Fenomena Magnet dalam Kehidupan Sehari-hari

DEFINISI MAGNET

Magnet ialah sejenis logam yang juga dikenali dengan nama besi berani. Magnet mempunyai kuat medan yang dapat menarik butir-butir besi lain ke arahnya. Perkataan magnet berasal dari bahasa Greek “magnítis líthos” yang berarti “batu magnesia”. Disebut demikian karena magnet mula-mula dijumpai di suatu daerah Asia kecil bernama Magnesia. Dari segi kejadiannya magnet dapat dikelompokkan dalam dua macam, yaitu magnet alam dan magnet buatan.

a.       Magnet alam

Magnet alam adalah magnet yang ada di alam tanpa campur tangan manusia. Kemagnetan magnet alam terjadi karena pengaruh medan magnet dari planet bumi. Magnet alam terdapat di dalam tanah berupa bijih besi magnet dalam bentuk besi oksida (Fe₃O₄). Dalam bukunya de magnete, William Gilbert menganalogikan bumi kita sebagai sebuah dipole magnetik raksasa, dengan kutub utara magnetik berbeda sekitar 11,5° dari kutub utara geografis bumi. Dari sekian banyak penyebab (sumber) magnet bumi, penyebab utama adalah karena faktor perputaran inti bumi yang bersifat cair. Inti cair bumi terdiri dari lelehan besi dan nikel bertemperatur 5000 ⁰C dan mengandung sejumlah muatan listrik yang berputar mengelilingi sumbunya sedemikian sehingga menghasilkan medan magnet yang arahnya dari selatan menuju utara bumi. Inilah yang menjadikan bumi menjadi sebuah magnet raksasa dengan kutub-selatan magnet di utara, dan kutub-utara magnet di selatan (berbeda dengan penamaan kutub-kutub magnet yang digunakan manusia yang didasarkan pada arah mata angin yang ditunjuknya). Keberadaan medan magnetik bumi memberikan keuntungan bagi kehidupan di planet bumi karena melindungi bumi dari radiasi elektomagnetik matahari atau dikenal sebagai sebagai sabuk Van Allen. Magnet alam tidak banyak digunakan untuk kepentingan manusia karena ketersediaanya tidak seberapa dan kekuatan unsur-unsur kemagnetannya pada umumnya tidak cukup besar. Magnet alam (dalam bentuk batu) ditemukan pertama kali di daerah Magnesia, Asia Kecil. Karena daerah penemuan asal inilah benda aneh tersebut dinamai magnet. Adapun dalam hal penggunaan praktisnya, menurut sejarah, bangsa Cina yang pertama kali memanfaatkannya sekitar tahun 2637 SM, yaitu sebagai alat yang menyerupai fungsi kompas menentukan arah mata angin atau kutub bumi.

b.      Magnet buatan

Magnet dapat secara sengaja dibuat oleh manusia dari baja atau besi murni, serta dari bahan paduan seperti paduan baja dengan nikel atau paduan antara luminium, kobalt, dan nikel (alnico). Magnet buatan dapat dihasilkan dengan cara induksi magnet,dengan cara gosokan dan dengan menggunakan arus listrik (induksi listrik). Cara-cara pembuatan magnet:

·         Membuat magnet dengan menggunakan arus listrik.

Dalam pembuatan magnet ini, kawat (kabel) berarus listrik searah (DC) dililitkan di sekitar batang baja atau bahan ferromagnetik lainnya (misalnya paku) yang akan dibuat magnet. Kekuatan gaya magnet buatan semacam ini tergantung pada kuat arus yang mengalir ke dalam lilitan kawat, dan juga tergantung pada banyak lilitan kawat di sekitar batang baja atau batang bahan magnet lain tersebut.

·         Membuat magnet dengan gosokan.

