IPA · Bab 7 Kemagnetan

Nur Kuswanti

24/08/2021 13:44:31

SMP 9 K 13

Daftar Isi

Bab 1 Sistem Ekskresi Bab 2 Sistem Reproduksi Manusia Bab 3 Sistem Koordinasi, Regulasi, dan Indera Manusia Bab 4 Kelangsungan Hidup Organisme Bab 5 Bioteknologi Bab 6 Kelistrikan Bab 7 Kemagnetan Bab 8 Tata Surya

Halaman

Bab 7

Kemagnetan

181

BAB 7

Kemagnetan

A Pengaruh Magnet

B Induksi Elektromagnet

182

IPA SMP

Kelas IX

Peta Konsep Magnet

Peta Konsep

Magnet

Dua kutub: utara dan selatan

memilki

menghasilkan

Medan Magnet

Gaya tolak menolak

mengerjakan gaya pada ku-

tub tak sejenis berupa

mengerjakan gaya pada

kutub sejenis berupa

Bab 7

Kemagnetan

183

Peta Konsep Magnet

Peta Konsep

Alamiah

Gaya tolak menolak

Magnet

Buatan

dari bahan

dari kawat be-

rarus listrik

- Batang

- Ladam

- Lingkaran

1. Transformator

2. Generator

3. Relai

4. Bel listrik

5. Alat ukur listrik

berbentuk

contoh penggunaannya

- Magnet bumi

- Batuan-batuan yang

terdapat di alam

berbentuk

184

IPA SMP

Kelas IX

Dalam penyelidikan ini, kamu akan mencoba menentukan di tempat mana sebuah

magnet batang mempunyai gaya tarik terbesar terhadap benda lain.

Apa yang kamu butuhkan

penjepit kertas, 10 buah

magnet batang, 1 buah

Apa yang kamu lakukan

1. Ambillah sebuah magnet batang.

2. Tempelkan sebuah penjepit kertas pada salah satu ujung

magnet batang tersebut.

3. Tempelkan penjepit kedua pada ujung penjepit pertama

seperti yang diperlihatkan di

Gambar 7.1

ernahkah kamu dikejutkan oleh gaya aneh yang kamu rasakan ketika kamu

mendekatkan dua buah magnet batang? Gejala ini disebut

kemagnetan

. Kamu mungkin

tidak menyadari bahwa magnet berperan penting dalam kehidupan sehari-hari. Pada

saat kamu memegang magnet di dekat pintu kulkas, kamu merasakan gaya tarik ke pintu

tersebut. Ketika tanganmu lebih mendekat lagi, magnet tersebut akan menempel ke pintu.

Kamu tidak dapat melihat bagaimana cara magnet tersebut bekerja, namun kamu dapat

merasakan gaya tarik tersebut dan bahkan memanfaatkannya.

Tahukah kamu bahwa bel di sekolah menggunakan magnet? Magnet digunakan

secara luas dalam kehidupan sehari-hari, mulai dari bel sekolah, tape recorder, kulkas,

sampai kunci mobil. Pengetahuan tentang kemagnetan akan membantu kamu memahami

bagaimana peralatan listrik tersebut bekerja.

Gaya Tarik pada Magnet Batang

Gambar 7.1

Penjepit kertas yang menempel pada

sebuah magnet batang

Sifat Zat

Kegiatan Penyelidikan

Kemagnetan

BAB

Bab 7

Kemagnetan

185

4. Teruskan menambah penjepit kertas pada rantai penjepit kertas tersebut sampai tidak

dapat menahan penjepit yang ditambahkan.

5. Catatlah pada buku catatanmu jumlah penjepit yang saling menempel tersebut.

6. Ulangi langkah 2 sampai 5 dengan menempelkan penjepit pada 1 cm dari ujung magnet

batang tersebut.

7. Catatlah pada buku catatanmu jumlah penjepit yang saling menempel tersebut.

8. Ulangi langkah 2 sampai 5 dengan menempelkan penjepit pada tengah-tengah magnet

batang tersebut.

9. Catatlah pada buku catatanmu jumlah penjepit yang saling menempel tersebut.

Analisis

. Di bagian yang mana pada magnet batang penjepit menempel paling banyak ?

2. Di tempat manakah magnet batang mempunyai gaya tarik paling besar dan jelaskan

mengapa?

3. Ramalkan jumlah penjepit paling banyak yang dapat menempel pada magnet batang

yang lain.

4. Ramalkan jumlah penjepit paling banyak yang dapat menempel pada ujung magnet

batang lain yang lebih kuat.

Magnet

Lebih dari 2000 tahun yang lalu, orang Yunani yang hidup di suatu daerah di Turki

yang dikenal sebagai Magnesia menemukan batu aneh. Batu tersebut menarik benda-

benda yang mengandung besi seperti diperlihatkan pada

Gambar 7.2

. Karena batu tersebut

186

IPA Bab 7

Kemagnetan

adalah suatu sifat zat yang tera-

mati sebagai suatu gaya tarik atau gaya tolak antara

kutub-kutub tidak senama atau senama. Gaya magnet

tersebut paling kuat di dekat ujung-ujung atau

kutub-

kutub magnet

tersebut. Semua magnet memiliki dua

kutub magnet yang berlawanan, utara (U) dan selatan

(S). Apabila sebuah magnet batang digantung maka

magnet tersebut berputar secara bebas, kutub utara

akan menunjuk ke utara.

Bahan Magnetik

Jika kamu mendekatkan sebuah magnet pada sepotong

kayu, kaca, alumunium, atau plastik, apa yang terjadi? Ya,

kamu betul jika kamu mengatakan tidak terjadi apa-apa.

Tidak ada pengaruh apa pun antara magnet dan bahan-

bahan tersebut. Di samping itu, bahan-bahan tersebut

tidak dapat dibuat magnet. Tetapi, bahan-bahan seperti

besi, baja, nikel, dan kobalt bereaksi dengan cepat terhadap

sebuah magnet. Seluruh bahan tersebut dapat dibuat

magnet. Mengapa beberapa bahan mempunyai sifat

magnetik sedangkan yang lain tidak?

Secara sederhana kita dapat menge-lompokkan

bahan-bahan menjadi dua kelompok. Pertama adalah

bahan magnetik, yaitu bahan-bahan yang

dapat ditarik oleh magnet. Kedua adalah

bahan bukan magnetik, yaitu bahan-

bahan yang tidak dapat ditarik oleh

magnet.

Pengaruh Magnet

Kata-kata IPA

Kemagnetan

Kutub magnet

Bahan magnet

Inklinasi

Kutub geogra

Deklinasi

Solenoida

Gaya Lorentz

Elektromagnet

Galvanometer

Motor listrik

Relai

Gambar 7.2

Magnetit adalah suatu bahan tambang yang

memiliki sifat-sifat magnetik alamiah.

Benda apa yang dapat ditarik oleh magnetit?

Sumber: Glencoe, 1999

Bab 7

Kemagnetan

187

Bahan magnetik yang paling kuat disebut

bahan

ferromagnetik

. Nama tersebut berasal dari bahasa Latin

ferrum

yang berarti besi. Bahan ferromagnetik ditarik

dengan kuat oleh magnet dan dapat dibuat menjadi

magnet. Sebagai contoh, jika kamu mendekatkan sebuah

magnet pada sebuah paku besi, magnet akan menarik

paku tersebut. Jika kamu menggosok paku dengan

magnet beberapa kali dengan arah yang sama, paku itu

sendiri akan menjadi sebuah magnet. Paku tersebut akan

tetap berupa magnet meskipun magnet yang digunakan

menggosok tersebut telah dijauhkan.

Bahan-bahan magnetik tersebut dapat dibagi menjadi

dua macam.

a. Bahan

ferromagnetik

, yaitu bahan yang ditarik oleh

magnet dengan gaya yang kuat. Bahan ini misalnya

besi, baja, kobalt dan nikel.

b. Bahan

paramagnetik

, yaitu bahan yang ditarik oleh

magnet dengan gaya yang lemah. Bahan ini misalnya

aluminium, platina, dan mangaan.

Sedangkan bahan yang tidak ditarik oleh magnet

digolongkan sebagai bahan

diamagnetik

misalnya bismut,

tembaga, seng, emas dan perak.

Beberapa bahan, seperti besi lunak, mudah dibuat

menjadi magnet. Tetapi bahan tersebut mudah kehilangan

kemagnetannya. Magnet yang dibuat dari bahan besi

lunak seperti itu disebut

magnet sementara

. Magnet lain

dibuat dari bahan yang sulit dihilangkan kemagnetannya.

Magnet demikian disebut

magnet tetap

Kobalt, nikel, dan besi adalah bahan yang digunakan

untuk membuat magnet tetap. Banyak magnet tetap

dibuat dari campuran aluminium, nikel, kobalt dan besi.

Gambar 7.3

memperlihatkan bermacam-macam bentuk

magnet.

Membuat Magnet

Apa yang kamu lakukan

1. Ambillah sebuah paku dan

penjepit kertas.

2. Dekatkan ujung paku tersebut

ke penjepit kertas. Apakah

penjepit tersebut menempel ke

ujung paku?

3. Ambillah sebuah magnet

batang. Gosoklah pelan-pelan

ujung paku tersebut ke salah

satu ujung magnet batang.

Dekatkan ujung paku tersebut

ke penjepit. Apakah penjepit

tersebut menempel ke ujung

paku tersebut?

4. Ambillah sebuah paku yang

lain.

5. Dekatkan ujung paku ter-

sebut ke salah satu ujung

magnet batang (jangan sampai

menyentuh). De-katkan ujung

paku tersebut ke penjepit

kertas. Apakah penjepit

tersebut menempel ke ujung

paku?

Analisis

1. Pada prosedur 3, kamu

membuat magnet dengan cara

apa?

