MAKALAH FISIKA MATERIAL BAHAN MAGNETIK, LOGAM BESI DAN LOGAM NON BESI Makalah ini disusun sebagai tugas mata kuliah Fisika Fisika Material Dosen pengampu: Erina Hertanti, M.Si
Penyusun: Adnavi l!a"###$%#&$%%%#& Mita Prati'i"###$%#&$%%%#( )urul Mairina"###%#&$%%%%# Semester"* Semester" *ahun
: +A"P.Fisika +A"P.Fisika %#$
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA JURUSAN PENDIDIKAN PENDIDIKAN ILMU ILMU PENGETAHU PENGETAHUAN AN ALAM FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKART JAKARTA 2015
KATA KAT A PENG PENGANTAR ANTAR
Asalamu-alaikum r. b. Alhamdulillahi rabbil ‘alamin, ‘alamin, segala segala pu/i pu/i syuku syukurr kehad kehadira iratt Allah All ah S* atas atas rahmat)y rahmat)ya a yang yang telah telah membe memberi ri keku kekuatan atan pada penyus yusun
baik aik
roha ohani
maupun
meny menyel eles esai aik kan penu penuli lisa san n
/asm asmani ani
mak makalah alah ini ini
sehingga
mamp ampu
yang yang ber/ ber/ud udul ul 0Bahan
Man! Man!", ", L#a$ L#a$ B!%& B!%& 'an L# L#a$ a$ N#n(B N#n(B!%& !%&1. Shala' Shala'at at serta serta salam tak lupa terhadap 2aginda 3asul, )abi Muhammad SA yang telah memper/uangkan 4slam sehingga umatnya mampu membuka pintu ilmu pengetahuan. *ak *ak lupa penulis mengu5apkan terimakasih kepada 2apak selaku
dosen
pengampu
mata
kuliah
6uran
Hadits
atas
bimbin bimbingann gannya ya yang yang penuh penuh antusi antusias as dalam dalam menyam menyampai paikan kan ilmu ilmu agam agama a ini. ini. 3ekan ekan7r 7rek ekan an kelas elas yang yang tela telah h menye menyema mang ngat atii dan memberikan pengarahan dalam menyelesaikan makalah ini. Saran
dan
kritik
tentunya
saya
harapkan
dalam
peng pengem emba bang ngan an maka makala lah h ini, ini, sehi sehing ngga ga bisa bisa lebi lebih h baik baik untu untuk k ke depannya. depannya. Semoga Semoga tulisan tulisan makalah makalah ini bisa membantu membantu pemba5a pemba5a dala dalam m
mema memaha hami mi
peng penger erti tian an
hadi hadis s
maup maupun un
unsu unsurr7uns 7unsur ur
di
dalamnya khususnya yang basic sekolah basic sekolah a'alnya sekolah umum. assalamu-alaikum r. b.
8iputat, September %#+
Asalamu-alaikum r. b. Alhamdulillahi rabbil ‘alamin, ‘alamin, segala segala pu/i pu/i syuku syukurr kehad kehadira iratt Allah All ah S* atas atas rahmat)y rahmat)ya a yang yang telah telah membe memberi ri keku kekuatan atan pada penyus yusun
baik aik
roha ohani
maupun
meny menyel eles esai aik kan penu penuli lisa san n
/asm asmani ani
mak makalah alah ini ini
sehingga
mamp ampu
yang yang ber/ ber/ud udul ul 0Bahan
Man! Man!", ", L#a$ L#a$ B!%& B!%& 'an L# L#a$ a$ N#n(B N#n(B!%& !%&1. Shala' Shala'at at serta serta salam tak lupa terhadap 2aginda 3asul, )abi Muhammad SA yang telah memper/uangkan 4slam sehingga umatnya mampu membuka pintu ilmu pengetahuan. *ak *ak lupa penulis mengu5apkan terimakasih kepada 2apak selaku
dosen
pengampu
mata
kuliah
6uran
Hadits
atas
bimbin bimbingann gannya ya yang yang penuh penuh antusi antusias as dalam dalam menyam menyampai paikan kan ilmu ilmu agam agama a ini. ini. 3ekan ekan7r 7rek ekan an kelas elas yang yang tela telah h menye menyema mang ngat atii dan memberikan pengarahan dalam menyelesaikan makalah ini. Saran
dan
kritik
tentunya
saya
harapkan
dalam
peng pengem emba bang ngan an maka makala lah h ini, ini, sehi sehing ngga ga bisa bisa lebi lebih h baik baik untu untuk k ke depannya. depannya. Semoga Semoga tulisan tulisan makalah makalah ini bisa membantu membantu pemba5a pemba5a dala dalam m
mema memaha hami mi
peng penger erti tian an
hadi hadis s
maup maupun un
unsu unsurr7uns 7unsur ur
di
dalamnya khususnya yang basic sekolah basic sekolah a'alnya sekolah umum. assalamu-alaikum r. b.