Membuat magnet semacam ini ialah dengan menggosok-gosokkan magnet pada batang baja atau batang bahan magnet lainnya yang akan dibuat magnet. Cara menggosok batang magnet pada batang baja haruslah dikerjakan dalam arah yang selalu sama, tidak boleh bolak-balik. Membuat magnet dengan gosokan tidak praktis dan sifat kemagnetannya jarang bertahan lama sehingga tidak banyak dilakukan dalam industri, kecuali hanya untuk percobaan-percobaan fisika di sekolah. Berdasarkan hasilnya, magnet buatan dibedakan antara magnet tetap (permanen) dan magnet sementara. Biasanya magnet permanen dibuat dari baja yang dikeraskan, dan setelah baja cukup keras kemudian baja tersebut dimasukkan ke dalam kumparan kawat berisolasi yang dialiri arus listrik DC. Magnet sementara dapat dibuat dengan cara yang sama tetapi bahannya dari besi lunak, baja lunak, atau bahan nikel. Magnet sementara menjadi magnet hanya pada saat digosok dengan batang magnet, atau pada saat dimasukkannya arus listrik ke dalam kumparan. Setelah arus listrik diputus atau penggosokan pada batang magnet dihentikan, maka bahan magnet tersebut segera kembali seperti semula, tidak lagi memiliki sifat-sifat kemagnetan kecuali hanya sedikit sekali. Magnet sementara ini sangat banyak digunakan untuk kepentingan sehari-hari, seperti kutub magnet generator, motor listrik, alat pengangkat magnetik, transformator, bel listrik, dan lain-lain.

Jenis magnet berdasarkan bahan dasarnya:

Logam untuk bahan magnet mempunyai sifat yang berbeda-beda, ada yang mudah sekali dipengaruhi oleh magnet dan dapat dibuat magnet dengan mudah, dan ada yang sukar atau sedikit sekali terpengaruh oleh magnet. Berdasarkan sifat-sifat bahan terhadap pengaruh magnet, bahan-bahan itu digolongkan menjadi empat bagian yaitu ferromagnetik, diamagnetik., paramagnetik, dan non magnetik.

§  Bahan Ferromagnetik

Benda-benda ferromagnetik adalah benda-benda atau bahan-bahan yang sangat mudah dipengaruhi oleh magnet dan juga dengan mudah dapat dibuat magnet. Bahan-bahan ini ialah berupa logam murni dan logam paduan. Logam murni yang merupakan bahan ferromagnetik adalah besi, baja, nikel, dan kobalt. Bahan ini sangat banyak digunakan terutama untuk magnet sementara. Adapun logam paduan yang termasuk bahan ferromagnetik adalah baja-kobalt, baja-nikel, aluminium-nikel-kobalt (alnico), besi-nikel (permalloy), besi-nikel-kobalt (perminvar), dan sebagainya. Alnico banyak macamnya, tergantung banyaknya bagian-bagian dari paduan. Di antara bahan-bahan tersebut, yang paling mudah dipengaruhi oleh kekuatan magnet yaitu besi dan baja lunak. Kedua macam bahan ini sangat banyak digunakan untuk magnet sementara, seperti untuk bel listrik, kutub elektromagnet motor listrik, dan sebagainya. Tetapi, dalam industri bahan ini dapat juga dijadikan magnet permanen.

§  Bahan Diamagnetis

Bertolak belakang dengan bahan ferromagnetik, bahan diamagnetik ialah bahan yang sukar sekali dipengaruhi oleh magnet. Bahan ini mempunyai permeabilitas (angka koefisien kemagnetan) kurang dari satu. Jika benda diamagnetis di udara atau di ruang hampa udara didekatkan magnet, maka benda ini akan ditolak oleh magnet itu sekalipun dengan pengaruh gaya tolak yang sangat kecil. Contoh zat yang termasuk bahan diamagnetik ialah bismuth, antimon, seng murni, air raksa, timbal, perak, emas, air, fosfor, dan tembaga.

§  Bahan Paramagnetis

Bahan ini dapat dipengaruhi oleh magnet tetapi tidak dapat dibuat magnet. Yang termasuk bahan paramagnetis ialah mangan, platina, aluminium, magnesium, timah (tin), oksigen, dan udara.