2. Pada prosedur 5, kamu

membuat magnet dengan cara

apa?

Lab Mini 7.1

188

IPA SMP

Kelas IX

Kutub Magnet

Semua magnet mempunyai sifat-sifat tertentu. Setiap

magnet, bagaimanapun bentuknya, mempunyai dua ujung

di mana pengaruh magnetiknya paling kuat. Dua ujung

tersebut dikenal sebagai

kutub magnet

. Kutub magnet

yang bila digantung menunjuk arah utara disebut kutub

utara (U), dan sebaliknya disebut kutub selatan (S). Magnet

dibuat dalam berbagai bentuk dan ukuran meliputi magnet

batang, tapal kuda, dan cakram seperti diperlihatkan pada

Gambar 7.3

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 utara salah satu magnet didekatkan ke 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

. Bagaimana aturan

ini bila dibandingkan dengan aturan yang memaparkan

perilaku muatan listrik?

Gambar 7.3

Magnet dibuat dalam berbagai ukuran

dan bentuk, meliputi magnet batang,

tapal kuda, dan U

Sumber: http://galery.hd.or/_c/natural-science

Bab 7

Kemagnetan

189

Gambar 7.4

Dua magnet batang yang digantung dengan

benang bebas bergerak. Gaya apa yang

terdapat pada magnet-magnet tersebut?

Gambar 7.5

Tidak memandang berapa kali sebuah

magnet dipotong menjadi dua, tiap-tiap

po-tongan tetap memperta-hankan sifat-sifat

kemag-netannya.

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.

Dua kutub sejenis tolak-menolak.

Dua kutub tidak sejenis tarik-menarik.

190

IPA SMP

Kelas IX

Gambar 7.6

a. Normalnya, atom-atom dalam sebuah

logam tersusun secara acak.

b. Kutub selatan yang kuat menarik

semua kutub utara dari magnet atom,

yang membuat logam tersebut menjadi

sebuah magnet.

Terjadinya Kemagnetan

Sifat-sifat magnetik suatu bahan bergantung pada

struktur atomnya.

Para ilmuwan mengetahui bahwa

atom memiliki sifat-sifat magnetik. Sifat-sifat magnetik

tersebut disebabkan gerak elektron dalam atom-atom

tersebut. Oleh karena itu, tiap atom di dalam suatu bahan

magnetik adalah seperti sebuah magnet kecil yang disebut

magnet atom

. Dalam keadaan normal, atom-atom tersebut

menunjuk ke semua arah secara acak sehingga kemagnetan

mereka saling menghilangkan seperti ditunjukkan pada

Gambar 7.6a

. Agar sebuah benda secara keseluruhan

bekerja sebagai magnet, sebagian besar atom-atom dalam

benda tersebut harus menunjuk arah yang sama. Ketika

atom-atom tersebut menunjuk pada arah yang sama, gaya

magnetik tiap atom bergabung menjadi gaya magnetik

yang lebih besar, seperti ditunjukkan pada

Gambar 7.6b

Bab 7

Kemagnetan

191

Medan Magnet

Meskipun gaya magnet paling kuat terdapat pada

kutub-kutub magnet, gaya tersebut tidak terbatas hanya

pada kutub. Gaya magnet juga terdapat di sekitar bagian

magnet yang lain. Daerah di sekitar magnet tempat gaya

magnet bekerja disebut

medan magnet

Sangat membantu jika kamu memikirkan medan

magnet sebagai suatu daerah yang dilewati oleh garis-

garis gaya magnet. Garis gaya magnet menentukan medan

magnet sebuah benda. Seperti halnya garis-garis medan

listrik, garis-garis gaya magnet dapat digambar untuk

memperlihatkan lintasan medan magnet tersebut. Garis

medan magnet berkeliling dalam lintasan tertutup dari

kutub utara ke kutub selatan dari sebuah magnet. Suatu

medan magnet yang diwakili oleh garis-garis gaya yang

terentang dari satu kutub sebuah magnet ke kutub yang

lain, merupakan suatu daerah tempat bekerjanya gaya

magnet tersebut.

Gambar 7.7

Kamu dapat melihat garis-garis gaya

magnet dengan cara menaburkan serbuk

besi pada selembar kaca yang diletakkan di

atas sebuah magnet batang atau meng-

gunakan kompas untuk melacak arah garis

gaya magnet di luar magnet. Serbuk besi

dan jarum kompas tersebut tertata segaris

dengan garis medan magnet.

Dimanakah

tempat garis-garis gaya tersebut selalu

paling banyak dan pa- ling berdekatan satu

sama lain?

Garis gaya magnet dapat diperlihatkan dengan mudah

dengan menaburkan serbuk besi pada selembar kertas

yang diletakkan di atas sebuah magnet. Lihatlah

Gambar

7.7

. Di manakah garis gaya magnet yang selalu ditemukan

paling banyak dan paling berdekatan satu sama lain?

Sumber: Glencoe, 1999

192

IPA SMP

Kelas IX

Gambar 7.8

Kutub senama tolak-menolak

Gambar 7.9

Kutub tidak senama tarik-menarik.

Gambar 7.8

memperlihatkan garis-garis gaya yang

terdapat di antara kutub-kutub senama dua buah magnet

batang. Pola serbuk besi memper-lihatkan kutub-kutub

senama tolak-menolak. Gambar 7.9 memperlihatkan garis

gaya magnet yang terdapat di antara kutub-kutub tak-

senama dua buah magnet batang. Pola serbuk besi memper-

lihatkan kutub-kutub tidak senama tarik menarik.

Sumber:Glencoe, 1999

Bab 7

Kemagnetan

193

Lab Mini 7.1

Gambar 7.10

Susunan dua magnet batang

Kutub-kutub sejenis

berdekatan

Kutub-kutub tak-seje-

nis berdekatan

Mengamati Medan Magnet

Dalam penyelidikan ini kamu akan mengamati daerah di

sekitar magnet batang dan apakah kutub-kutub magnet saling

tolak-menolak ataukah tarik-menarik.

Apa yang kamu butuhkan

1. Serbuk besi di dalam kantong plastik

2. Magnet batang, 2 buah

3. Kertas tipis

Apa yang kamu lakukan

1. Letakkan satu buah magnet batang di atas meja.

2. Letakkan kantong plastik berisi serbuk besi di atas magnet

tersebut.

3. Ratakan serbuk besi di dalam kantong tersebut. Gambarlah

pada buku catatanmu pola serbuk besi yang kamu lihat.

Tandai ujung-ujung gambarmu dengan U dan S untuk

menunjukkan kutub utara dan selatan magnet tersebut.

4. Letakkan 2 buah magnet batang di atas meja dengan

kutub-kutub sejenis saling berdekatan dan sejajar satu

dengan yang lain dan dengan jarak sekitar 1,5 cm seperti

diperlihatkan pada Gambar 7.10a. Tempatkan kedua kutub

selatan itu di sebelah kanan.

5. Letakkan kantong berisi serbuk besi itu di atas dua magnet

batang tersebut. Gambarlah pada buku catatanmu pola

serbuk besi yang kamu lihat.

6. Sekarang letakkan 2 buah magnet batang tersebut dengan

kutub utara dan kutub selatan berhadapan dengan jarak 1,5

cm seperti diperlihatkan Gambar 7.10b.

7. Letakkan kembali kantong plastik tersebut di atas dua

magnet batang tersebut. Gambarlah pada buku catatanmu

pola serbuk besi yang kamu lihat.

Analisis

1. Di manakah serbuk besi kelihatan paling padat?

2. Bagaimanakah pola serbuk besi tersebut ketika 2 buah

kutub senama saling berdekatan?

3. Bagaimanakah pola serbuk besi tersebut ketika 1 buah

kutub selatan salah satu magnet berdekatan dengan 1

kutub utara magnet lainnya?

194

IPA SMP

Kelas IX

Bumi Memiliki Sifat Magnet

Mengapa satu kutub dari sebuah magnet batang yang

digantung dengan benang selalu menunjuk ke arah utara

dan satu kutub yang lain selalu menunjuk ke selatan? Kutub-

kutub magnet tersebut pada mulanya diberi nama semata-

mata untuk memaparkan arah kutub-kutub tersebut di

atas permukaan Bumi. Diberi nama kutub utara karena

kutub magnet tersebut menghadap ke kutub utara Bumi.

Demikian juga halnya dengan kutub selatan magnet.

Orang pertama yang mengajukan jawaban atas

pertanyaan di atas adalah ahli

sika Inggris yang bernama

William Gilbert. Pada tahun 1600, Gilbert berpendapat

bahwa Bumi itu sendiri merupakan sebuah magnet. Ia

meramalkan kelak akan ditemukan bahwa Bumi memiliki

kutub-kutub magnet.

Teori Gilbert itu ternyata benar. Kutub magnet Bumi

akhirnya ditemukan. Sekarang, para ilmuwan mengetahui

bahwa Bumi berperilaku seperti kalau ia mempunyai

sebuah magnet batang yang terkubur jauh di dalam pusat

Bumi.

Bumi memiliki garis-garis gaya magnet dan dikelilingi

oleh medan magnet yang paling kuat di dekat kutub

magnet utara dan selatan.

Asal mula sebenarnya dari medan magnet Bumi belum

sepenuhnya dipahami. Diyakini bahwa medan magnet

tersebut berkaitan dengan inti dalam Bumi, yang hampir

seluruhnya merupakan besi dan nikel.

Kompas

Perhatikan kompas yang diperlihatkan pada

Gambar

7.11

. Jika kamu pernah menggunakan kompas, kamu

mengetahui bahwa jarum kompas selalu menunjuk

ke arah utara. Jarum kompas merupakan sebuah

magnet. Ia mempunyai sebuah kutub utara dan

sebuah kutub selatan. Kutub utara jarum kompas

menunjuk ke Kutub Utara Bumi.