8iputat, September %#+
Penyusu n
DAFTAR DAFT AR ISI IS I
KATA KATA PENGAN P ENGANT TAR.................................................................................... DAFTAR ISI....................................... ........................................................... ........................................ ..................................... ................. $ PRAKATA...................................... .......................................................... ............................................... ......................................... .............. 9 BAB V...................................... .......................................................... ........................................ ............................................... ........................... & BAHAN MAGNETIK, LOGAM BESI DAN LOGAM NON(BESI ..................& A. ogam.... ogam........ ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ............ ................... ..................... ...................& .........& #.
ogam ogam Ferro Ferro atau atau ogam ogam 2esi... 2esi........ .......... .......... .......... .......... .......... ................ ..................... ............& ..&
.
ogam ogam )on7Ferr )on7Ferro o atau ogan )on72esi. )on72esi...... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......; ..;
$.
B. Man!"...........................................................................................# #.
Pengerti Pengertian an magnet... magnet........ .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .............. ..............# .....#
.
Ma5am7ma5a Ma5am7ma5am m magnet... magnet....... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ............#= .......#=
$.
2ahan 2ahan Magnetik. Magnetik...... .......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ............... ..................... ..................... ............. ...% %
9.
Material Material Magnet Magnet unak unak dan dan Magnet Magnet
KESIMPULAN ..........................................................................................= DAFTAR PUSTAKA..................................................................................
%$$
PRAKATA
2ahan " material merupakan kebutuhan bagi manusia mulai >aman
dahulu
sampai
sekarang.
manusia
selalu
berhubungan dengan kebutuhan bahan seperti pada transportasi, rumah, pakaian, komunikasi, rekreasi, produk makanan dll. Perkembangan kemampuannya
peradaban memproduksi
manusia dan
/uga
bisa
mengolah
diukur
bahan
dari untuk
memenuhi kebutuhan hidupnya ?/aman batu, perunggu dsb@. Pada tahap a'al manusia hanya mampu mengolah bahan apa adanya sepeti yang tersedia di alam misalnya: atu.
#Asyari Daryus, %%&, Diktat Kuliah Material Teknik , akarta: niversitas Darma Persada, hal.+.
