Elektromagnet Adalah ? Lalu Bagaimana Cara Kerjanya?
Elektromagnet Adalah ? Lalu Bagaimana Cara Kerjanya?
24 Februari 2021
Bab
Pertanyaan yang menarik untuk diajukan yaitu: apa jadinya dunia jika kita tidak punya elektromagnet?
Meskipun magnet sendiri – dan medan magnet pada umumnya – adalah fenomena yang terjadi secara alami, tidak demikian dengan elektromagnet. Elektromagnet harus diciptakan. Dan, karena elektromagnet ini menggabungkan arus listrik dengan material magnetik, elektromagnet hadir di kehidupan kita relatif terlambat dalam sejarah.
Elektromagnet adalah sebagian dari magnet terkuat yang kita miliki. Karena itu, mereka menjadi sangat penting dalam industry, teknologi, dan berbagai macam benda sehari-hari yang kita miliki di rumah.
Dan juga, belajar tentang elektromagnet bukan hanya soal teori yang tidak relevan dan liar. Justru, elektromagnet sangatlah berguna – dan bisa melakukan hal-hal yang hanya bisa dilakukan oleh elektromagnet. Belum lagi fakta bahwa ilmu elektromagnet sendiri cukup menarik.
Jadi, kembali ke pertanyaan: di manakah kita sekarang tanpa kekuatan elektromagnet? Jawaban sejujurnya, sama sekali tidak di mana-mana. Kita tidak akan memiliki generator – dan tidak ada kemungkinan penyimpanan daya dan transmisi daya – misalnya.
Tetapi, kita akan kembali ke pertanyaan itu nanti. Mari kita intip teori tentang elektromagnet.
Mencari s1 tutor fisika dan matematika? Temukan sekarang di Superprof.
Kapan Elektromagnet Ditemukan?
Tanpa elektromagnet, mungkin kita masih hidup seperti di tahun 1820-an.
Teknologi ini belum ditemukan hingga tahun 1820-an, ketika dua ilmuwan terpisah – satu di Denmark, dan yang satu lagi, William Sturgeon, di Inggris – mulai bermain dengan interaksi listrik dan magnet. Hans Christian Ørsted (atau Oersted) yang pertama kali menyadari bahwa arus listrik menciptakan medan magnet, sedangkan Sturgeon membuat elektromagnet dasar yang pertama.
Namun, tidak ada yang cukup tahu bagaimana lilitan kawat tembaga ini menghasilkan medan magnet untuk satu abad lagi, hampir, saat di tahun 1906 seorang fisikawan Perancis mulai menangani masalah tersebut. Dan dengan teorinya tentang domain magnetic, kita selangkah lebih dekat untuk mengetahui apa yang sebenarnya terjadi di bagian tengah semua lilitan kawat itu.
Akan tetapi, cerita ini melewatkan dua dari nama-nama terpenting dalam sejarah elektromagnetisme. Anda mungkin telah mendengar Micheal Faraday Рyang menemukan prinsip induksi elektromagnetik. Atau Andr̩-Marie Amp̬re, yang menunjukkan bahwa dua kawat paralel menolak dan menarik satu sama lain tergantung ke mana arus lewat Рdan yang memberikan nama amp (atau ampere).
Sejak itu, elektromagnetisme, telah menjadi teknologi yang semakin kuat, mengisi dunia kita dengan hal-hal yang tanpa kita sadari sangat penting.
Mari kita pelajari ilmunya.
Rekap: Apa Itu Magnetisme?
Ilmu tentang elektromagnetisme berdasar pada objek magnet dan semua fenomena yang terkait: kutub magnetik, gaya magnetik, dan partikel bermuatan yang menghidupkan semua ini pada level subatomik.
Tapi apakah Anda ingat apa itu tepatnya magnetisme? Kita akan membahasnya secara rinci di artikel, Apa itu Magnetisme?, namun sedikit rekapan di sini akan membantu.