Dimanakah tepatnya letak kutub utara tersebut?

Seperti yang telah kamu pelajari, kutub-kutub magnet

yang senama tolak-menolak dan kutub-kutub magnet

yang tak-senama tarik-menarik. Sehingga kutub magnet

Bumi ke arah mana kutub utara sebuah kompas menunjuk

harus merupakan kutub selatan magnetik. Dengan kata

Gambar 7.11

Sebuah kompas dengan jarumnya

menunjuk ke arah utara.

Bab 7

Kemagnetan

195

lain, kutub utara sebuah jarum kompas menunjuk ke arah

kutub utara Bumi, yang sebenarnya merupakan kutub

selatan magnet Bumi. Hal yang sama berlaku untuk kutub

selatan Bumi, yang sebenarnya merupakan kutub utara

magnet.

Kutub-kutub magnet Bumi tidak tepat berimpit dengan

kutub-kutub Bumi seperti diperlihatkan pada

Gambar

7.12

. Ilmuwan telah menemukan bahwa kutub selatan

magnet Bumi terletak di timur laut Kanada, kurang-lebih

berjarak 1500 kilometer dari kutub utara Bumi. Kutub utara

magnet Bumi terletak dekat Antartika. Perbedaan sudut

antara sebuah kutub magnet Bumi dan sebuah kutub Bumi

disebut sudut

deklinasi

. Besar deklinasi tersebut tidak sama

untuk semua tempat di Bumi ini. Di dekat ekuator, sudut

deklinasi tersebut kecil. Semakin dekat dengan kutub,

sudut tersebut semakin besar. Sudut deklinasi ini harus

diperhitungkan pada saat menggunakan sebuah kompas.

Disamping membentuk sudut dengan kutub Bumi, jarum

kompas juga membentuk sudut dengan bidang datar.

Jarum kompas tidak selalu sejajar dengan bidang datar.

Hal ini berarti garis-garis gaya magnet Bumi tidak selalu

sejajar dengan permukaan Bumi.

Sumber: Serway & Jewet, 2004

Kutub selatan

magnet bumi

Kutub utara

Geografi

Ekuador

Geografi

Kutub selatan

Geografi

Kutub utara

Magnet bumi

Ekuator Magnet

Gambar 7.12

Kutub-kutub Bumi tidak tepat bera-

da pada tempat yang sama seperti

kutub-kutub magnet Bumi. Apa yang

sudah biasa kita sebut kutub utara

sesungguhnya adalah kutub selatan

magnet Bumi.

(Serway & Jewet, 2004)

196

IPA SMP

Kelas IX

Gambar 7.13(a)

Arus yang mengalir melalui sebuah kawat akan

menimbulkan medan magnet.

Selama bertahun-tahun Hans Cristian Oersted,

seorang guru

sika dari Denmark, mempercayai ada suatu

hubungan antara kelistrikan dan kemagnetan, namun dia

tidak dapat membuktikan secara eksperimen. Baru pada

tahun 1820 dia akhirnya memperoleh bukti.

Oersted mengamati bahwa ketika sebuah kompas

diletakkan dekat kawat berarus, jarum kompas tersebut

menyimpang atau bergerak, segera setelah arus mengalir

melalui kawat tersebut. Ketika arah arus tersebut dibalik,

jarum kompas tersebut bergerak dengan arah sebaliknya.

Jika tidak ada arus listrik mengalir melalui kawat tersebut,

jarum kompas tersebut tetap diam. Karena sebuah jarum

kompas hanya dapat disimpangkan oleh suatu medan

magnet, Oersted menyimpulkan bahwa suatu arus listrik

menghasilkan suatu medan magnet.

Lihatlah

Gambar 7.13a

. Ketika kompas-kompas kecil

tersebut diletakkan di sekitar penghantar lurus yang

Medan Magnet

di Sekitar Arus Listrik

Baterai

(a)

Sudut kemiringan yang dibentuk oleh jarum kompas

terhadap bidang datar tersebut disebut

inklinasi

. Besar

sudut inklinasi tidak sama pada semua tempat di Bumi.

Di dekat garis khatulistiwa, sudut inklinasi tersebut

sama dengan nol. Semakin dekat dengan kutub, sudut

inklinasinya semakin besar.

Bab 7

Kemagnetan

197

tidak dialiri arus listrik, jarum-jarum kompas tersebut

sejajar (semuanya menunjuk ke satu arah). Keadaan ini

memperlihatkan bahwa jarum kompas tersebut hanya

dipengaruhi oleh medan magnet Bumi. Ketika penghantar

lurus tersebut dialiri arus listrik dengan arah ke bawah

(tegangan positif baterai terhubung pada ujung atas

penghantar), jarum-jarum kompas tersebut membentuk

arah tertentu (

Gambar 7.13b

). Arah jarum kompas tersebut

jika dihubungkan satu dengan lainnya akan membentuk

lingkaran yang arahnya searah dengan jarum jam. Ketika

arah arus tersebut dibalik, arah medan magnet tersebut

juga terbalik (

Gambar 7.13c

). Dengan demikian suatu arus

listrik yang mengalir melalui sebuah kawat menimbulkan

medan magnet yang arahnya bergantung pada arah arus

listrik tersebut. Garis gaya magnet yang dihasilkan oleh

arus dalam sebuah kawat lurus berbentuk lingkaran

dengan kawat berada di pusat lingkaran. Besarnya medan

magnet tersebut berbanding lurus dengan besar arus listrik

dan panjang kawat.

Kaidah tangan kanan

dapat digunakan untuk

menentukan arah medan magnet sekitar penghantar lurus

yang dialiri arus listrik. Lihatlah

Gambar 7.14

. Arah ibu

jari tangan kanan menunjukkan arah arus listrik. Jari-jari

tangan yang melingkari penghantar tersebut menunjukkan

arah medan magnet.

Penghantar lurus

(b)

(c)

Sumber: Malvino, 1993

Gambar 7.13(b,c)

Arah jarum kompas berbalik ketika arah arus

listrik pada kawat penghantar dibalik.

198

IPA SMP

Kelas IX

Medan Magnet dalam Kumparan

Oersted menyadari bahwa jika sebuah kawat berarus

dililit menjadi suatu kumparan, medan magnet yang

dihasilkan oleh tiap lilitan dijumlahkan menjadi satu.

Hasilnya adalah sebuah medan magnet yang kuat pada

tengah-tengah kumparan dan pada kedua ujungnya.

Kedua ujung kumparan tersebut berperilaku seperti kutub-

kutub sebuah magnet. Sebuah kumparan kawat panjang

dengan banyak lilitan disebut

solenoida

, seperti yang

diperlihatkan pada

Gambar 7.15

. Dengan demikian sebuah

solenoida bekerja seperti sebuah magnet ketika arus listrik

mengalir melalui solenoida tersebut. Kutub utara dan

selatan berubah sesuai dengan arah arus tersebut.

Gambar 7.1

4a memperlihatkan garis medan magnet

sekitar kawat dengan arus yang melaluinya. Gambar 7.14b

memperlihatkan bahwa dengan menambahkan lilitan

kawat untuk membuat kumparan akan menimbulkan

lebih banyak garis medan magnet, akibatnnya medan

magnet menjadi lebih kuat. Ketika inti besi dimasukkan

kedalam koil demikian dan arus dilewatkan melalui koil,

maka terbentuk magnet sementara yang kuat yang disebut

elektromagnet

. Inti besi menjadi sebuah magnet. Salah

satu ujung koil bekerja seperti kutub utara dan ujung

lain seperti kutub selatan Kekuatan medan magnet dapat

ditingkatkan dengan menambah lebih banyak lilitan pada

koil dan dengan menaikkan arus yang melalui kawat.

Magnet mempengaruhi serbuk besi. Demikian juga

kawat yang dialiri arus listrik. Ketika kawat dililitkan pada

sebuah paku, pola serbuk besi seperti pola yang dibentuk

oleh magnet batang. Ini memperlihatkan hubungan

antara kelistrikan dan kemagnetan. Medan magnet selalu

mengelilingi arus listrik.

Gambar 7.14

Kaidah tangan kanan untuk peng-

hantar lurus dapat digunakan untuk

menentukan arah medan elektro-

magnet.

Arah arus (den-

gan ibu jari)

Arah medan mag-

net (dengan jari

telunjuk)

Sumber: micro.magnet.fsu.edu

Bab 7

Kemagnetan

199

Gambar 7.15

Kumparan yang dialiri arus merupakan

sebuah solenoida.Jika seutas kawat

dililit menjadi sebuah solenoida, medan

magnet yang ditimbulkan oleh arus

menjadi paling kuat pada ujung-ujung

solenoida, seperti sebuah magnet

batang.

Medan magnet solenoida dapat diperkuat dengan

memperbesar jumlah belitan atau besar arus yang

mengalir melalui kawat tersebut. Namun peningkatan

medan magnet terbesar diperoleh dengan menempatkan

sepotong besi di tengah-tengah solenoida tersebut. Medan

magnet solenoida tersebut memagnetisasi atau mengatur

arah seluruh magnet atom dari besi tersebut. Medan

magnet yang dihasilkan sama dengan jumlah dari medan

magnet kumparan dan medan magnet besi. Medan magnet

ini dapat ratusan bahkan ribuan kali lebih besar daripada

kekuatan medan magnet yang dihasilkan oleh kumparan

sendirian.

Gaya Magnet pada Penghantar Berarus

yang Berada di dalam Medan Magnet

Kamu telah mengetahui bahwa suatu arus listrik dapat

memberikan suatu gaya pada sebuah magnet, misalnya

sebuah kompas. Kamu juga telah mengetahui bahwa gaya

selalu terjadi dalam pasangan. Apakah medan magnet

memberikan suatu gaya pada suatu penghantar berarus

listrik?