§  Bahan Nonmagnetis

Bahan nonmagnetis ini tidak dapat dipengaruhi magnet dan juga tidak dapat dibuat magnet. Sebagai contoh misalnya kaca, kertas, dan kayu. Dalam klasifikasi lainnya, karena bahan diamagnetis sangat sukar dipengaruhi oleh magnet, seringkali bahan diamagnetis dimasukkan ke dalam golongan bahan nonmagnetis.

Medan magnet

Pada tempat tertentu benda tidak mendapat pengaruh dari gaya tarik magnet. Benda yang demikian dikatakan berada di luar medan magnet. Medan magnet tidak dapat dilihat dengan mata, namun keberadaan dan polanya dapat ditunjukkan pada gambar dibawah ini. Garis-garis yang menggambarkan pola medan magnet disebut garis-garis gaya magnet.

Selain sifat khasnya dapat menarik benda-benda berunsur besi, magnet memiliki bagian yang sangat unik yang disebut kutub magnet. Fenomena kutub magnet diselidiki pada tahun 1269 oleh de Maricourt. Dalam studinya itu ia mengamati adanya sepasang kutub pada benda magnetik yang merupakan kekuatan gaya terbesar pada magnet. Kutub-kutub ini kemudian dinamakan dengan “kutub utara” dan “kutub selatan”. Jika kutub yang sama didekatkan maka akan saling menolak, dan jika kutub yang berlainan didekatkan akan saling menarik batang lebih lemah.

FENOMENA MAGNET DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

Dari penjelasan magnet diatas, dalam apa saja magnet digunakan dalam kehidupan sehari-hari? Dalam kehidupan sehari-hari, kita tidak pernah terlepas dari peralatan-peralatan elektronika. Magnet merupakan bagian yang tak dapat terpisahkan dari alat-alat elektronik dan teknik kelistrikan, karena tidak sedikit konstruksi alat-alat listrik tergantung pada magnet. Alat-alat listrik yang menggunakan magnet antara lain dinamo listrik pada sepeda, generator pembangkit tenaga listrik, motor-motor listrik, dan alat-alat kendali (control) listrik.

 Fenomena magnetisme (kemagnetan) sebenarnya telah diamati manusia sejak beberapa abad sebelum masehi. Pada masa lampau magnet dikenal sebagai sebuah material berwarna hitam yang disebut lodestone dan dapat menarik besi serta benda-benda logam lainnya. Batu magnet ditemukan pertama kali di Magnesia, Asia Kecil, dan penggunaannya dalam praktek yang pertama dipertunjukkan oleh bangsa Cina pada tahun 2637 Sebelum Masehi, berupa kompas kutub (kompas penunjuk kutub bumi). Selanjutnya penemuan-penemuan dan percobaan-percobaan penting tentang gejala kemagnetan dilakukan oleh bangsa-bangsa di benua Eropa, misalnya tahun 1269, De Maricourt melakukan studi tentang magnet dan mengamati adanya sepasang kutub pada benda magnetik. Penemuan tentang magnet bumi oleh sarjana Inggris Dr. William Gilbert tahun 1540-1603, medan magnet disekitar arus listrik oleh sarjana Denmark Hans Christian Oersted (1771-1851), penemuan elektromagnetik oleh sarjana Jerman Clerk Maxwell (1831-1879). Semua eksperimen dan penemuan tersebut sangat penting artinya bagi perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi sampai era informasi dan komunikasi sekarang ini. Atas jasa penemuan elektromagnetik oleh Maxwell maka peran fenomena kemagnetan dan kelistrikan menjadi sangat dominan dalam kehidupan saat ini. Mulai dari gunting, test-pen, jam tangan, radio, televisi, komputer hingga peralatan nuklir terkait dengan magnet.

Dalam kehidupan sehari-hari gaya magnet digunakan untuk berbagai keperluan seperti mengambil benda-benda dari logam, penunjuk arah, mengubah energi listrik menjadi energi bunyi, menghasilkan listrik, menggantikan roda pada kereta api maglev, dan merapatkan dua benda, anak catur, bel listrik, relai, pesawat telepon, dan komputer.