9
+
BAB V BAHAN MAGNETIK, LOGAM BESI DAN LOGAM NON(BESI
2erbagai ma5am bahan sangat banyak di/umpai di alam ini, ada sekitar #( unsur yang terbagi men/adi beberapa golongan seperti unsur logam, logam alkali, alkali tanah, lantanida, aktinida, logam transisi, metaloid, non7logam, halogen sampai gas mulia. Se5ara umum bahan logam yang memiliki karakteristik anatara lain si!at mekaniknya kuat, liat, keras, sebagai penghantarkan panas dan listrik yang baik, dapat dipolish sampai mengkilap, tidak tembus 5ahaya serta memiliki titik 5air yang tinggi. 2ahan logam dapat diklaBsikasikan lagi dalam dua bagian yaitu logam !erro ?logam yang mengandung unsur Fes atau !erum@ dan logam non7 !erro ?logam yang tidak mengandung unsur Fe atau !erum@. A. ogam #. ogam Ferro atau ogam 2esi ogam !ero merupakan logam paduan dengan komposisi utamanya adalah unsur Fe?!erum@dengan [email protected] kedua unsur utama tersebut biasanya /uga ditambahkan beberapa unsur7unsur pemandu lainnya seperti )i ?nikel@,8r ?5rom@,C?vanadium@. 2eberapa produk yang termasuk /enis logam !erro antara lain besi tuang,besi tempa,ba/a lunak,ba/a karbon sedang
ba/a
karbon tinggi dan ba/a karbon tinggi 5ampuran.sebagaimana menurun ?Amanto,%%&:@ berikut: 2esi tuang
&
2esi tuang memiliki komposisi berupa 5ampuran antara Fe?besi@ dan karbon .kadar karbon 9.si!atnya tidak rapuh tidak dapat ditempa baik untuk dituang.aplikasinya sigunakan antara kain untuk akas mesin,me/a prata,bagian7bagian mesin bubut,blok silinderdan 5in5in tengkorak. 2esi tempa
di
tempa
dan
liat.digunakan
untuk
membuat
mur,skrup,pipa dan alat7alat bangunan. 2a/a karbon sedang
yang
#,+.si!atnya
mengandung dapat
dimudakan.di
karbon
ditempa,dapat gunakan
kikir,pahat,gerga/i,tap,stempel,alat
sekitar disepuh
%,; dan
untuk mesin
s"d
dapat
membuat bubut
dan
alat
perkakas lainnya. 2a/a karbon tinggi dengan 5ampuran 2a/a karbon tinggi dengan 5ampuran memiliki komposisi seperti ba/a karbon tinggi namun di tambah unsur nikel atau 5obalt,krom,dan
tungsen.si!atnya
rapuh
namun
dapat
;
digunakan temperatur tinggi tanp kehilangan kekerasan,dapat disepuh
dan
di
digunakan untuk
mudakan.dalam
pemakainnya
banyak
membuat komponen permesinan yang
diaplikasikan pada temperatur tinggi . ogam )on7Ferro atau ogan )on72esi Logam
non-ferro
adalah
logam
yang
tidak
mengandung
unsur
Fe(ferum).umumnya logam-logam tersebut di padukan dengan unsur-unsur lain dalam komposisi yang terbatas.logam-logam yang tergolong non-ferro antara lain tembaga,alumunium,timbal dan timah sebagaimna yang di utarakan (amanto,2006:) Tembaga (copper) !embaga ("u) ber#arna $oklat kemerahan.sifatnya kemerahan.sifatnya dapat di tempa,liat baik untuk penghantar panas dan listrik.tembaga banyak digunakan untuk perelatan kelistrikandan peralatan dekorasi. Alumunium (allumunium) %lumunium (%l) ber#arna biru putih.sifatnya dapat ditempa,liat,bobotnya ringan,dapat menghantarkan panas dan listrik yang baik dan mampu di tuang.alumunium digunakan untuk peralatan memasak,elektronik,sarana transportasi dan lain-lain Timbal (plumbum) !imbal (&b) ber#arna biru kelabu.sifatnya dapat di tempa,sangat liat,tahan korosi dan bobotnya sangat berat.timbal di gunakan sebagai bahan proteksi radiasi,bubungan atap dan bahan pengisi. Timah (Sn) !imah ('n) #arnanya bening keperak-perakan.sifatnya dapat ditempa, liat dan tahan korosi.timah di gunakan sebagai pelapis lembaran baa lunak (plat timah) dan industri tempat penga#etan makanan
$.