Untuk menjawab pertanyaan tersebut, perhatikan

percobaan pada

Gambar 7.16

. Sebuah penghantar

ditempatkan di dalam medan magnet antara kutub-kutub

magnet U. Pada

Gambar 7.16a

, ketika arus dialirkan

melalui penghantar tersebut, penghantar akan bergerak

ke atas. Pada

Gambar 7.16b

, jika arah arus dibalik,

Sumber: Serway & Jewet, 2004

200

IPA SMP

Kelas IX

Gambar 7.17

Jari tengah menunjukkan arah arus listrik

(i), telunjuk menunjukkan arah medan

magnet (B), ibu jari menunjukkan arah

gaya (F).

Gambar 7.16

Medan magnet mengerjakan sebuah

gaya pada penghantar yang dialiri arus

listrik.

Gaya ke atas

Arah arus

listrik

Arah arus

listrik

Gaya ke bawah

penghantar bergerak ke bawah. Maka jawabannya

adalah ya. Suatu medan magnet memberikan suatu

gaya pada sebuah kawat yang dialiri arus. Gaya yang

menyebabkan penghantar tersebut bergerak ke atas

dan ke bawah ini disebut

gaya Lorentz

Arah arus listrik, medan magnet, dan gaya

tersebut dapat ditentukan dengan menggu-nakan

aturan tangan kiri

seperti yang diperlihatkan pada

Gambar 7.17

Bab 7

Kemagnetan

201

Membuat Elektromagnet

Dapatkah kamu menggunakan listrik untuk membuat setiap benda men-

jadi magnet? Dapatkah kamu membuat kemagnetan datang dan pergi?

Bagaimana kamu dapat membuat sebuah magnet yang lebih kuat? Kegiatan

ini membantu kamu untuk menjawab pertanyaan tersebut.

Apa yang kamu butuhkan

kawat tembaga berisolasi panjang 100 cm

pensil, 1 buah

kompas, 1 buah

baterai 1,5V, 2 buah

paku, 1 buah

penjepit kertas 10 buah

Apa yang kamu lakukan

1. Buatlah sebuah paku yang dililiti kawat seperti yang

diperlihatkan pada

Gambar 7.18a

. Banyak lilitan pada

paku tersebut adalah 20 lilitan. Sisakan 15 cm pada tiap

ujung kawat yang tidak dililitkan.

2. Dengan sakelar masih terbuka, hubung-kan ujung-

ujung kawat ke baterai. Ujilah kumparan tersebut

dengan sebuah kompas. Apakah jarum kompas berge-

rak? Catatlah hasil pengamatanmu.

3. Tutuplah sakelar tersebut. Ujilah kumparan tersebut

dengan kompas. Apakah jarum kompas bergerak?

Catatlah hasil pengamatanmu pada buku catatanmu.

4. Tempelkan sebuah penjepit kertas ke ujung paku,

seperti diperlihatkan di

Gambar 7.18b

. Apakah

penjepit tersebut melekat pada paku? Catatlah hasil

pengamatanmu pada Tabel. Buka sakelar setelah

menutup selama 5 detik.

5. Tutup sakelar tersebut. Tempelkan beberapa penjepit

satu persatu ke paku tersebut sampai paku tersebut

tidak dapat menahan penjepit terakhir. Buka saklar

ketika paku menjatuhkan penjepit terakhir tersebut.

Catatlah hasilnya pada buku catatanmu jumlah penjepit

yang dapat melekat pada paku tersebut.

Sebuah paku dililiti oleh kawat.

Paku yang berubah menjadi

elektromagnet ditempelkan ke

penjepit.

Gambar 7.18

Elektromagnet yang terbuat dari paku.

Kegiatan 7.1

202

IPA SMP

Kelas IX

Paku

Pensil

20 lilitan

40 lilitan

20 lilitan

40 lilitan

...............

............... ...............

Tabel 7.1. Jumlah Penjepit yang Melekat pada

Elektromagnet

6. Sekarang buatlah lilitan kawat sebanyak 40 lilitan.

Ulangi prosedur 4 dan 5.

7. Lepaskan kawat dari paku tersebut. Ulangi prosedur 1

sampai 6 dengan menggunakan pensil sebagai meng-

ganti paku.

Analisis

1. Berapakah jumlah lilitan yang memungkinkan paku

tersebut menahan penjepit paling banyak? Mengapa

demikian?

2. Bagaimanakah dengan pensil jika dibandingkan dengan

paku tersebut?

3. Jika kamu membuka sakelar, apakah paku tersebut

masih dapat menarik penjepit? Mengapa demikian?

Bab 7

Kemagnetan

203

Penggunaan Elektromagnetik

Gambar 7.19

Multimeter yang umum digunakan untuk

mengukur V, I dan R; (a) AVO analog, (b)

AVO digital.

Galvanometer

Gambar 7.19

memperlihatkan tipe multimeter

yang biasa digunakan oleh para teknisi.

Gambar 7.19a

memperlihatkan amper-volt-ohmmeter (AVO) analog,

sedangkan

Gambar 7.19b

memperlihatkan multimeter

digital. Kedua tipe multimeter tersebut mampu mengukur

tegangan, arus, dan hambatan.

AVO analog tersebut bekerja berdasarkan prinsip

kumparan putar. Alat lain yang bekerjanya mirip AVO

analog salah satunya adalah galvanometer. Konstruksi

galvanometer tersebut diperlihatkan pada

Gambar

7.20

. Galvanometer memiliki kumparan putar yang

dihubungkan ke rangkaian listrik sedemikian rupa

sehingga kumparan tersebut dapat berputar dalam suatu

medan magnet yang berasal sebuah magnet tetap. Ketika

arus mengalir melalui kumparan tersebut, gaya magnet

menyebabkan kumparan tersebut berputar. Sebuah jarum

penunjuk dipasang pada kumparan tersebut sehingga

memungkinkan pembacaan pada skala. Besar simpangan

jarum tersebut bergantung pada besar arus yang mengalir

di dalam kumparan.

Sumber: Do. Penulis

204

IPA SMP

Kelas IX

Gambar 7.20

Galvanometer menggunakan elektromagnet

untuk mendeteksi arus listrik.

Apakah yang

menyebabkan jarum tersebut bergerak?

Gambar 7.21

Diagram sebuah motor dc sederhana

Arah gerakan

Medan

Arus

Arus dari kanan

ke kiri

Tidak ada arus

Arus dari kanan

ke kiri

Motor Listrik-Dari Energi Listrik Men-

jadi Energi Mekanis

Apakah kamu pernah menggunakan

kipas angin listrik untuk mendinginkan

ruangan? Kipas angin tersebut menggunakan

motor listrik

. Motor listrik adalah peralatan

yang mengubah energi listrik menjadi energi

mekanis. Motor listrik itulah yang memutar

baling-baling kipas angin. Putaran baling-

baling tersebut mendorong udara ke arah

kamu sehingga kamu merasa sejuk.

Sebuah motor bekerja berdasarkan prinsip

yang sama dengan sebuah galvanometer,

kecuali tidak dilengkapi pegas sehingga

kumparan tersebut dapat terus berputar pada

satu arah.

Gambar 7.21

memperlihatkan

diagram motor listrik sederhana. Untuk

menjaga agar koil (kumparan) tetap berputar,

kita harus membalik arah arus dalam koil

pada saat yang tepat. Dalam motor arus

searah, arus dibalik setiap setengah putaran

oleh komutator yang tampak seperti cincin

tembaga yang terbelah menjadi dua bagian.

Diagram memperlihatkan arus dari baterai

yang melalui kontak sikat ke setengah bagian

komutator.

Gunakan hukum tangan kiri untuk kawat

yang dekat dengan kutub Utara dari magnet.

Jarum

penunjuk

Skala

Magnet

tetap

Kumparan

Sumber: Floyd 1993

Bab 7

Kemagnetan

205

Gambar 7.22

Kaset video di dalamnya terdapat pita

untuk menyimpan rekaman suara dan

gambar

Pita audio dan video (

Gambar 7.22

) merupakan

pesan-pesan magnetik yang diterjemahkan menjadi

suara dan gambar oleh mesin. Pesan-pesan tersebut

direkam ketika pita tersebut melewati suatu

elektromagnet. Ketika arus listrik dalam

elektromagnet tersebut berubah, magnet

tersebut menjadi lebih kuat atau lebih lemah.

Perubahan ini direkam sebagai daerah magnetik

yang lebih kuat dan lebih lemah pada pita

tersebut. Ketika pita tersebut dimainkan, suatu

sensor mendeteksi dan menguatkan perubahan

tersebut. Kamu mendengar dan melihat hasilnya.

Untuk mendemonstrasikan hubungan antara

kemagnetan dan pulsa elektronik, ambillah pita video

yang sudah tidak digunakan. Putar video tersebut,

kemudian digulung kembali. Tarik keluar pita video

tersebut dan dekatkan pita tersebut pada magnet. Pita

tersebut akan tertarik ke magnet, membuktikan bahwa

pita tersebut adalah magnetik. Sekarang putar lagi pita

tersebut. Apa yang kamu dengar dan lihat? Kamu telah

menghapus sebagian isi pita tersebut dengan mengacak-

acak rekaman magnetik tersebut.

PENGGUNAAN DALAM TEKNOLOGI

Penyimpanan Data

Apakah kamu menjumpai bahwa kawat ini bergerak ke

atas, sehingga koil berputar searah jarum jam?

Ketika koil berputar sampai 90

(sehingga koil vertikal),

arus berhenti mengalir sebab pemisah di komutator

memutus rangkaian. Tetapi, koil tetap berputar disebabkan

momentumnya. Ketika sikat terhubung lagi, komutator dan

koil telah berubah posisi sehingga kawat yang sekarang

dekat dengan kutub Utara mempunyai arus yang arahnya

menuju ke kita. Ini berarti bahwa gaya pada kawat tersebut

adalah ke atas dan koil masih berputar searah jarum jam.

