energi mekanik yang lain. Sebelum hubungan antara magnet dan listrik ditemukan, generator menggunakan prinsip elektrostatik. Mesin Wimshurst menggunakan induksi elektrostatik atau “influence”. Generator Van de Graaff menggunakan satu dari dua mekanisme : - Penyaluran muatan dari elektroda voltase-tinggi - Muatan yang dibuat oleh efek triboelectric menggunakan pemisahan dua insulator Generator elektrostatik tidak efisien dan berguna hanya untuk eksperimen saintifik yang membutuhkan voltase tinggi. Pada 1831-1832, Michael Faraday menemukan bahwa perbedaan potensial dihasilkan antara ujungujung konduktor listrik yang bergerak tegak lurus terhadap medan magnet. Dia membuat generator elektromagnetik pertama berdasarkan efek ini, menggunakan cakram tembaga yang berputar antara kutub magnet tapal kuda. Sumber: www.shiga-med.ac. - www.id.wikipedia.org

42


Sumber: www.shiga-med.ac. - www.id.wikipedia.org

Cakram Faraday

Proses ini menghasilkan arus searah yang kecil. Desain alat yang dijuluki ‘cakram Faraday’ itu tidak efisien dikarenakan oleh aliran arus listrik yang arahnya berlawanan di bagian cakram yang tidak terkena pengaruh medan magnet. Arus yang diinduksi langsung di bawah magnet akan mengalir kembali ke bagian cakram di luar pengaruh medan magnet. Arus balik itu membatasi tenaga yang dialirkan ke kawat penghantar dan menginduksi panas yang dihasilkan cakram tembaga. Generator homopolar yang dikembangkan selanjutnya menyelesaikan permasalahan ini dengan menggunakan sejumlah magnet yang disusun mengelilingi tepi cakram untuk mempertahankan efek medan magnet yang stabil. Kelemahan yang lain adalah amat kecilnya tegangan listrik yang dihasilkan alat ini, dikarenakan jalur arus tunggal yang melalui fluks magnetik.

Elektromagnetik dalam Kehidupan Manusia

43

Sumber: www.kidsonroll.com

Generator Homopolar

1. Dinamo Dinamo adalah generator listrik pertama yang mampu mengantarkan tenaga untuk industri, dan masih merupakan generator terpenting yang digunakan pada abad 21. Dinamo menggunakan prinsip elektromagnetisme untuk mengubah putaran mekanik menjadi listrik arus bolak-balik.

Sumber: www.upload.wikimedia.org

Dinamo

44


Dinamo pertama berdasarkan prinsip Faraday dibuat pada 1832 oleh Hippolyte Pixii, seorang pembuat alat Perancis. Alat ini menggunakan magnet permanen yang diputar oleh sebuah “crank”. Magnet yang berputar diletakaan sedemikian rupa, sehingga kutub utara dan selatannya melewati sebongkah besi yang dibungkus dengan kawat. Pixii menemukan, bahwa magnet yang berputar memproduksi sebuah pulsa arus di kawat setiap kali sebuah kutub melewati “coil”. Lebih jauh lagi, kutub utara dan selatan magnet menginduksi arus di arah yang berlawanan. Dengan menambah sebuah komutator, Pixii dapat mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah. 2. Dinamo Gramme Namun, kedua desain di atas menderita masalah yang sama : mereka menginduksi “spike” arus diikuti tanpa arus sama sekali. Antonio Pacinotti, seorang ilmuwan Italia, memperbaikinya dengan mengganti “coil” berputar dengan yang “toroidal” yang dia ciptakan dengan membungkus cincin besi. Ini berarti, bahwa sebagian dari “coil” terus melewati magnet, membuat arus menjadi lancar.

Sumber: www.sparkmuseum.com

Dinamo Gramme


45

Zénobe Gramme menciptakan kembali desain ini beberapa tahun kemudian, ketika mendesain pembangkit listrik komersial untuk pertama kalinya, di Paris pada 1870-an. Desainnya sekarang dikenal dengan nama dinamo Gramme. Beberapa versi dan peningkatan lain telah dibuat, tetapi konsep dasar dari memutar loop kawat yang tak pernah habis tetap berada di semua dinamo modern.