(
Si!at ini merupakan si!at kemampuan atau kekuatan logam untuk menahan beban yang diberikan, baik beban statis
atau
dinamis,
baik
pada
temperature
kamar,
temperature tinggi maupun temperature di ba'ah %%8. 2eberapa 5ontoh dari pembebanan statis dapat berupa pembebanan tarik, tekan lentur, baban punter, geser, dan kombinsai dari beban tersebut. Semnatar itu, pembebanan yang bersi!at dinamis dapat berupa beban ke/ut bebabn yang selalu berubah7ubah dan beban men/alar. Dari si!at7 si!at mekanis ini akan dapat diketahui sampai beberapa besar
kekuatan,
kekenyalan,
keliatan,
kekerasan,
kegetasan, keuletan, tahan aus, batas pen/alaran, dan kekuatan stress rupture dari bahan logam yang telah dihasilkan. 2erikut ini pen/elasan dari si!at7si!at tersebut #@ Si!at 2ahan ogam Akibat Pembebanan *arik @ Si!at 2ahan ogam Akibat Pembebanan Dinamis $@ Si!at Pen/alaran 2ahan ogam 9@ Si!at 2ahan ogam *erhadap 2eban
=
Gambar 1. a) Emmision Sektrometer ?Alat /i
b. Si!at Fisik 2ahan ogam Si!at Bsik adalah si!at tahan logam karena mengalami peristi'a
Bsika
seperti,
kemampuannya
dalam
menghantarkan panas, kemampuan dalam menghantarkan listrik
dengan
baik,
kemampuannya
dipolis
samapi
mengkilap, tidak tembus 5ahaya, serta si!at7si!at lainnya ketika diberi proses pemanasan seperti akan men5air ketika dipanaskan, perubahan ukuran men/adi lebih halus, dan perubahan strukturnya. 5. Si!at *eknologi 2ahan ogam Si!at teknologi adalah suatu si!at bahan yang ter/adi setelah logam tersebut diolah atau di ma5hining. Si!at7si!at ini biasanya harus diketahui terlebih dahulu sebelum pengolahan
material
itu
dialkukan.
Pengu/ian
yang
#%
dilakukkan natara lain pengu/ian mampu las ?'eldability@, mamapu 5or ?5ostability@ dan mapu keras ?hardenability@. d. Si!at
e. Si!at Gptik
Si!at opti5 material berkaitan dengan interaksi antara metrial dengan radiasi elektromagnetik, khususnya 5ahaya tampak. Foton yang /atuh pada material dapat dipantulkan, diabsorpsi atau ditransmisikan. Absorpsi atau transmisi !oton oleh material bergantung pada sen/ang energy antara pita valensi dan pita konduksi !oton dan energy !oton itu sendiri. Pada struktur pita logam tidak terdapat sen/ang energy sehingga !oton dengan energy berapapun Ari! */ah/ono, %#$, Fisika Loam dan Allo! , 8iputat:4) akarta Press, hal. ##79.
##
diabsorpsi dengan eksitasi ele5tron dari pita valensi ele5tron memasuki level eneri yang lebih tinggi dalam pita konduksi. Dengan demikian logam memiliki si!at tidak tembus radiasi elektromagnetik, mulai dari gelombang radio, in!ramerah, 5ahaya tampak, hingga ultraviolet, tetapi transparan terhadap sinar7 energy tinggi dari sinar7 γ . Sebagian besar radiasi yang diabsorpsi disebarkan
balik sebagai radiasi dengan pan/ang gelombang sama ?atau reIeksi@. ogam bersi!at tidak tembus dan dapat memantulkan dan yang kita lihat adalah distribusi pan/ang gelombang 5ahaya tereIeksi, yang mementukan 'arna logam. adi tembaga dan emas hanya memantulkan rentang pan/ang gelombang tertentu dan mengabsorpsi sisa !oton, artinya tembaga memantulkan 5ahaya merah yang
lebih
mengabsorpsi
besar biru
pan/ang yang
gelombangnya
lebih
pendek
dan
pan/ang
gelomangnya. Alumunium dan perak dapat memantulkan rentang spe5trum tampak se5ara lengkap dan be'arna keperk7perakan. $
B. Man!" #. Pengertian magnet
$3.E. Smallman dan .. "isho#$ %&&&$ Metaluri Fisika Modern ' (eka!asa Material, akarta: Erlangga, hal. ##.