Dengan demikian, komutator menjamin bahwa kawat

manapun pada diagram yang dekat dengan kutub Utara,

ia selalu mempunyai arus yang arahnya menuju ke kita

dan kawat tetap berputar searah jarum jam.

Sumber: Dok. Penulis

206

IPA SMP

Kelas IX

Gambar 7.23

Bel listrik yang bekerja berdasarkan

prinsip elektromagnet.

Bel Listrik

Bel listrik juga bekerja dengan menerapkan

elektromagnet. Bel listrik sederhana diperlihatkan pada

Gambar 7.23

. Elektromagnet tersebut terdiri dari dua

silinder besi lunak. Sekitar silinder tersebut dililitkan

kawat. Satu ujung kawat dihubungkan ke baterai, ujung

kawat lainnya dihubungkan ke pegas.

Ketika baterai dihubungkan, arus mengalir melalui

sekrup menuju pegas, melewati kumparan dan kembali ke

baterai. Ketika arus melewati kumparan, inti besi silinder

tersebut akan menjadi magnet. Inti besi ini akan menarik

jangkar, yang menyebabkan pemukul menumbuk bel

dan terjadilah bunyi. Ketika pemukul menumbuk bel,

kontak pegas dan sekrup, terputus menyebabkan arus

listrik putus. Arus berhenti mengalir, inti besi kehilangan

kemagnetannya. Jangkar kembali menempel ke pegas.

Ketika ini terjadi, arus mengalir kembali, membuat besi

lunak tersebut menjadi magnet lagi. Proses ini berulang-

ulang, yang menyebabkan pemukul bergetar dengan cepat

menumbuk bel yang menghasilkan suara bel listrik.

Bel

Pemuku

Jangkar

Sekrup

Pegas

Silinder

besi lunak

Baterai

Batang

besi lunak

Kumparan

Bab 7

Kemagnetan

207

Gambar 7.24

Bagian-bagian pokok dari sebuah relai.

Plat besi

Kumparan

Kontak

bersama

Inti besi

Relai

Relai merupakan alat elektromekanik yang bekerja

berdasarkan induksi elektromagnetik. Relai menggunakan

sebuah elektromagnet untuk membuka maupun menutup

satu kontak atau lebih. Kontak relai yang terbuka ketika

relai tidak dialiri arus disebut kontak

normal terbuka

(

normally open

= NO). Sebaliknya, kontak relai yang tertutup

ketika relai tidak dialiri arus disebut kontak

normal tertutup

(

normally

closed = NC).

Gambar 7.24 memperlihatkan bagian-bagian pokok

dari sebuah relai. Ketika kumparan tidak dialiri arus, kontak

bersama terhubung dengan ujung NC. Ketika kumparan

tersebut dialiri arus, elektromagnet tersebut akan menarik

plat

besi sehingga kontak bersama tersebut terhubung

ke ujung NO.

1. Ujung jarum kompas yang menunjuk ke utara disebut kutub utara. Jika jarum kompas

dilepaskan dari kompas, apakah kita tetap mengatakan kutub tersebut sebagai kutub

utara?

2. Mengapa kamu harus menjaga disket komputer agar jauh dari magnet

3. Misalkan gurumu memberimu dua buah magnet batang dan mengatakan bahwa

satu batang mempunyai kemagnetan yang kuat dan batang lain telah kehilangan

kemagnetannya. Tanpa menggunakan alat lain, bagaimana kamu menentukan batang

mana yang kuat dan batang mana yang telah kehilangan kemagnetannya?

Intisari Subbab

208

IPA Bab 7

Kemagnetan

Induksi Elektromagnetik

Jika kemagnetan dapat dihasilkan dari listrik, dapatkah

listrik dibuat dari kemagnetan? Bekerja secara terpisah,

pada tahun 1831, ilmuwan Inggris yang bernama Michael

Faraday dan ilmuwan Amerika yang bernama Joseph Henry

menemukan bahwa menggerakkan sebuah kawat pada

medan magnet akan menginduksikan arus listrik dalam

kawat tersebut. Memasukkan dan mengeluarkan magnet

kedalam kumparan kawat dapat juga menghasilkan arus.

Penemuan penting ini mempunyai banyak kegunaan.

Tegangan Induksi

Jika kamu dapat menggunakan listrik untuk membuat magnet, apakah kamu

pernah ber

kir menggunakan magnet untuk membangkitkan arus listrik? Cobalah

lakukan penyelidikan ini.

Masalah

Bagaimana magnet dapat menimbulkan arus listrik?

Apa yang kamu butuhkan

Kawat terisolasi

2. Tabung dari kardus, 1 buah

3. gunting, 1 buah

4. mikroamperemeter, 1 buah

5. magnet batang, 1 buah

Apa yang kamu lakukan

1. Buatlah kumparan sekitar 50 lilitan dengan cara melilitkan kawat pada tabung

kardus. Sisakan kawat 15 cm dari ujung-ujung kumparan.

2. Kupaslah 2 cm dari ujung-ujung kawat tersebut.

3. Hubungkan ujung-ujung kawat dengan mikro-amperemeter, seperti diperli

hatkan pada

Gambar 7.25

. Amati penunjukan jarum pada meter.

Kata-kata IPA

Induksi Elektromagnetik

Arus induksi

Transformator step-up

Transformator step-down

Lab Mini 7.1

Bab 7

Kemagnetan

209

4. Dengan tetap mengawasi meter, masukkan

satu ujung magnet batang ke dalam kumparan.

Perhatikan nilai yang terbaca pada mikro-am-

peremeter. Catatlah hasil pengukuran pada buku

catatanmu.

5. Kemudian tarik keluar dari kumparan. Perha

tikan nilai yang terbaca pada mikroampereme-

ter. Catatlah hasil pengukuranmu pada buku

catatanmu.

6. Ulangi prosedur 4 dan 5 dengan gerakan yang

lebih cepat.

Analisis

1. Dalam keadaan gerak magnet yang bagaimana

diperoleh arus yang paling besar?

2. Bagaimana kecepatan gerakan memasukkan dan

mengeluarkan magnet mempengaruhi arus yang

dihasilkan?

3. Apakah simpangan jarum mikroamperemeter

selalu searah?

4. Ramalkan pengaruh menggunakan kumparan

dengan lilitan yang lebih besar pada arus yang

dihasilkan.

5. Ramalkan apakah akan dibangkitkan arus ketika

tabung kardus dilepas dari kumparan.

Untuk menghasilkan arus listrik dari medan magnet,

Faraday menggunakan peralatan yang ditunjuk-kan pada

Gambar 7.26

. Kumparan sebelah kiri dihubungkan ke

baterai. Ketika arus mengalir melalui kawat, dihasilkan

medan magnet. Kuat medan magnet diperbesar oleh inti

besi, sebagai sebuah elektromagnet. Faraday berharap

bahwa arus searah akan menghasilkan arus pada

kumparan sebelah kanan. Tetapi bagaimanapun kuatnya

arus searah yang digunakan, Faraday tidak memperoleh

hasil seperti yang diinginkan. Medan magnet tersebut

tidak menghasilkan arus pada kumparan kedua.

Tegangan Induksi

Gambar 7.25

Kumparan terbuat dari kawat dihubung-

kan dengan mikroampermeter.

210

IPA SMP

Kelas IX

Bila arus dari baterai diubah-ubah dengan menyambung

dan memutuskan saklar secara cepat dan berulang-ulang,

maka jarum galvanometer menyimpang. Hal ini berarti

ada arus yang mengalir pada kumparan kedua. Sebaliknya

bila saklar disambung begitu saja meskipun ada arus dari

baterai, tetapi tidak menyebabkan jarum galvanometer

menyimpang.

Bila arus listrik diubah-ubah dengan mengatur saklar

maka medan magnet yang ditimbulkan akan berubah-

ubah pula besarnya. Perubahan medan magnet ini

menginduksi timbulnya arus listrik di kumparan kedua.

Arus listrik ini disebut arus induksi. Proses menghasilkan

arus dengan perubahan medan magnet disebut induksi

elektromagnetik.

Faraday melakukan beberapa percobaan tentang

induksi elektromagnet. Salah satunya adalah dia

menggerakkan sebuah magnet dekat lingkaran kawat

tertutup, seperti diperlihatkan pada

Gambar 7.27

. Apa

yang diperoleh ketika magnet tidak digerakkan adalah

tidak ada arus dalam kawat tersebut. Tetapi ketika magnet

digerakkan, arus diinduksikan dalam kawat tersebut.

Arah arus bergantung pada arah gerakan magnet. Pada

percobaan lain dia memegang magnet dan meng-gerakan

rangkaian kawat, seperti diperlihatkan pada

Gambar 7.28

Dalam hal ini arus juga diinduksikan.

Gambar 7.26

Dengan menggunakan rangkaian

semacam ini, Faraday menemukan

bahwa ketika arus dalam kumparan se-

belah kiri diubah, arus diinduksikan pada

kumparan sebelah kanan. Arus yang

berubah menimbulkan medan magnet

yang berubah pula, yang menimbulkan

arus.

Inti besi

Kumparan

Baterai

Galvanometer

Bab 7

Kemagnetan

211

Galvanometer

Arus induksi

Kumparan

Garis gaya magnet

Sumber: Jatmiko,2004

Satu ciri umum pada semua percobaan Faraday adalah

medan magnet yang berubah. Bukan menjadi masalah

bagaimana cara medan magnet berubah, apakah magnet

yang digerakkan ataukah rangkaiannya yang digerakkan.

Yang penting adalah terdapat perubahan medan magnet.

Arus listrik akan diinduksikan dalam rangkaian yang didekatkan

ke medan magnet yang berubah

Gambar 7.28

Arus induksi timbul dalam kawat ketika kawat

digerakkan melalui medan magnet yang diam.