Sumber: www.wb3.itrademarket.com

B. Alat Ukur Listrik Karena elektromagnetik peka terhadap arus listrik, maka elektromagnetik dapat digunakan untuk mendeteksi arus listrik. Alat untuk mendeteksi dan mengukur arus listrik disebut galvanometer. Galvanometer terbuat dari kumparan yang dihubungkan dengan rangkaian listrik yang hendak diukur arusnya. Kumparan tersebut dapat berputar bebas pada tumpuannya, dan diletakkan di daerah medan magnet oleh magnet permanen. 46


Sumber: www.images.hobbytron.com

Jika arus listrik mengalir pada kumparan, maka gaya magnetik menyebabkan kumparan berputar. Kumparan tersebut tidak dapat terus berputar karena ditahan pegas. Saat kumparan berputar, jarum penunjuk yang dilekatkan pada kumparan tersebut ikut berputar, dan menunjuk angka tertentu. Karena kumparan akan berputar pada arah yang berlawanan jika arus dibalik, maka galvanometer dapat digunakan untuk mengukur besar serta menunjukkan arah arus listrik dalam rangkaian.

C. Motor Listrik Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Motor listrik dapat ditemukan pada peralatan rumah tangga seperti kipas angin, mesin cuci, pompa air dan penyedot debu. Motor listrik yang umum digunakan di dunia Industri adalah motor listrik asinkron, dengan dua standar global, yakni IEC dan NEMA. Motor asinkron IEC berbasis metrik (milimeter), sedangkan Elektromagnetik dalam Kehidupan Manusia

47

motor listrik NEMA berbasis imperial (inch), dalam aplikasi ada satuan daya dalam horsepower (hp) maupun kiloWatt (kW). Motor listrik IEC dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan efisiensi yang dimilikinya, sebagai standar di EU, pembagian kelas ini menjadi EFF1, EFF2 dan EFF3. EFF1 adalah motor listrik yang paling efisien, paling sedikit memboroskan tenaga. Sedangkan EFF3 sudah tidak boleh dipergunakan dalam lingkungan EU, sebab memboroskan bahan bakar di pembangkit listrik dan secara otomatis akan menimbulkan buangan karbon yang terbanyak, sehingga lebih mencemari lingkungan. Standar IEC yang berlaku adalah IEC 34-1. Ini adalah sebuah standar yang mengatur rotating equipment bertenaga listrik. Ada banyak pabrik elektrik motor, tetapi hanya sebagian saja yang benar-benar mengikuti arahan IEC 34-1 dan juga mengikuti arahan level efisiensi dari EU. Banyak produsen elektrik motor yang tidak mengikuti standar IEC dan EU supaya produknya menjadi murah dan lebih banyak terjual, banyak negara berkembang manjdi pasar untuk produk ini, yang dalam jangka panjang memboroskan keuangan pemakai, sebab tagihan listrik yang semakin tinggi setiap tahunnya. Lembaga yang mengatur dan menjamin level efisiensi ini adalah CEMEP, sebuah konsorsium di Eropa yang didirikan oleh pabrikpabrik elektrik motor yang ternama, dengan tujuan untuk menyelamatkan lingkungan dengan mengurangi pencemaran karbon secara global, karena banyak daya diboroskan dalam pemakaian beban listrik. Sebagai contoh, dalam sebuah industri rata-rata konsumsi listrik 48


untuk motor listrik adalah sekitar 65-70% dari total biaya listrik. Jadi, memakai elektrik motor yang efisien akan mengurangi biaya overhead produksi, sehingga menaikkan daya saing produk, apalagi dengan kenaikan tarif listrik setiap tahun, maka pemakaian motor listrik EFF1 sudah waktunya menjadi keharusan. Bagaimana cara kerja motor listrik? Pada motor listrik tenaga listrik dirubah menjadi tenaga mekanik. Perubahan ini dilakukan dengan merubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnit. Sebagaimana kita ketahui, bahwa kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolakmenolak dan kutub-kutub tidak Sumber: www.otakuas.org senama, tarik-menarik. Maka, kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar, dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap. Komutator secara berganti-ganti bersentuhan dengan kutub positif dan negatif baterai, mengakibatkan arah arus berubah. Perubahan arah arus ini menyebabkan kutub-kutub magnet kumparan berubah, dan kumparan meneruskan putarannya akibat gaya kutub magnet permanen. Seperti halnya galvanometer, motor listrik memiliki elektromagnet yang dapat berputar bebas. Elektromagnet ini berada di


49

daerah medan magnet yang berasal dari magnet tetap. Jika arus listrik mengalir melalui elektromagnet, maka elektromagnet tersebut menjadi magnet. Tarikan dan dorongan antara kutub-kutub magnet kumparan dengan magnet permanen menyebabkan kumparan berputar. Namun, kumparan akan berhenti saat medan magnet dari kumparan searah dengan medan magnet dari magnet permanen.

