Sifat Kutub, Cara Membuat dan Medan Magnet Bumi

Magnet, mungkin kita sudah tidak asing lagi dengan benda ini. Kita mengenal magnet pada hiasan yang sering ditempelkan di kulkas. Bahkan kita sebenarnya tinggal dalam sebuah magnet yang sangat besar yaitu bumi, planet tempat tinggal kita. Magnet dapat menempel pada besi dan beberapa logam lainnya.

Magnet, kata yang berasal dari bahasa yunani magnitis lithos yang mempunyai arti magnesium. Magnet sendiri adalah suatu materi yang mempunyai suatu medan magnet, dan dapat menarik benda-benda lain terutama yang terbuat dari jenis logam. Magnet sendiri berdasarkan asalnya dibedakan menjadi dua, yaitu magnet alam dan magnet buatan. Magnet yang ada saat ini mayoritas adalah magnet buatan, yang sengaja dibuat oleh manusia untuk keperluan tertentu. Magnet sendiri memiliki dua kutub, yaitu kutub utara dan kutub selatan. Meskipun sebuah magnet besar telah dipotong-potong menjadi beberapa magnet kecil, potongan magnet tersebut akan tetap memiliki dua kutub yaitu kutub utara dan kutub selatan. Kekuatan medan magnet yang dimiliki sebuah magnet berada pada kedua kutub magnet tersebut.

Bentuk-bentuk magnet

Daya tarik magnet paling kuat adalah pada logam semacam besi dan baja, dan kekuatan medan magnet diukur dalam satuan tesla. Kutub magnet yang sejenis (utara dengan utara) jika didekatkan akan saling tolak-menolak alias mereka tidak mau saling menempel, akan tetapi jika kutub magnet yang berlainan jenis (utara dengan selatan) dia akan saling tarik menarik dengan kuat. Itulah sifat kemagnetan yang paling dominan antara kedua kutubnya. Para pemulung memungut paku dari tumpukan sampah dengan menggunakan magnet. Benda-benda seperti besi, baja, nikel, dan kobalt disebut benda magnet. Benda magnet ditarik dengan kuat oleh magnet, sehingga walaupun terhalang benda lain seperti kaca, serbuk besi masih dapat ditarik oleh magnet.

Benda magnet pun dapat dengan mudah dibuat menjadi magnet. Berbeda dengan benda magnet, benda seperti plastik, tembaga, dan kaca hanya ditarik dengan lemah atau bahkan tidak ditarik oleh magnet. Benda yang ditarik dengan kuat oleh magnet disebut ferromagnetik. Benda yang ditarik dengan lemah oleh magnet dan benda yang tidak ditarik oleh magnet disebut paramagenetik. Selain itu, terdapat pula benda yang ditolak oleh magnet meskipun benda itu bukan magnet. Benda yang demikian tersebut diamagenetik, seperti seng atau bismut. Jadi benda magnet disebut juga ferromagnetik. Sedangkan benda bukan magnet mencangkup paramagnetik dan diamagnetik.

A. Sifat Kutub Magnet

Semua magnet mempunyai sifat-sifat tertentu. Setiap magnet, bagaimanapun bentuknya, mempunyai dua ujung dimana pengaruh magnetiknya paling kuat. Dua ujung tersebut dikenal sebagai kutub magnet. Salah satu kutub diberi nama kutub utara (U) dan kutub yang lain diberi nama kutub selatan (S). Magnet dibuat dalam berbagai bentuk dan ukuran meliputi magnet batang, tapal kuda, dan cakram. Jika dua magnet saling didekatkan, mereka saling mengerahkan gaya, yaitu gaya magnet. Gaya magnet, seperti gaya listrik, terdiri dari tarik menarik dan tolak-menolak. Jika dua kutub utara saling didekatkan, kedua kutub tersebut akan tolak menolak. Demikian juga halnya jika dua kutub selatan saling didekatkan. Namun, jika kutub selatan magnet lain, kutub-kutub tersebut akan tarik menarik. aturan untuk kutub-kutub magnet tersebut berbunyi; kutub-kutub senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama akan tarik-menarik.

Gambar sifat kutub magnet

Kutub magnet selalu ditemukan berpasangan, kutub utara dan kutub selatan. Jika sebuah magnet dipotong menjadi dua buah, dihasilkan dua magnet yang lebih kecil masing-masing mempunyai satu kutub utara dan satu kutub selatan. Prosedur ini dapat diulang-ulang, namun selalu dihasilkan sebuah magnet lengkap yang terdiri dari dua kutub.

B. Cara Membuat Magnet

Disamping magnet yang ditemukan di alam (magnet alam) ada juga magnet yang dibuat oleh manusia (magnet buatan). Bahkan magnet yang kebanyakan dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari yaitu magnet buatan. Benda yang dapat dibuat magnet adalah benda-benda yang tergolong dalam benda magnetik terutama ferromagnetik, contohnya besi atau baja. Pada prinsipnya membuat magnet adalah mengubah susunan magnet elementer yang tidak beraturan menjadi searah dan teratur. Ada tiga cara membuat magnet, yaitu dengan cara menggosok, dengan cara induksi, dan dengan cara mengalirkan arus listrik.

1. Membuat Magnet dengan Cara Menggosok

Besi yang semula bukan magnet, dapat dijadikan magnet. Caranya besi digosok dengan salah satu ujung magnet tetap. Arah gosokan dibuat searah agar magnet elementer yang terdapat pada besi letaknya menjadi teratur dan mengarah ke satu arah. Apabila magnet elementer besi telah teratur dan mengarah ke satu arah, dikatakan besi dan baja telah menjadi magnet. Ujung-ujung besi yang digosok akan terbentuk kutub-kutub magnet. Kutub-kutub yang terbentuk tergantung pada kutub magnet yang digunakan untuk menggosok. Pada ujung terakhir besi yang digosok, akan mempunyai kutub yang berlawanan dengan kutub ujung magnet penggosoknya.