1.      Mengambil Benda-Benda dari Logam

Benda yang dapat ditarik kuat oleh magnet adalah bahan yang terbuat dari logam seperti besi, baja, dan nikel. Dengan adanya sifat itu, magnet digunakan pada beberapa peralatan untuk mempermudah mengambil benda dari logam. Peralatan tersebut antara lain gunting, obeng, tang, dan alat pengangkut besi tua. Beberapa gunting, obeng, dan tang memiliki magnet pada bagian ujungnya. Ujung gunting dibuat bermagnet agar mudah mengambil dan mencari jarum. Ujung obeng dibuat bermagnet agar sekrup yang akan dipasangkan menempel pada ujung obeng sehingga mudah memasangnya. Alat pengangkut besi tua menggunakan elektromagnet yang dialiri arus listrik kuat untuk mengangkut besi tua. Besi tua akan menempel pada alas pengangkut selama arus listrik mengalir. Bila arus listrik dimatikan, besi tua akan berjatuhan. Alat tersebut juga berfungsi memisahkan besi dan baja tua dengan benda-benda lain yang bukan logam. Besi dan baja tua yang telah dipisahkan akan dilebur untuk dibentuk menjadi besi clan baja yang bars.

2.      Penunjuk Arah

Magnet dapat digunakan untuk menunjukkan arah karena kutub-kutub magnet selalu menunjukkan arah utara dan selatan. Alat yang memanfaatkan sifat magnet tersebut adalah kompas. Kompas adalah alat penunjuk arah mata angin. Di dalam kompas terdapat magnet berbentuk jarum yang selalu menunjukkan arah utara dan selatan. Sehingga dapat digunakan untuk menunjukkan arah mata angin. Kompas digunakan oleh pelaut, pendaki gunung, dan pilot untuk membantu menunjukkan jalan.

3. Membantu dalam Perubahan Energi

Pada beberapa peralatan listrik seperti televisi dan radio menggunakan magnet pada bagian pengeras suara (speaker). Fungsi magnet pada speaker adalah mengubah energi listrik menjadi energi bunyi.

4. Menghasilkan Listrik

Magnet dapat menghasilkan listrik dalam jumlah besar dan kecil. Salah satu alat yang menggunakan magnet untuk menghasilkan listrik adalah dinamo sepeda. Pada dinamo sepeda, magnet menghasilkan energi listrik dalam jumlah kecil yang digunakan untuk menyalakan lampu sepeda.

5. Merapatkan Dua Benda

Pintu lemari es dapat tertutup dengan kuat dan rapat. Hal tersebut dikarenakan di sekeliling sisi pintu lemari es terdapat magnet. Sebuah magnet yang panjang diletakkan di dalam karet sepanjang pintu lemari es. Lemari es terbuat dari baja, jadi magnet akan membuat pintu lemari es menutup dengan rapat ketika ditutup. Pintu lemari es yang tertutup rapat dapat menjaga suhu di dalam tetap dingin sehingga makanan dan minuman di dalamnya tetap segar. Beberapa benda lain yang menggunakan magnet adalah kotak pensil dan tas. Magnet dapat menjaga kotak pensil dan tas menutup dengan rapat sehingga berbagai benda di dalamnya tidak mudah jatuh. Beberapa pintu menggunakan magnet agar pintu tidak mudah menutup jika tertiup angin. Magnet tersebut diletakkan di balik pintu dengan besi atau baja menempel pada belakang pintu.

6. Menggantikan Roda pada Kereta Api Maglev

Kereta api jenis maglev adalah kereta api modern yang bergerak tidak menggunakan roda tetapi menggunakan magnet. Kereta api maglev bergerak melayang di atas rel yang terbuat dari magnet. Oleh karena itu kereta api ini disebut maglev, singkatan dari magnetic levitation yang artinya mengapung di atas magnet.

7.      Anak Catur

Anak catur dapat menempel pada papan catur karena bagian bawah anak catur memiliki magnet. Fungsinya agar buah catur tetap kuat menempel pada tempatnya.