D. Bel Listrik Coba kamu perhatikan rumahmu. Apakah rumahmu mempunyai bel listrik? Apakah yang kamu ketahui tentang bel listrik? Bel listrik yang sederhana memanfaatkan elektromagnet dengan inti besi yang dapat bergerak bebas. Jika tombol bel ditekan, maka rangkaian listrik menjadi tertutup dan arus mengalir melalui solenoida. Arus tersebut menyebabkan solenoida mengerjakan gaya magnet. Gaya magnet ini menarik inti besi ke dalam solenoida, sehingga inti besi tersebut memukul bel.

Sumber: www.1st-product.com

50


E. Pengeras Suara (Speaker) Pengeras suara (Inggris loud speaker atau speaker saja) adalah transduser yang mengubah sinyal elektrik ke frekuensi audio (suara) dengan cara menggetarkan komponennya yang berbentuk selaput. Dalam setiap sistem penghasil suara, penentuan kualitas suara terbaik tergantung dari speaker. Rekaman yang terbaik, dikodekan ke dalam alat penyimpanan yang berkualitas tinggi, dan dimainkan dengan deck dan pengeras suara kelas atas, tetap saja hasilnya suaranya akan jelek bila dikaitkan dengan speaker yang kualitasnya rendah. Sistem pada speaker adalah suatu komponen yang membawa sinyal elektronik, menyimpannya dalam CD, tapes, dan DVD, lalu mengembalikannya lagi ke dalam bentuk suara aktual yang dapat kita dengar. Dalam artikel ini, akan dijelaskan bagaimana sebuah speaker melakukan proses tersebut. Selain itu juga, akan dibahas mengapa speaker dirancang berbeda-beda dan bagaimana perbedaan tersebut menimbulkan efek yang berbeda pula terhadap kualitasnya. Speaker adalah sebuah teknologi menakjubkan yang memberikan dampak yang sangat besar terhadap budaya kita. Namun disamping semua itu, sebenarnya speaker hanyalah sebuah alat yang sangat sederhana. Pada dasarnya, speaker merupakan mesin penerjemah akhir, kebalikan dari mikrofon. Speaker membawa sinyal elektrik dan mengubahnya kembali menjadi getaran untuk membuat gelombang suara. Speaker menghasilkan getaran yang hampir sama dengan yang dihasilkan oleh mikrofon yang direkam dan dikodekan pada tape, CD, LP, dan lain-lain. Speaker tradisional melakukan proses ini dengan menggunakan satu drivers atau lebih. Elektromagnetik dalam Kehidupan Manusia

51

1. Diafragma Sebuah drivers memproduksi gelombang suara dengan menggetarkan cone yang fleksibel atau diafragma secara cepat. Cone tersebut biasanya terbuat dari kertas, plastik ataupun logam yang berdempetan pada ujung yang lebih besar pada suspension. Suspension atau surround, merupakan ratusan material yang fleksibel yang menggerakkan cone, dan mengenai bingkai logam pada drivers disebut basket. Ujung panah pada cone berfungsi menghubungkan cone ke voice coil. Coil tersebut didempetkan pada basket oleh spider yang merupakan sebuah cincin dari material yang fleksibel. Spider menahan coil pada posisinya sambil mendorongnya bergerak kembali dengan bebas dan begitu seterusnya. 2. Magnet Proses speaker coil bergerak, kembali ke posisi semula dan seterusnya adalah sebagai berikut. Elektromagnet diposisikan pada suatu bidang magnet yang konstan yang diciptakan oleh sebuah magnet permanen. Kedua magnet tersebut, yaitu elektromagnet dan magnet permanen, berinteraksi satu sama lain seperti dua magnet yang berhubungan pada umumnya. Kutub positif pada elektromagnet tertarik oleh kutub negatif pada bidang magnet permanen dan kutub negatif pada elektromagnet ditolak oleh kutub negatif magnet permanen. Ketika arah kutub elektromagnet bertukar, bertukar pula arah dan gaya tarik-menariknya. Dengan cara seperti ini, arus bolak-balik secara konstan membalikkan dorongan magnet antara voice coil dan 52


Sumber: www.photoshopstar.com

magnet permanen. Proses inilah yang mendorong coil kembali dan begitu seterusnya dengan cepat. Sewaktu coil bergerak, ia mendorong dan menarik speaker cone. Hal tersebut menggetarkan udara di depan speaker, membentuk gelombang suara. Sinyal audio elektrik juga dapat diinterpretasikan sebagai sebuah gelombang. Frekuensi dan amplitudo dari gelombang ini yang merepresentasikan gelombang suara asli, mendikte tingkat dan jarak pergerakan voice coil. Sehingga dapat disimpulkan, bahwa frekuensi dan amplitudo dari gelombang suara diproduksi oleh diafragma.