Magnetisme bekerja karena elektron tak berpasangan. Meskipun elektron adalah partikel yang manyusun bagian atom, kebanyakan material memiliki pasangan elektron dengan muatan berlawanan. Muatan-muatan ini dikenal sebagai ‘spin’ dan secara konvensional dikenal sebagai ‘muatan positif’ dan ‘negatif’.
Ketika elektron dipasangkan, momen magnetik masing-masing elektron dinetralkan – yang artinya elektron tersebut tidak memiliki gaya magnetik.
Namun, ketika elektron tidak dipasangkan, elektron tersebut tidak dinetralkan – dan dalam material magnetik yang tepat, secara ilmiah dikenal sebagai material feromagnetik, semua elektron ini dapat menunjuk secara spontan ke arah yang sama dan memberi sifat magnetis yang tepat pada material.
Feromagnetisme ini ditemukan pada bahan-bahan seperti besi dan nikel.
Apa itu Elektromagnetisme?
Meski ini adalah cara magnetisme bekerja secara ‘alami’, cara kerja elektromagnet sedikit berbeda. Penememuan orang-orang seperti Ampère, Faraday, and Ørsted terletak tepat pada realisasinya bahwa ini bukanlah satu-satunya cara magnetisme bekerja.
Terlebih, mereka melihat aliran arus listrik juga memiliki medan magnet. Penemuan Amp̬re Рbahwa kawat dengan arus yang mengalir berlawanan arah menarik satu sama lain Рtelah membuktikan ini.
Dalam elektromagnetisme, seluruh kawat yang dilalui aliran listrik menjadi magnet. Lagi-lagi, ini disebabkan oleh elektron. Namun, daripada sekedar diarahkan ke cara tertentu – atau disusun ‘searah’ – pada sebuah arus listrik, elektron tersebut dilepaskan dari atomnya dan mengalir di sepanjang material. Hal ini memberikan kekuatan magnetis.
Interaksi Fundamental.
Namun, elektromagnetisme – kombinasi magnetisme dan listrik ini – lebih penting daripada elektromagnet itu sendiri.
Faktanya, elektromagnetisme sebenarnya digambarkan sebagai salah satu interaksi fundamental yang mendorong semua hukum fisika (lainnya yaitu gravitasi, interaksi lemah dan kuat). Dan juga elektromagnetisme sebenarnya adalah gaya yang menyatukan atom. Elektromagnetisme bertanggung jawab atas cahaya dan ikatan senyawa kimia.
Elektromagnetisme adalah benda yang sangat sibuk. Dan penemuannya – serta kemampuan kita memanfaatkan kekuatannya – telah menjadi bagian yang sangat penting dalam perkembangan ilmiah manusia.
Cari tahu tentang magnetisme dan elektromagnetisme di sini!
Bagaimana Cara Kerja Elektromagnet?
Tetapi bagaimana cara kerja elektromagnet ini tepatnya? Kita sudah cukup tahu latar belakangnya, tapi bagaimana elektromagnetik itu sendiri berfungsi.
Cara kerja elektromagnet hampir sama seperti batang magnet sederhana. Elektromagnet memiliki, seperti magnet permanen normal, kutub utara dan kutub selatan, yang cenderung menolak kutub identik magnet lain. Lagi-lagi, dengan cara yang sama, elektromagnet menghasilkan medan magnet – sama seperti yang Anda lihat pada kikiran besi.
Namun, perbedaan antara elektromagnet dan magnet normal yaitu elektromagnet memiliki medan magnet yang jauh lebih kuat. Dan, tentu saja, Anda bisa mematikan dan menghidupkannya dengan cara mematikan arus. Kedua benda ini membuatnya sangat berguna.
Struktur Elektromagnet.
Seperti yang kita bahas di atas, alasan fisik gaya magnetik berbeda antara feromagnet normal dan sepupu elektromagnetiknya. Sebelumnya, elektronnya selaras – tapi kemudian, aliran elektron yaitu listrik menghasilkan medan magnet.