Gambar 7.27

Arus diinduksikan dalam kawat mel-

ingkar yang didekatkan pada medan

magnet yang berubah. Magnet dig-

erakkan melalui kawat yang diam.

Arah arus bergantung pada apa?

212

IPA SMP

Kelas IX

Lab Mini 7.4

Berdasarkan percobaan Faraday diketahui bahwa

tegangan listrik yang diinduksikan oleh medan magnet

bergantung pada tiga hal berikut:

Jumlah lilitan

. Semakin banyak lilitan pada kumparan,

semakin besar tegangan yang diinduksikan.

Kecepatan gerakan medan magnet

. Semakin cepat garis

gaya magnet yang mengenai konduktor, semakin besar

tegangan induksi.

Jumlah garis gaya magnet

. Semakin besar jumlah garis

gaya magnet yang mengenai konduktor, semakin besar

tegangan induksi.

Tegangan Induksi pada Berbagai Kumparan

Pada kegiatan yang lalu kamu telah mengguna-kan magnet untuk membangkitkan

tegangan listrik. Bagaimanakah jika kumparan yang digunakan mempunyai lilitan

yang berbeda-beda? Cobalah lakukan penyelidikan ini.

Apa yang kamu butuhkan

1. kumparan 100 liltan dan 200 lilitan masing-masing 1 buah

2. kabel dilengkapi klip buaya, 2 buah

3. mikroampermeter, 1 buah

4. magnet batang kecil, 1 buah

5. magnet batang besar, 1 buah

Apa yang kamu lakukan

- Uji Hipotesis

Rumuskan hipotesis mengenai pengaruh kuat medan magnet terhadap

teganganinduksi (Hipotesis 1) dan pengaruh jumlah lilitan kumparan

terhadap tegangan induksi (Hipotesis 2).

- Prosedur Uji Hipotesis 1

1. Hubungkan ujung-ujung kawat kumparan 100 lilitan dengan mikroamperemeter.

Amati penunjukan jarum mikroamperemeter tersebut.

2. Dengan tetap mengawasi mikroampermeter, masukkan satu ujung magnet

batang kecil ke dalam kumparan tersebut. Kemudian tarik keluar dari

kumparan. Ulangi gerakan ini dan catat pengamatanmu.

Bab 7

Kemagnetan

213

3. Masukkan satu ujung magnet batang besar ke dalam

kumparan tersebut. Kemudian tarik keluar dari

kumparan. Catatlah hasil pengukuranmu pada buku

catatanmu.

Prosedur Uji Hipotesis 2

1. Hubungkan ujung-ujung kawat kumparan 100 lilitan

dengan mikroamperemeter. Amati penunjukan jarum

mikroamperemeter.

2. Dengan tetap mengawasi mikroamperemeter, masukkan

satu ujung magnet batang kecil ke dalam kumparan

tersebut. Kemudian tarik keluar dari kumparan. Ulangi

gerakan ini dan catat pengamatanmu pada buku

catatanmu.

3. Ulangi prosedur 1 dan 2 dengan menggunakan

kumparan 200 lilitan.

Analisis

1. Perhatikan data yang diperoleh dari Uji Hipotesis 1.

Dengan menggunakan magnet batang mana diperoleh

arus lebih besar?

2. Simpulkan apakah data dari Uji Hipotesis 1 mendukung

atau menolak Hipotesis 1.

3. Perhatikan data yang diperoleh dari Uji Hipotesis 2.

Dengan kumparan mana diperoleh arus yang lebih

besar?

4. Simpulkan apakah data dari Uji Hipotesis 2 mendukung

atau menolak Hipotesis 2.

214

IPA SMP

Kelas IX

Sebuah generator sederhana terdiri dari lilitan

kawat yang diletakkan pada batang atau as yang dapat

berputar. Lilitan kawat tersebut, yang dihubungkan ke

sumber energi mekanis, ditempat-kan di antara kutub-

kutub magnet. Ketika lilitan kawat diputar oleh sumber

energi mekanis, lilitan tersebut bergerak melewati medan

magnet. Dengan demikian lilitan melintasi perubahan

medan magnet (garis gaya magnetik terpotong). Hasilnya

adalah arus induksi pada kawat.

Generator

Ketika lilitan kawat terus berputar, kawat bergerak

paralel dengan garis gaya magnetik. Pada tahap ini,

medan tidak berubah dan tidak ada garis gaya magnetik

terpotong, sehingga tidak dihasilkan arus induksi. Rotasi

selanjutnya menggerakkan lilitan pada posisi di mana

garis gaya magnetik terpotong lagi. Tetapi kali ini, garis

gaya terpotong dari arah yang berlawanan. Ini berarti

arus induksi pada arah yang berlawanan juga. Karena

arus listrik berubah pada tiap rotasi, arus yang dihasilkan

adalah arus bolak-balik.

Magnet

tetap

Galvanometer

Arah arus

Arah

gerakan

Lingkaran

kawat

Gambar 7.29

Dihasilkan arus listrik dalam

generator

ketika kumparan diputar di medan mag-

net. Apa perbedaan antara generator

dan motor?

Bab 7

Kemagnetan

215

Turbin

Generator

Elektromagnet

Kumparan

Transformator

Air dari

bendungan

Gambar 7.31

Listrik di rumahmu dihasilkan oleh generator

yang sangat besar di pembangkit listrik.

Jika kamu mempunyai sepeda yang memiliki generator

(dinamo) kecil yang menempel pada roda, maka kamu adalah

sumber energi mekanis untuk generator tersebut. Agar

lampu sepeda menyala, knob pada generator diletakkan

sedemikian rupa sehingga knob menyentuh roda. Ketika

kamu menggerakkan pedal sepeda, kamu memberi energi

mekanis untuk memutar roda. Roda lalu memutar knob.

Knob dilekatkan ke tangkai didalam generator. Tangkai

memutar lilitan kawat melintasi medan magnet. Apa yang

terjadi ketika roda sepeda berhenti berputar?

Listrik di Rumahmu

Apakah kamu mempunyai generator di rumahmu yang

memberikan semua kebutuhan listrik yang kamu perlukan?

Mungkin tidak. Kamu memperoleh listrik dari pembangkit

listrik, seperti yang diperlihatkan pada

Gambar 7.31

Generator ini jauh lebih rumit daripada generator yang

dibahas di atas.

Ikhtisar

Gambar 7.30

Cahaya yang dihasilkan oleh generator

pada sepeda menggunakan energi mekanis

dari putaran roda yang memutar kawat.

Dapatkah cahaya menyala ketika sepeda

tidak dijalankan

Diperlukan sumber energi mekanis untuk memutar

kumparan. Kumparan biasanya dihubung-kan ke turbin.

Turbin adalah roda besar yang diputar oleh dorongan air,

angin maupun uap. Generator mengubah energi mekanis

ini menjadi energi listrik yang disalurkan ke rumahmu.

Sumber: Dok.Penulis

Sumber: Glencoe, 1999

216

IPA SMP

Kelas IX

Transformator adalah alat untuk menaikkan dan

menurunkan tegangan bolak-balik. Transformator

bekerja dengan prinsip arus dalam salah satu kumparan

menginduksikan arus dalam kumparan lain. Transformator

sederhana dibuat dari dua kumparan kawat yang dililitkan

pada inti besi lunak, seperti yang diperlihatkan pada

Gambar 7.32

. Satu kumparan disebut kumparan primer

dan kumparan lain disebut kumparan sekunder. Ketika

arus bolak-balik melewati kumparan primer, terbentuk

medan magnet yang berubah-ubah sebagai akibat arus

bolak-balik. Medan magnet ini menghasilkan proses

induksi elektromagnetik yang menimbulkan arus di dalam

kumparan sekunder.

Transformator

Transformator Step-up

Sumber arus

bolak-balik

Tegangan rendah

1 volt

Tegangan tinggi

5 volt

Inti besi

lunak

Kumparan primer

Kumparan sekunder

Transformator Step-down

Sumber arus

bolak-balik

Tegangan rendah

1 volt

Tegangan tinggi

5 volt

Inti besi

lunak

Kumparan primer

Kumparan sekunder

Transformator step-up

menaikkan tegangan

Transformator step-down

menurunkan tegangan

Sumber: Floyd, 1993

Gambar 7.32

Sebuah transformator dapat menaikkan dan menurunkan

tegangan bolak-balik.

Kumparan mana yang lebih banyak mempunyai lilitan pada

tiap-tiap tipe transformator?

Bab 7

Kemagnetan

217

Gambar 7.33

Transformator step-down sering dijumpai

disekitar rumah kita.

Jika jumlah lilitan pada kumparan primer dan sekunder

sama, tegangan induksi pada kumparan sekunder akan

sama seperti tegangan pada kumparan primer. Tetapi jika

jumlah lilitan pada kumparan sekunder lebih banyak dari

lilitan pada kumparan primer, tegangan pada kumparan

sekunder akan lebih besar. Karena transformator jenis

ini menaikkan tegangan, ia disebut transformator penaik

tegangan atau

step-up

Gambar 7.32a

memperlihatkan

transformator step-up.

Pada transformator penurun tegangan atau

step-

down

, jumlah lilitan pada kumparan sekunder lebih

sedikit daripada jumlah lilitan pada kumparan primer.

Sehingga tegangan pada kumparan sekunder lebih kecil

daripada tegangan pada kumparan primer.

Gambar 7.32b

memperlihatkan transformator step-down.