53

Sumber: www.eoswireless.com

Speaker tradisional memproduksi suara dengan cara mendorong dan menarik elektromagnet yang menyerang cone yang fleksibel. Walaupun drivers pada dasarnya memiliki konsep yang sama, namun ukuran dan kekuatan yang dimiliki berbeda-beda. Tipe-tipe dasar drivers, antara lain : woofers, tweeters, dan midrange. - Woofers merupakan tipe drivers yang paling besar yang dirancang untuk menghasilkan suara dengan frekuensi rendah. - Tweeters memiliki unit-unit yang lebih kecil dan dirancang untuk menghasilkan frekuensi paling tinggi. - Midrange, mampu menghasilan jarak frekuensi yang berada di tengah-tengah spektrum suara. Untuk dapat membuat gelombang frekuansi yang lebih tinggi, diafragma drivers harus bergetar lebih cepat. Hal ini lebih sulit dilakukan dengan cone yang berukuran besar karena berarti, massa

54


cone tersebut juga besar. Oleh sebab itu, sulit mendapatkan drivers yang kecil untuk dapat bergetar cukup lambat agar dapat menghasilkan suara dengan frekuensi sangat rendah.

Sumber: www.adi12085548.files.wordpress.com

F. Kompas Kompas adalah alat navigasi untuk mencari arah berupa sebuah panah penunjuk magnetis yang bebas menyelaraskan dirinya dengan medan magnet bumi secara akurat. Kompas memberikan rujukan arah tertentu, sehingga sangat membantu dalam bidang navigasi. Arah mata angin yang ditunjuknya adalah utara, selatan, timur, dan barat. Sumber: www.thumbs.dreamstime.com


55

Apabila digunakan bersama-sama dengan jam dan sekstan, maka kompas akan lebih akurat dalam menunjukkan arah. Alat ini membantu perkembangan perdagangan maritim dengan membuat perjalanan jauh lebih aman dan efisien dibandingkan saat manusia masih berpedoman pada kedudukan bintang untuk menentukan arah. Alat apa pun yang memiliki batang atau jarum magnetis yang bebas bergerak menunjuk arah utara magnetis dari magnetosfer sebuah planet sudah bisa dianggap sebagai kompas. Kompas jam adalah kompas yang dilengkapi dengan jam matahari. Kompas variasi adalah alat khusus berstruktur rapuh yang digunakan dengan cara mengamati variasi pergerakan jarum. Girokompas digunakan untuk menentukan utara sejati. Lokasi magnet di Kutub Utara selalu bergeser dari masa ke masa. Penelitian terakhir yang dilakukan oleh The Geological Survey of Canada melaporkan, bahwa posisi magnet ini bergerak kira-kira 40 km per tahun ke arah barat laut.

Sumber: www.solarnavigator.net

Berikut ini adalah arah mata angin yang dapat ditentukan kompas. - Utara (disingkat U atau N) - Barat (disingkat B atau W) - Timur (disingkat T atau E) - Selatan (disingkat S) 56


-

Barat laut (antara barat dan utara, disingkat NW) Timur laut (antara timur dan utara, disingkat NE) Barat daya (antara barat dan selatan, disingkat SW) Tenggara (antara timur dan selatan, disingkat SE)

G. Kaset Compact Cassette yang biasa disebut kaset, pita kaset, atau tape adalah media penyimpan data yang umumnya berupa lagu. Berasal dari bahasa Perancis, yakni cassette yang berarti “kotak kecil”. Kaset berupa pita magnetik yang mampu merekam data dengan format suara. Dari tahun 1970 sampai 1990-an, kaset merupakan salah satu format media yang paling umum digunakan dalam industri musik. Kaset terdiri dari kumparan-kumparan kecil. Kumparan-kumparan dan bagianbagian lainnya ini terbungkus dalam bungkus plastik berbentuk kotak kecil berbentuk persegi panjang. Di dalamnya terdapat sepasang roda putaran untuk pita magnet. Pita ini Sumber: www.media.photobucket.com akan berputar dan menggulung ketika kaset dimainkan atau merekam. Ketika pita bergerak ke salah satu arah dan yang lainnya bergerak ke arah yang lain. Hal ini membuat kaset dapat dimainkan atau merekam di kedua sisinya. Contohnya : side A dan side B.