Jadi, kawat itu sendiri magnetis, seperti yang ditunjukkan Ampère. Tetapi untuk membuat elektromagnet, kita menggunakan metode yang lebih canggih.
Metode ini berdasarkan lilitan kawat. Ambil potongan silinder logam feromagnetik seperti besi dan bungkus kawat tersebut melingkar – biasanya terbuat dari tembaga – di sekitarnya. Segera setelah Anda menyalakan listrik, arus akan mengalir ke kabel dan akan mengubah logam di bagian tengahnya menjadi magnet – seperti magnet permanen.
Matikan listrik dan logam akan berhenti menjadi magnetis.
Sesimpel itu, sungguh. Dan Anda tidak terlalu memerlukan inti besi – karena medan magnetik yang dihasilkan lilitan sudah dipusatkan ke lubang melalui bagian tengah lilitan. Namun, inti besi, atau ‘inti magnetik’ itu, membuat elektromagnet semakin kuat – ratusan kali lebih kuat.
Anda bisa membuat elektromagnet sendiri kalau Anda mau. Tetapi hati-hati – dan lakukan di bawah pengawasan.
Untuk Apa Kita Menggunakan Elektromagnet?
Jadi, mari kembali ke pertanyaan itu, apa jadinya dunia saat ini jika kita tidak punya elektromagnet? Sungguh pertanyaan yang menarik – dan mungkin kita bisa menyusunnya lebih baik menjadi benda apa saja yang tidak kita miliki jika kita tidak punya elektromagnet?
Jawabannya mungkin cukup panjang. Tapi kita bisa menjawab pertanyaan ini dengan mengacu pada beberapa teknologi paling kuat dan ada di mana-mana yang menggunakan elektromagnetisme. Mereka benar-benar ada di mana-mana.
Motor Listrik dan Generator.
Motor elektrik – yang akan Anda temukan di mobil dan segala macam mesin lainnya – bergantung pada interaksi medan magnetik dengan arus listrik.
Motor listrik ini terbuat dari stator – sebuah magnet di sekitar pinggiran motor yang tetap statis – dan rotor, sebuah elektromagnetik berputar yang hampir identik dengan lilitan yang digambarkan di atas.
Karena listrik dimasukkan ke dalam lilitan, lilitan tersebut menjadi tertarik ke stator, yang kemudian dibalik sehingga lilitan tersebut menolaknya. Karena itu, lilitan tersebut terus berputar dan menghasilkan energi mekanis.
Motor ini ngomong-ngomong, ada di mana-mana mulai komputer hingga telepon genggammu, oven hingga perangkat kerasmu.
Generator secara mekanis identik; hanya saja generator bekerja dengan arah berlawanan.
Transformer.
Mengingat saluran aliran listrik itu membawa ratusan ribu volt listrik, sebelum listrik itu masuk ke pemanggang rotimu (yang hanya butuh sekitar dua ribu volt), tegangannya perlu dikurangi. Itulah yang dilakukan transformer.
Transformer bekerja melalui penempatan dua lilitan. Tegangan listrik yang besar itu lewat melalui lilitan pertama. Jika Anda meletakkan lilitan dengan putaran lebih sedikit di sampingnya, arus listrik akan melompat ke lilitan berikutnya – tapi akan memiliki tegangan yang lebih kecil.
Tanpa benda ini, Anda tidak akan bisa menggunakan peralatan listrik apapun di rumah.
Levitasi Magnetik.
Salah satu hal paling keren yang orang lakukan dengan elektromagnet adalah levitasi magnetik, atau maglev. Ini adalah sistem transportasi yang membuat kereta melayang – dan dapat melaju lebih cepat dengan efisien karena kurangnya gesekan.
Hal ini memerlukan set magnet yang sangat kuat. Satu mengangkat kereta dari rel dan yang lain mendorongnya menyelesaikan lintasan.
Platform yang menghubungkan para pengajar dengan para pelajar
Apa Anda menyukai artikel ini?Berikan penilaian Anda