Transformator sangat penting untuk penyaluran

listrik. Pembangkit listrik biasanya letaknya sangat jauh

dari rumah penduduk. Listrik disalurkan pada jarak yang

jauh, sehingga terdapat kehilangan energi. Pada tegangan

yang tinggi dan arus yang rendah, listrik dapat disalurkan

dengan kehilangan energi yang lebih kecil. Tetapi jika

pembangkit listrik membangkitkan tegangan rendah,

bagaimana memperoleh listrik tegangan tinggi? Listrik

tegangan tinggi diperoleh dengan menaikkan tegangan

menggunakan transformator step-up. Setelah dinaikkan,

tegangan tersebut disalurkan ke pelanggan. Tegangan

tersebut kemudian diturunkan lagi dengan menggunakan

transformator step-down untuk disalurkan ke rumah

penduduk seperti yang diperlihatkan pada

Gambar 7.33

Transformator step-up digunakan juga pada pesawat

televisi untuk menaikkan tegangan 220 volt menjadi

tegangan 20.000 volt. Transformator step-down digunakan

pada radio, tape recorder, komputer.

Pelajari generator di

Gambar 7.31. Apakah

kegunaan air dalam

membangkitkan listrik?

Apakah keuntungan dan

kerugian menggunakan

air?

Sumber: Dok. Penulis

218

IPA SMP

Kelas IX

Perbandingan lilitan =

Contoh, 500 lilitan pada kumparan sekunder dan 50

lilitan pada kumparan primer memberikan perban-dingan

500/50 atau 10:1.

Perbandingan Tegangan

Pada transformator ideal, besar tegangan induksi pada

tiap lilitan kumparan sekunder sama dengan tegangan

yang diinduksikan pada tiap lilitan kumparan primer. Oleh

karena perbandingan tegangan sama seperti perbandingan

lilitan, yaitu:

Jika kumparan sekunder mempunyai lilitan lebih

banyak, maka tegangan sekunder akan lebih besar dan

tegangan primer tersebut dinaikkan. Jika kumparan

sekunder mempunyai lilitan yang lebih sedikit, maka

tegangan primer akan diturunkan.

Perbandingan Arus

Pada transformator ideal, jumlah energi yang

dipindahkan tidak mengalami kerugian. Artinya besar

energi listrik pada kumparan primer sama dengan besar

energi listrik pada kumparan sekunder:

= V

atau

Perbandingan Lilitan

Perbandingan jumlah lilitan pada kumparan sekunder

) dan jumlah lilitan pada kumparan primer (N

)

disebut perbandingan lilitan transformator, yaitu

= tegangan primer

= tegangan sekunder

= kuat arus primer

= kuat arus sekunder

Bab 7

Kemagnetan

219

Contoh Soal:

Perbandingan lilitan primer dengan lilitan sekunder

sebuah transformator adalah 4:10. Jika kuat arus primer 5

ampere, berapakah kuat arus sekunder?

Langkah-langkah Pemecahan-Masalah:

Apa yang diketahui?

perbandingan lilitan N

: N

= 4 : 10, arus

primer I

= 5 A.

Apa yang tidak diketahui? arus sekunder, I

Memilih persamaan.

4. Pemecahan

= (N

/ N

) x I

= (4/10) x 5 = 2A

Merancang Eksperimen Sendiri Membuat

Transformator Sederhana

Bagaimana transformator menggambarkan hubungan antara

kelistrikan dan kemagnetan? Buatlah dan lakukan eksperimen

dengan transformator yang dijelaskan di bawah ini untuk

membuktikan bagaimana arus dapat melalui dua kumparan yang tidak

dihubungkan.

PERSIAPAN

Masalah

Bagaimana arus bergerak antara dua kumparan yang

tidak dihubungkan?

Merumuskan Hipotesis

Buatlah sebuah hipotesis tentang bagaimana kamu

dapat membuat sebuah transformator sederhana dan arus

apa yang dapat melalui transformator tersebut.

Lab Mini 7.1

Sebuah transformator

step-up mempunyai 80

lilitan pada kumparan

primer dan 1200

lilitan pada kumparan

sekunder. Kumparan

primer dihubungkan

dengan tegangan bolak-

balik 120 volt. Tentukan

tegangan pada

kumparan sekunder.

Kegiatan 7.2

220

IPA SMP

Kelas IX

Memeriksa Rencana

1. Bagaimanakamu membuat transfor-

matormu? Salah satu kemungkinan

adalah kamu dapat memasukkan

paku dalam selongsong kertas (koker).

Buatlah kumparan 400 lilitan pada

salah satu ujung paku. Buat juga

400 lilitan pada ujung lain dari paku

Tujuan

Merancang dan membuat sebuah

transformator sederhana.

Mengamati efektivitas transformator

pada memindahkan arus searah dan

arus bolak-balik.

Apa yang kamu butuhkan

1. baterai kering 6 volt

2. catu daya ac tegangan rendah

3. bola lampu tegangan rendah dan

soketnya

4. kawat email

5. paku besar

6. gunting

7. kertas

Keselamatan Kerja

Pastikan bahwa tegangan output

catu daya ac tidak melebihi 6 volt. Jangan

melakukan eksperimen sebelum gurumu

menyetujuinya.

RENCANA EKSPERIMEN

1. Diskusikan dan buatlah hipotesis

dalam kelompokmu.

2. Tentukan dan tulislah langkah-langkah

yang kamu perlukan untuk menguji

hipotesismu.

3. Tulislah daftar alat dan bahan yang

kamu perlukan dan kumpulkan

semuanya.

tersebut. Kupaslah ujung-ujung kawat

tersebut dengan gunting.

2. Pastikan bahwa kamu menempatkan

lampu di dalam rangkaian sehingga

kamu dapat melihat apakah trans-

formator bekerja. Di manakah kamu

meletakkan lampu tersebut?

3. Bagaimana kamu akan menguji trans-

formator dengan baterai dan catu daya

ac?

4. Di mana kamu akan membuat sakelar

untuk memudahkan menghidupkan

dan mematikan rangkaian?

5. Periksakan ke gurumu sebelum me-

lakukan eksperimen.

LAKUKAN EKSPERIMEN

1. Lakukan eksperimen seperti yang

direncanakan.

2. Ketika melakukan eksperimen, tulislah

pengamatanmu pada buku catatanmu.

Analisis

1. Apakah kedua sumber tegangan yang

berbeda tersebut dapat menyebabkan

transformator berfungsi? Tulislah

jawabanmu pada buku catatanmu,

jelaskan hasil pengamatanmu.

2. Dua kumparan kawat pada rangkaian

ini secara

sik tidak berhubungan satu

dengan lainnya. Bagaimana rangkaian

ini berfungsi?

3. Buatlah model transformator step-

down dengan menggunakan bahan

yang sama. Di manakah kamu

menjumpai transformator step-down?

Bab 7

Kemagnetan

221

Transformator Step-up dan Step-down

Pada kegiatan yang lalu kamu telah membuat

transformator sederhana. Sekarang kamu akan melakukan

percobaan transformator step-up dan step-down.

Apa yang kamu butuhkan

voltmeter ac, 1 buah

catu daya ac tegangan rendah, 1 buah

transformator, 1 buah

kabel penghubung, 4 buah

Apa yang kamu lakukan

1. Amati ujung-ujung terminal transformator seperti

yang diperlihatkan pada

Gambar 7.34

2. Hubungkan tegangan ac 12 volt yang berasal dari catu

daya ke terminal A dan B transformator. Pada buku

catatanmu, catatlah tegangan ini sebagai tegangan

primer, V

3. Hubungkan voltmeter ac ke terminal C dan E

transformator seperti yang diperlihatkan pada

Gambar

7.35

4. Catatlah tegangan pada terminal C dan E sebagai

tegangan sekunder, V

Gambar 7.34

Terminal transformator.

Sumber tegangan

Voltmeter

Gambar 7.35

Hubungan antara voltmeter dan

transformator.

Lab Mini 7.4

222

IPA SMP

Kelas IX

Catu daya

6 volt

Voltmeter

5. Hitunglah perbandingan lilitan dengan meng-gunakan

rumus berikut:

6. Hubungkan kembali rangkaian seperti yang

diperlihatkan pada

Gambar 7.36

, sehingga catu daya

terhubung ke terminal C dan E; voltmeter terhubung

ke terminal A dan B.

7. Aturlah tegangan catu daya menjadi 6 volt. Anggaplah

tegangan ini sebagai tegangan primer, V

. Catatlah pada

buku catatanmu.

8. Ukurlah tegangan antara terminal A dan B. Catatlah

tegangan ini sebagai tegangan primer, V

9. Hitunglah perbandingan lilitan transformator tersebut.

Analisis

1. Dari data pengukuran prosedur 4, transformator

berfungsi sebagai apa?

2. Dari data pengukuran prosedur 7,

transformator

berfungsi sebagai apa?

3. Apakah ada perbedaan perbandingan lilitan

transformator di Tabel 1 dan Tabel 2? Mengapa

demikian?

Buatlah kumparan 200 lilitan pada salah satu ujung

paku. Buat juga 400 lilitan pada ujung lain dari paku

tersebut. Kupaslah ujung-ujung kawat dengan gunting.

Gambar 7.36

Skema diagram transformator

Bab 7

Kemagnetan

223

siensi Transformator

Inti besi dan kumparan transformator mengubah

sebagian energi listrik menjadi energi panas. Itulah sebabnya

mengapa ketika transformator bekerja, terdapat panas

pada transformator tersebut. Tujuan transformator tidak

untuk menghasilkan panas, tetapi memindahkan energi

dari kumparan primer ke kumparan sekunder. Karena

itu panas yang dihasilkan oleh transformator merupakan

kerugian.

siensi transformator yang dinyatakan dalam

prosentasi dihitung dengan rumus:

siensi (

) = x 100 %

= daya masukan

= daya keluaran

Contoh Soal:

Berapakah e

siensi transformator yang memerlukan

daya masukan 1880 watt agar memberikan daya keluaran

1730 watt?