57

Kaset pertama kali diperkenalkan oleh Phillips pada tahun 1963 di Eropa dan tahun 1964 di Amerika Serikat, dengan nama Compact Cassette. Kemudian, kaset semakin populer di industri musik selama tahun 1970-an dan perlahan-lahan menggeser piringan hitam. Produksi besar kaset diawali pada tahun 1964 di Hanover, Jerman. Pada awalnya, kualitas suara pada kaset ini tidak terlalu bagus untuk musik. Bahkan beberapa model awal tidak memiliki rancangan mesin yang baik. Pada tahun 1971, The Advant Corporation mem-

Sumber: www.media.photobucket.com

perkenalkan model terbarunya, Model 201 yang menggabungkan Dolby tipe B pengurang gangguan (noise) dengan pita kromium dioksida. Oleh karena itulah, kaset mulai dapat digunakan dalam industri musik secara serius, dan dimulailah era kaset berkecepatan tinggi. 58


Selama tahun 1980-an, popularitas kaset tumbuh semakin pesat karena hadirnya rekorder poket portabel pemutarnya seperti Sony’s Walkman. Seperti radio yang menyediakan musik pada 1960-an, pemutar CD portable pada 1990-an, dan MP3 player pada 2000-an, kaset memegang peran besar dalam dunia musik pada 1980-an dan 1990-an, bahkan di era sekarang (setelah 2000-an), kaset masih menjadi salah satu alternatif media musik. Materi/bahan magnet original pada kaset adalah gamma ferik oksida (Fe2O3). Pada 1970, Perusahaan 3M telah mengembangkan kobalt yang dikombinasikan dengan lapisan ganda untuk meningkatkan level output pita kaset secara keseluruhan. Produk ini dipasarkan dengan label “High Energy” di bawah brand Scotch. Di saat yang sama, BASF memperkenalkan kromium dioksida (CrO2) yang pelapisannya menggunakan magnetit (Fe3O4). Pada tahun 1974, TDK memperkenalkan avylin terbukti sangat sukses. Pada tahun 1979, akhirnya 3M memperkenalkan partikel metal murni yang dinamakan metafine. Sedangkan kaset-kaset yang sekarang umum dijual terdiri dari ferik oksida dan kobalt yang dicampur dan diproses, karena sangat jarang ada kaset yang dijual yang menggunakan CrO2 murni sebagai lapisannya.


59

Glosarium 1. Amplitudo am·pli·tu·do : 1) Fis; simpangan yg paling jauh dari titik keseimbangan pada getaran; 2) Geo; selisih suhu tahunan atau suhu harian; 3) Ling; jarak antara puncak gelombang bunyi dan titik rata-rata. 2. Audio (au·dio) [a] : Bersifat dapat didengar; [n] alat peraga yang bersifat dapat didengar (misal radio). 3. Kompas (kom·pas) [n] : Alat untuk mengetahui arah mata angin (biasanya berbentuk seperti jam yang berjarum besi berani yang menunjuk arah utara dan selatan); pedoman arah. 4. Navigasi (na·vi·ga·si) [n] : Ilmu tentang cara menjalankan kapal laut atau kapal terbang; tindakan menempatkan haluan kapal atau arah terbang. 5. Nikel (ni·kel) [n Kim] : Unsur logam berwarna putih perak, bersifat lentur; unsur dengan nomor atom 28, berlambang Ni, dan bobot atom 58,71.

60

Indeks A Amplitudo 40 Audio 53 Aurora 40 K Kompas 55, 56 Komutator 45 Kutub Magnet 7, 8, 53

N Navigasi 55 Nikel 14 S Solenoida 29, 51 Speaker 54

M Magnetis 52, 55, 56 Midrange 54

61

Daftar Pustaka Brandwein, P.F. 1990. Concepts in Science. Teacher Edition. New York: Harcourt, Brace & World, Inc. Bumei, David. 1997. Jendela IPTEK. Jakarta: Balai Pustaka. Farndon, John & Ian Graham. 2004. Grolier Science Library: Discovering Science. Essex: Miles Kelly Publishing Ltd. Noor, S dan Kaniawati, I. 2007. Sains untuk Pemula. Bandung: PT. Setia Purna Inves. Valens, G. Evans. 1964. Magnet. Amerika: World Pub. Co. Sumber internet: http://e-dukasi.net http://id.wikipedia.org http://organisasi.or http:// g-excess.com

62

Tentang Penulis Rahmat O., lahir di Bandung. Pendidikan formalnya di selesaikan di Fakultas Sastra Unpad. Selain menyukai dunia sastra, sains, dan komputer, ia juga bekerja pada sebuah lembaga penerbitan buku. Dari tempat kerjanya ini, banyak melahirkan gagasan untuk ditulis. Buku yang sedang Anda baca ini, merupakan karya perdananya.

63

64

Magnet & Manfaatnya bagi Manusia Rahmat O

Recommend Documents