8.      Bel Listrik

Elektromagnet dalam bel listrik berupa inti besi yang berbentuk huruf U. Inti besi tersebul dililiti kumparan dengan arah belitan yang berbeda. Hal ini dilakukan dengan maksud agar diperoleh magnet yang berbeda jika kumparan tersebut dialiri arus listrik ketika sakelar ditekan terjadi aliran arus litrik. Akibatnya, inti besi lunak menjadi elektromagnet. Elektromagnet ini dapat menarik jangkar besi lunak. Saat jangkar besi tersebut menempel pada elektromagnet, pemukul mengenai bel dan terjadi bunyi. Selama jangkar besi menempel pada besi lunak. aliran arus listrik terputus. Hal itu menyebabkan sifat kemagnetan inti besi lunak hilang. Akibatnya. jangkar besi lunak kembali ke posisi semula. Demikianlah hal ini berlangsung berulang-ulang selama sakelar bel ditekan. Alat untuk menyambung atau memutus arus listrik secara berulang-ulang secara otomatis disebut interuptor. Jadi, elektromagnet pada bel listrik memutus dan menyambung arus listrik dengan cepat secara otomatis.

9.      Relai

Relai adalah alat yang dapat menghubungkan atau memutus arus listrik besar menggunakan arus listrik kecil. Oleh karena itu, motor listrik atau mesin-mesin listrik yang memerlukan arus besar dapat dikontrol dari jauh menggunakan kabel yang dapat dilalui arus kecil. Kabel seperti itu lebih murah harganya. Bagian utama relai adalah elektromagnet dan kontak. Relai banyak digunakan sebagai kontak starter mobil. Adapun prinsip kerjanya adalah sebagai berikut. Ketika sakelar ditekan, arus listrik kecil mengalir. Aliran arus ini menyebabkan jangkar besi lunak tertarik ke elektromagnet hingga menempel. Hal itu menyebabkan kontak terhubung. Akibatnya, motor listrik teraliri arus. Aliran arus listrik itulah yang menyebabkan motor listrik berputar.

10.  Pesawat Telepon

Pesawat telepon terdiri atas dua bagian utama, yaitu mikrofon (pesawat pengirim) dan telepon (pesawat penerima). Mikrofon terdiri atas diafragma aluminium, kotak karbon, dan butir-butir karbon. Adapun telepon terdiri atas diafragma besi, magnet permanen, dan
elektromagnet.

11.  Komputer

Komputer merupakan salah satu perangkat yang dilengkapi magnet. Saat penggunanya mengaktifkan komputer, saat itu pula terjadi hubungan dengan magnet. Hard drive sangat mengandalkan magnet untuk menyetor data. Monitor pun menggunakan magnet untuk menciptakan gambar di layar.

Selain magnet berguna dalam piranti yang kita gunakan sehari-hari, magnet juga sangat bermanfaat pada dunia kedokteran. Selama bertahun-tahun, para ilmuwan telah berusaha meneliti sifat penyembuhnya. Sudah banyak produk-produk kesehatan yang mengatasnamakan magnet sebagai alat penyembuh, meskipun terkadang manfaatnya tidak terbukti. Memang masih banyak manfaat magnet bagi kesehatan yang belum tersingkap hingga saat ini. Seperti dilansir DailyRecord, Senin (14/11/2011), beberapa khasiat magnet yang sudah terbukti keabsahannya secara ilmiah antara lain:

·         Magnetic Resonance Imaging (MRI)

Penggunaan magnet yang paling umum untuk kesehatan adalah scanner Magnetic Resonance Imaging (MRI) di rumah sakit. Perangkat raksasa ini membantu dokter mendapatkan tampilan struktur organ dalam yang kompleks namun akurat. MRI menggunakan medan magnet untuk menciptakan gambar secara rinci dan memungkinkan tampilan yang berbeda ketinggiannya jika dokter ingin mengetahui detail lebih lanjut.