#
Magnet atau magnit adalah suatu obyek yang mempunyai suatu medan magnet. Asal kata magnet diduga dari kata magnesia yaitu nama suatu daerah di Asia ke5il. Menurut 5erita di daerah itu sekitar 9.%%% tahun yang lalu telah ditemukan se/enis batu yang memiliki si!at dapat menarik besi atau ba/a atau 5ampuran logam lainnya. 2enda yang dapat menarik besi atau ba/a inilah yang disebut magnet. Didalam kehidupan sehari7hari kata 0magnet1 sudah sering kita
dengar,
namun
sering
/uga
berpikir
bah'a
/ika
mendengar kata magnet selalu berkonotasi menarik benda. ntuk bisa mengambil suatu barang dari logam ?5ontoh obeng besi@ hanya dengan sebuah magnet, misalkan pada peralatan perbengkelan biasanya dilengkapi dengan si!at magnet sehingga memudahkan untuk mengambil benda yang /atuh di tempat yang sulit di/angkau oleh tangan se5ara langsung. 2ahkan banyak peralatan yang sering digunakan, antara lain bel listrik, telepon, dinamo, alat7alat ukur listrik, kompas yang semuanya menggunakan bahan magnet. Magnet dapat dibuat dari bahan besi, ba/a, dan 5ampuran logam
serta
telah
banyak diman!aatkan untuk
industri
otomoti! dan lainnya. Sebuah magnet terdiri atas magnet7 magnet ke5il yang memiliki arah yang sama ?tersusun teratur@, magnet magnet ke5il ini disebut magnet elementer. Pada logam yang bukan magnet, magnet elementernya mempunyai arah e!eknya
saling
sembarangan
meniadakan,
?tidak
yang
teratur@
sehingga
mengakibatkan
adanya kutub7kutub magnet pada u/ung
tidak
logam. Setiap
magnet memiliki dua kutub, yaitu: utara dan selatan.
#$
magnet adalah daerah yang berada pada u/ung7u/ung magnet dengan kekuatan magnet yang paling besar berada pada kutub7kutubnya. Magnet dapat menarik benda lain, beberapa benda bahkan tertarik lebih kuat dari yang lain, yaitu bahan logam. )amun tidak semua logam mempunyai daya tarik yang sama terhadap magnet. 2esi dan ba/a adalah dua 5ontoh materi yang mempunyai daya tarik yang tinggi oleh magnet. Sedangkan oksigen 5air adalah 5ontoh materi yang mempunyai daya tarik yang rendah oleh magnet. Satuan intensitas
magnet
menurut
sistem
metrik
Satuan
4nternasional ?S4@ adalah *esla dan S4 unit untuk total Iuks magnetik adalah 'eber ?# 'eber"m J # tesla@ yang mempengaruhi luasan satu meter persegi. 9 a.
batang,
tapal
kuda,
dan
5akram
seperti
diperlihatkan pada ambar ;.$.
9 8hapter 44, niversitas Sumatera tara, http:""repository.usu.a5.id"bitstream"#$9+&;(="&+99"9"8hapter%44.pd!
#9
ika dua magnet saling didekatkan, mereka saling mengerahkan gaya, yaitu gaya magnet. aya magnet, seperti
gaya
listrik,
terdiri
dari
tarik7menarik
dan
tolakmenolak. ika dua kutub utara saling didekatkan, kedua kutub tersebut akan tolak7menolak. Demikian /uga halnya /ika dua kutub selatan saling didekatkan. )amun, /ika kutub utara salah satu magnet didekatkan ke kutub selatan magnet lain, kutub7kutub tersebut akan tarik7 menarik.
Aturan
untuk
kutub7kutub
magnet
tersebut
berbunyi:
#+
*er/a dinya
Dalam
menun/uk
ke
kemagnetan
keadaan semua mereka
normal, arah
atom7atom
se5ara
saling
a5ak
menghilangkan
tersebut sehingga seperti
ditun/ukkan padaambar ;.&a. Agar sebuah benda se5ara keseluruhan beker/a sebagai magnet, sebagian besar atom7atom dalam benda tersebut harus menun/uk arah yang sama.
gaya
magneti5
yang
lebih
besar,
seperti
ditun/ukkan pada ambar ;.&b.
#&
b. Medan Magnet Medan magnet adalah daerah disekitar magnet yang masih merasakan adanya gaya magnet. ika sebatang magnet diletakkan dalam suatu ruang, maka ter/adi perubahan dalam ruang ini yaitu dalam setiap titik dalam ruang
akan terdapat
medan
magnetik.