Langkah-langkah Pemecahan-Masalah:

Apa yang diketahui? daya masukan P

= 1880 watt,

daya keluaran P

= 1730 watt

Apa yang tidak diketahui? e

siensi transformator (

)

Memilih persamaan e

siensi = (P

) x 100%

4. Pemecahan

siensi = (1730/1880) x 100% = 92%

Pada contoh di atas, perbedaan antara daya yang

diterima dan daya yang dikirim hilang dalam transformator.

Seperti yang diperl ihatkan pada

Gambar 7.38

, daya yang

diserap oleh transformator dianggap sebagai kerugian

daya.

Penggunaan

Matematika

siensi suatu

transformator sebesar 80%.

Jika daya yang masuk ke

dalam transformator 200

watt, berapakah daya yang

terbuang menjadi panas?

224

IPA SMP

Kelas IX

Lab Mini 7.4

Gambar 7.39

Efisiensi transformator. Rugi daya terjadi

karena transformator mengubah seba-

gian energi listrik menjadi energi panas.

siensi Transformator

Pada kegiatan ini kamu akan menyelidiki

siensi transformator dengan menggunakan beban

hambatan.

Alat dan Bahan

1. voltmeter ac, 2 buah

2. amperemeter ac, 2 buah

3. catu daya ac tegangan rendah, 1 buah (Gambar

7.40)

4. transformator, 1 buah

5. hambatan 10

, 1 buah

6. hambatan 20

, 1 buah

7. kabel penghubung, 8 buah

Prosedur

1. Buatlah rangkaian seperti yang diperlihatkan pada

skema

Gambar 7.38

, I

dan I

adalah amperemeter,

sedangkan V

dan V

adalah voltmeter. Jangan

menghubungkan ke tegangan catu daya sebelum

diperiksa oleh guru.

2. Hubungkan tegangan ac 3 volt yang berasal dari

catu daya ke kumparan primer transformator.

Catatlah tegangan yang ditunjukkan oleh voltmeter

dan arus yang ditujukkan oleh amperemeter I

Masukkan nilai itu ke tabel pada buku catatanmu.

Daya masukan

primer 1880 W

Rugi daya

transformator

150 W

Daya keluaran

sekunder

1730 W

Sumber Glencoe,1999

Gambar 7.37

Catu daya ac tegangan rendah

Bab 7

Kemagnetan

225

3. Catatlah tegangan yang ditunjukkan oleh voltmeter

dan arus yang ditujukkan oleh amperemeter I

Masukkan ke tabel pada buku catatanmu.

4. Hitunglah daya yang masuk ke transformator atau

daya primer dengan rumus berikut:

= V

5. Hitunglah daya yang keluar dari transformator atau

daya sekunder dengan rumus berikut:

= V

6. Hitunglah e

siensi transformator dengan rumus

berikut:

siensi (

) =

x 100 %

7. Ulangi langkah 1 sampai 6 dengan beban yang

lebih besar.

Analisis

1. Untuk beban yang berbeda, apakah daya yang masuk

sama ataukah berbeda?

2. Berdasarkan data yang kamu peroleh, buatlah

kesimpulan hubungan antara tegangan primer dan

sekunder dengan arus primer dan sekunder.

3. Apakah e

siensi transformator yang diperoleh pada

percobaan ini mencapai 100%? Jika tidak, mengapa

demikian?

Gambar 7.38

Rangkain untuk menyelidiki efisiensi

transformator

226

IPA SMP

Kelas IX

A. Sifat-sifat Magnet

1. Kutub magnet tak sejenis saling tarik-menarik; kutub sejenis tolak-menolak.

2. Medan magnet adalah daerah disekitar magnet dimana gaya magnet bekerja.

3. Kumpulan atom-atom dengan kutub-kutub magnet searah disebut domain magnet

B. Arus Listrik

1. Arus listrik yang mengalir di dalam kumparan kawat dapat menghasilkan medan

magnet di sekitar kawat. Kumparan menjadi elektromagnet, salah satu ujungnya

berfungsi sebagai kutub utara dan ujung lainnya sebagai kutub selatan.

2. Amperemeter adalah alat untuk mengukur besarnya kuat arus listrik. Dalam

pengukuran kuat arus listrik, amperemeter dihubungkan secara seri. Voltmeter

adalah alat ukur beda potensial (tegangan) dalam volt. Dalam pengukuran tegangan,

voltmeter dihubungkan secara paralel.

C. Induksi Elektromagnet

1. Timbulnya arus induksi yang disebabkan oleh perubahan medan magnet disebut

induksi elektromagnetik.

2. Besar arus atau tegangan induksi bergantung pada jumlah lilitan, kecepatan

perubahan medan magnet dan kuat medan magnet.

3. Generator adalah alat yang mengubah energi mekanis menjadi energi listrik

4. Transformator yang digunakan untuk menaikkan tegangan bolak-balik adalah

transformator step-up, sedangkan yang digunakan untuk menurunkan tegangan

adalah transformator step-down.

5. Pada transformator ideal berlaku persamaan

6. E

siensi transformator dide

nisikan sebagai

= x 100%

Rangkuman

Bab 7

Kemagnetan

227

Pasangkan Kata-kata IPA berikut dengan

pernyataan dibawahnya

a. Arus bolak-balik (AC)

b. generator

Ammeter

d. domain magnet

e. Arus searah (DC)

f. medan magnet

g. Motor listrik

h. Elektromagnet

i. Induksi electromagnet

Kutub magnet

k. Magnetisme

l. voltmeter

1. daerah disekitar magnet dimana gaya

magnet bekerja atau dirasakan

2. sifat bahan dimana kutub sejenis tolak-

menolak dan kutub tak sejenis tarik-

menarik

3. magnet sementara yang dibuat dari

gulungan kawat yang dialiri listrik

4. alat ukur kuat arus listrik

5. alat untuk mengubah energi listrik

menjadi energi mekanik

6. menghasilkan arus listrik dengan cara

menggerakkan kawat melewati medan

magnet

7. arus yang mengalir dalam satu arah

8. alat yang mengubah tegangan arus

bolak-balik

9. alat ukur tegangan listrik

10. bagian dari magnet dimana garis-garis

gaya magnet adalah paling rapat

Pilih kata atau ungkapan untuk me-

lengkapi kalimat berikut ini.

Prinsip kerja generator dapat

dianggap sebagai kebalikan dengan

....

A. galvanometer

B. transformator

C. motor listrik

D. elektromagnetik

Jika garis gaya magnet yang

memotong kawat diperkecil, arus

induksi akan menjadi ....

A. tetap

B. tidak d apat d iperkirakan

C. naik

D. turun

Alat yang mengubah besar tegangan

bolak-balik adalah ....

A. galvanometer

B. transformator

C. motor listrik

D. elektromagnetik

Menghasilkan arus listrik dengan

menggerakkan kawat melalui medan

magnet adalah ....

A. kemagnetan

B. transmisi tegangan

C. induksi elektromagnetik

D. elektromagnetik

Alat yang mengubah energi mekanis

menjadi energi listrik adalah ....

A. galvanometer

B. transformator

C. motor listrik

D. generator

Evaluasi

Review Perbendaharaan Kata

Pengecekan Konsep

228

IPA SMP

Kelas IX

Membuat Hipotesis: Sebuah jarum

kompar menunjuk ke utara

disebabkan oleh medan magnet bumi.

Ketika sebuah magnet batang

didekatkan ke kompas, jarum ditarik

atau ditolak oleh magnet batang.

Ajukan sebuah hipotesi mengenai

kuat medan magnet relatif dari suatu

magnet batang.

Roda besar yang memperoleh energi dari

berbagai macam sumber dan memberi

energi mekanis ke generator adalah ....

A. generator

B. transformator

C. motor listrik

D. turbin

Sebuah transformator yang menurunkan

tegangan adalah ....

A. transformator hambatan

B. transformator step-down

C. transformator step-up

D. motor tegangan

Pada transformator step-down, jumlah

lilitan kawat lebih banyak di kumparan ...

daripada di kumparan ..., dan tegangan

... lebih besar daripada tegangan ....

A. sekunder,primer,input,output

B. sekunder,primer,output,input

C. primer,sekunder,input,output

D. primer,sekunder,output,input

Sebelum tegangan pada jala-jala listrik

memasuki rumahmu, ia harus melewati

....

A. transformator step-up

B. transformator step-down

C. komutator

D. voltmeter

20. Gaya magnet terkuat terletak di

A. kutub utara dan selatan

B. kutub selatan

C. kutub utara

D. di tengah-tengah

Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini

dalam buku catatanmu dengan menggunakan

kalimat lengkap.

21. Apakah fungsi generator?

22. Jelaskan alat dasar yang digunakan di

galvanometer dan motor listrik.

23.

Jelaskan secara singkat bagaimana

generator menghasilkan arus listrik.

24. Jelaskan secara singkat bagaimana

transformator bekerja. Apa yang

membedakan transformator step-up dan

transformator step-down.

25. Jelaskan perbedaan antara

motor listrik

dan generator listrik.

26. Jelaskan mengapa transformator tidak

dapat bekerja dengan tegangan searah.

27.

Sebuah transformator step-down

menurunkan tegangan 1200 V menjadi

120 V. Jika kumparan primer mempunyai

1000 lilitan, berapakah lilitan pada

kumparan sekunder?

Pemahaman Konsep

Berpikir Kritis

Pengembangan Keterampilan

Bab 7

Kemagnetan

229

Langkah Awal

Hasil Akhir

Peta Konsep

: Lengkapi kotak-kotak

peta konsep di samping dengan mengisikan

nama dan fungsi alat-alat. Alat-alat tersebut

digunakan untuk mengubah energi mekanis

turbin pada pembangkit tenaga listrik

menjadi energi mekanis kipas angin di

rumahmu.

Membuat Poster

Buatlah poster yang menunjukkan

prinsip kerja motor listrik. Tampilkan poster

hasil karyamu di depan kelas.

Penilaian Kinerja

Peta Konsep