·         Mengobati Epilepsi

Pengobatan magnetik dapat meringankan gejala penyakit epilepsi kronis. Sebuah penelitian di Jerman pada tahun 1999 menemukan bahwa magnet dengan frekuensi rendah dapat mengurangi atau membatasi kejang dan efektif bagi pasien yang tidak bisa mempan dengan pengobatan biasa. Kumparan magnet ditempatkan ke samping kepala untuk mengarahkan gelombang magnet ke otak. Peneliti mengklaim bahwa sebagian besar peserta penelitian berkurang kejang-kejangnya hingga setengah. Pengobatan magnetik ini hanya bertahan selama enam sampai delapan minggu.

·         Mengobati Radang sendi

Dalam suatu penelitian yang dilakukan oleh Peninsula Medical School dan diterbitkan dalam British Medical Journal tahun 2004, peneliti menemukan bahwa magnet bisa meredakan rasa sakit akibat radang sendi di lutut dan pinggul. Namun para peneliti juga mengakui bahwa hasil tersebut bisa disebabkan oleh efek plasebo.

·         Mengobati Alzheimer

Sebuah penelitian di Italia menemukan bahwa pengobatan magnetik dapat membantu meningkatkan aktivitas kortikal otak pasien dan membantu memahami dunia di sekitarnya dengan lebih baik.
Laporan yang dimuat dalam Journal of Neurology, Neurosurgery and Psychiatry ini menemukan bahwa stimulasi magnetik yang berulang-ulang dapat bermanfaat bagi pasien penyakit saraf seperti Alzheimer.

·         Meringankan Depresi

Pasien depresi yang mendapat stimulasi magnetik mengaku lebih relaks dibandingkan jika tidak mendapat pengobatan tersebut. Sebuah tim di Universitas Kedokteran Carolina Selatan mensurvei 190 orang penderita depresi. Setengah di antaranya mendapatkan pengobatan magnetik. Hasilnya, 14 persen dari pasien melaporkan gejala depresinya menjadi lebih ringan. Sedangkan dalam kelompok plasebo, hanya lima persen yang merasakan perbaikan.

·         Membantu Operasi jantung

Partikel magnetik juga telah digunakan dalam operasi jantung. Para ilmuwan menggunakan partikel kecil magnet yang melekat pada sel induk untuk membantu memperbaiki hati yang telah rusak.
Laporan penelitian yang dimuat dalam Journal of American College of Cardiology ini menemukan bahwa teknik tersebut efektif pada tikus dan akan diuji coba pada manusia untuk tahap berikutnya. Efektivitas sel-sel induk meningkat lima kali karena partikel magnetik memandu sel-sel ke daerah sasaran. "Nampaknya serangan jantung dan cedera pembuluh darah lainnya dapat diobati dengan menggunakan suntikan sel tubuh magnetik. Teknologi ini bisa disesuaikan untuk melokalisasi sel-sel di organ lain dan menjadi alat yang berguna untuk segala macam terapi sel," kata penulis penelitian, Dr Mark Lythgoe.
"Penelitian menunjukkan bahwa nanomagnets dapat digunakan untuk membantu terapi sel-sel induk menjangkau daerah-daerah tertentu di dalam tubuh, terutama di dalam pembuluh darah dimana darah mengalir cepat dengan tekanan tinggi," kata Profesor Peter Weissberg, direktur medis The British Heart Foundation yang mendanai penelitian.

·         Mengurangi Pembengkakan

Sebuah penelitian oleh University of Virginia membuktikan bahwa magnet dapat mengurangi pembengkakan. Ilmuwan menemukan bahwa magnet statis mampu mengurangi pembengkakan kaki belakang tikus hingga 50 persen.

KESIMPULAN DAN SARAN

          Dari uraian diatas, maka dapat kami simpulkan bahwa magnet sangat berguna dalam kehidupan kita, mulai dari piranti yang kita gunakan sehari-hari sampai media penyembuhan didunia kedokteran. Maka dari itu manfaatkanlah magnet dengan bijak, agar magnet dapat berguna dengan tepat sesuai dengan kegunaannya.