Arah medan
magnetik di suatu titik dide!enisikan sebagai arah yang ditun/ukkan
oleh
kutub
utara
/arum
kompas
ketika
ditempatkan pada titik tersebut. #@ Momen Magnetik 2ila
terdapat
dua
buah
kutub
magnet
yang
berla'anan Lm dan m terpisah se/auh l, maka besarnya momen magnetiknya ?
´ ¿ M
adalah
#;
´ )= ml r NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN. ( M ^
?.#@
^
M ¿ adalah sebuah vektor dalam arah
dengan ? vektor unit
r ^
berarah dari kutub negati! ke kutub
positi!. Arah momen magnetik dari atom bahan non magnetik adalah a5ak sehingga momen
magnetik
resultannya men/adi nol. Sebaliknya di dalam bahan7 bahan magnetik, arah momen magnetik atom7atom
bahan itu teratur sehingga momen magnetik resultan tidak nol.
momen magnet mempunyai satuan dalam 5gs adalah gauss.5m$ atau emu dan dalam S4 mempunyai satuan A. m. @ 4nduksi Magnetik
#(
Diletakkan
dalam
medan
menghasilkan
medan
tersendiri
menigkatkan
nilai
total
medan
´ akan H
luar ´ ' H
yang
magnetik
bahan
tersebut. 4nduksi magnetik yang dideBnisikan sebagai medan total bahan ditulis sebagai:
´ = H ´ + H ´ ' NNNNNNNNNNNNN B NNN. ?.@ Hubungan medan sekunder
´ ' = 4 π M ´ H
, satuan
´ B
dalam 5gs adalah gauss, sedangkan dalam geoBsika eksplorasi dipakai satuan gamma ?g@ dan dalam S4 adalah tesla ?*@ atau nano*esla ?n*@. $@
´
´= H
´ m F = 12 ´r m 2 μ0 r
?oersted@
NNNNNN..?.$@
´ dengan r adalah /arak titik pengukuran dari m. H mempunyai satuan A"m dalam S4sedangkan dalam 5gs ´ H
mempunyai satuan oersted.
9@ 4ntensitas
#=
Se/umlah benda7benda magnet dapat dipandang sebagai sekumpulan benda magnetik. Apabila benda magnet tersebut diletakkan dalam medan luar, benda tersebut
men/adi
Dengan
demikian,
dideBnisikan
termagnetisasi intensitas
sebagai
karena
induksi.
kemagnetan
tingkat
dapat
kemampuan
menyearahkan momenmomen magnetik dalam medan magnetik luar dapat /uga dinyatakan sebagai momen magnetik persatuan volume. Satuan magnetisasi dalam 5gs adalah gauss atau emu.8m7$ dan dalam S4 adalah Am7#.
´ ´ = M = ml r I V V ^
NNNNNNNNNNNNNNNN. ?.9@ Dimana 4 J 4ntensitas
si!at
kemagnetannya
magnet
dapat
dibedakan men/adi dua ma5am, yaitu: a. Magnet permanen. Magnet permanen adalah suatu bahan yang dapat menghasilkan medan magnet yang besarnya tetap tanpa adanya pengaruh dari luar atau disebut magnet alam karena memiliki si!at kemagnetan yang tetap. Magnet
%
permanen dibuat orang dalam berbagai bentuk dan dapat dibedakan menurut bentuknya men/adi : 7 Magnet batang 7 Magnet ladam ?sepatu kuda@ 7 Magnet /arum 7 Magnet silinder 7 Magnet lingkaran b. Magnet remanen Magnet remanen adalah suatu bahan yang hanya dapat
menghasilkan
medan
magnet
yang
bersi!at
sementara. Medan magnet remanen dihasilkan dengan 5ara
mengalirkan
arus
listrik
atau
digosok7gosokkan
dengan magnet alam. 2ila suatu bahan pengantar dialiri arus listrik, besarnya medan magnet yang dihasilkan tergantung pada besar arus listrik yang dialirkan. Medan magnet
remanen
yang
digunakan
dalam
praktek
kebanyakan dihasilkan oleh arus dalam kumparan yang berinti besi. Agar medan magnet yang dihasilkan 5ukup kuat, kumparan diisi dengan besi atau bahan se/enis besi dan sistem ini dinamakan ele5tromagnet.