2. Membuat Magnet dengan Cara Induksi

Besi dan baja dapat dijadikan magnet dengan cara induksi. Caranya adalah besi dan baja diletakkan di dekat magnet tetap. Magnet elementer yang terdapat pada besi dan baja akan terpengaruh atau terinduksi magnet tetap yang menyebabkan letaknya teratur dan mengarah ke satu arah. Besi atau baja akan menjadi magnet sehingga dapat menarik serbuk besi yang berada di dekatnya. Ujung besi yang berdekatan dengan kutub magnet batang, akan terbentuk kutub yang selalu berlawanan dengan kutub magnet penginduksi. Apabila kutub utara magnet batang berdekatan dengan ujung besi A, maka ujung besi A menjadi kutub selatan dan ujung besi B menjadi kutub utara atau sebaliknya.

3. Membuat Magnet dengan Cara Arus Listrik

Besi dan baja dapat juga dijadikan magnet dengan arus listrik. Caranya, besi dan baja dililit kawat yang dihubungkan dengan baterai. Magnet elementer yang terdapat pada besi dan baja akan terpengaruh aliran arus searah (DC) yang dihasilkan baterai. Hal ini menyebabkan magnet elementer letaknya teratur dan mengarah ke satu arah. Besi atau baja akan menjadi magnet dan dapat menarik serbuk besi yang berada di dekatnya. Magnet yang dibuat dengan cara arus listrik disebut magnet listrik atau elektromagnet. Besi yang berujung A dan B dililitkan kawat berarus listrik. Kutub magnet yang terbentuk bergantung pada arah arus ujung kumparan. Jika arah arus berlawanan jarum jam maka ujung besi tersebut menjadi kutub utara. Sebaliknya, jika arah arus searah putaran jarum jam maka ujung besi tersebut berbentuk kutub selatan. Dengan demikian, ujung A kutub utara dan ujung B kutub selatan atau sebaliknya.

C. Medan Magnet Bumi

Medan magnet ialah ruang dimana sebuah benda yang berada di dalam ruang itu mendapat gaya magnet. Makin besar kekuatan suatu magnet, makin besar pula medan magnetnya. Medan magnet digambarkan sebagai garis-garis lengkung yang disebut garis gaya magnet. Garis gaya magnet bermula dari kutub utara dan berakhir di kutub selatan magnet.

Bumi dapat dianggap sebagai sebuah magnet yang sangat besar. Kutub selatan magnet bumi berada di sekitar kutub utara bumi, sedangkan kutub utaranya berada di sekitar kutub selatan bumi. Letak kutub magnet bumi tidak tepat berimpit dengan kutub bumi. Oleh karena itu arah garis gaya magnet bumi tidak berimpit dengan arah utara-selatan yang sebenarnya. Itulah sebabnya jarum kompas tidak tepat menunjukkan arah utara dan selatan yang sebenarnya, tetapi sedikit menyimpang. Penyimpangan arah itu dinyatakan dengan sudut antara kutub magnet bumi dan kutub buminya dan disebut dengan sudut deklinasi. Besar sudut deklinasi di berbagai tempat di permukaan bumi tidak sama. Sudut deklinasi pun besarnya berubah-ubah setiap tahunnya.

Medan magnet bumi membentuk sudut dengan arah horizontal bumi. Sudut yang terbentuk antara magnet dengan bidang horizontal disebut sudut inklinasi. Besar sudut inklinasi di permukaan bumi juga berbeda-beda. Inklikasi terbesar terdapa bagian utara dan selatan kutub bumi. Medan magnet bumi mempengaruhi benda-benda yang ada di permukaan bumi bahkan hingga ke luar angkasa. Semakin jauh dari bumi pengaruh magnetnya semakin melemah. Benda-benda langit seperti meteor yang mengandung bahan-bahan logam yang dapat ditarik oleh magnet bumi akan tertarik masuk ke dalam atmosfer bumi. Benda-benda tersebut cenderung masuk dan tertarik ke arah kutub magnet bumi yang memiliki gaya magnet paling besar.

Apakah aurora itu ? Aurora merupakan cahaya yang terbentuk di kutub bumi. Aurora terbentuk akibat adanya interaksi antara medan magnet bumi dengan partikel-partikel dari matahari. Saat partikel berbahaya akibat ledakan di matahari memasuki bumi akan didorong oleh medan magnet untuk bergerak mengelilingi bumi. Jika partikel masuk, maka akan masuk di daerah kutub dan akan terbakar sehingga berbentuk sinar aurora. Jika energi partikel lebih besar maka partikel tersebut akan mengelilingi bumi seperti donat dan disebut serbuk radiasi.

Planet dan bintang dapat menghasilkan medan magnet karena terdapat material magnetik seperti besi di dalamnya dan dengan perputarannya muncul arus yang berputar mengelilinginya. Venus tidak memiliki medan magnet karena putarannya sangat lambat. Mars juga tidak memiliki medan magnet. Hal itu terjadi karena dalam mars tidak terbentuk lelehan, sehingga besi terletak di permukaan dan tidak dapat menimbulkan medan magnet.
Demikian penjelasan materi "Sifat Kutub, Cara Membuat dan Medan Magnet Bumi", semoga bermanfaat.