#
2ahan magnetik adalah suatu bahan yang memiliki si!at kemagnetan dalam komponen pembentuknya. 2erdasarkan perilaku molekulnya di dalam Medan magnetik luar, bahan magnetik terdiri atas tiga kategori, yaitu paramagnetik, !eromagnteik dan diamagnetik. a. 2ahan Diamagnetik Material diamagnetik
mempunyai
sus5eptibility
magnetik yang ke5il dan bernilai negati!. Diamagnetik merupakan si!at magnet yang paling lemah, yaitu tidak permanen dan hanya mun5ul selama berada dalam medan magnet luar. 2esarnya momen magnetik yang diinduksikan
sangat
ke5il,
dan
dengan
arah
yang
berla'anan dengan arah medan luar. Permeabilitas relati! ?Or@ lebih ke5il dari satu dan suseptibilitas magnetiknya negati!, sehingga besaran 2 dalam bahan diamagnetik lebih ke5il daripada dalam vakum. ika disimpan diantara kutub7kutub
dari
ele5tromagnet
yang
kuat,
material
diamagnetik akan ditarik ke daerah yang bermedan lemah+
ambar *. 'usunan momen dipol magnet dan kur+a +s ! /.
2ahan diamagnetik adalah bahan yang resultan medan magnet atomis masing7masing atom" molekulya adalah nol,
tetapi
medan
magnet
akibat
orbit
dan
spin
elektronnya tidak nol ?Halliday 3esni5k, #=(=@. 2ahan diamagnetik
tidak
mempunyai
momen
dipol
magnet
permanen. ika bahan diamagnetik diberi medan magnet luar, maka elektron7elektron dalam atom akan mengubah gerakannya
sedemikian
rupa
sehingga
menghasilkan
resultan medan magnet atomis yang arahnya berla'anan dengan medan magnet luar tersebut. Si!at diamagnetik bahan ditimbulkan oleh gerak orbital elektron.
$
diamagnetik hampir semua spin elektron berpasangan, akibatnya
bahan
ini
tidak
Permeabilitas bahan ini: OQ magnetik
x m < 0
bahan:
.
menarik μ0
garis
gaya.
dengan suseptibilitas
)ilai
bahan
diamagnetik
mempunyai orde 7#%7+m$"kg. 8ontoh bahan diamagnetik yaitu: bismut, perak, emas, tembaga dan seng.& b. 2ahan Paramagnetik. 2ahan paramagnetik adalah bahan
yang resultan
medan magnet atomis masing masing atom" molekulnya tidak nol, tetapi resultan medan magnet atomis total seluruh atom" molekul dalam bahan nol, hal ini disebabkan karena gerakan atom" molekul a5ak, sehingga resultan medan
magnet
meniadakan
atomis
?Halliday
masing7masing 3esni5k,
atom
#=(=@.
Di
saling ba'ah
pengaruh medan eksternal, mereka mense/a/arkan diri karena
torsi
yang
dihasilkan.
Si!at
paramagnetik
ditimbulkan oleh momen magnetik spin yang men/adi terarah oleh medan magnet luar.
& 8hapter 44, niversitas Sumatera tara, http:""repository.usu.a5.id"bitstream"#$9+&;(="&+99"9"8hapter%44.pd!
9
2ahan ini /ika diberi medan magnet luar, elektron7 elektronnya akan berusaha sedemikian rupa sehingga resultan medan magnet atomisnya searah dengan medan magnet luar. Si!at paramagnetik ditimbulkan oleh momen magnetik spin yang men/adi terarah oleh medan magnet luar.
Dalam bahan ini hanya sedikit spin elektron yang tidak berpasangan, sehingga bahan ini sedikit menarik garis7
+
garis gaya. Dalam bahan paramagnetik, medan2 yang dihasilkan akan lebih besar dibanding dengan nilainya dalam hampa udara. Suseptibilitas magnet dari bahan paramagnetik adalah positi! dan berada dalam rentang #%7+ sampai #%7$ m$"
O%.
8ontoh
bahan
paramagnetik
:
alumunium,
magnesium dan 'ol!ram. 5. 2ahan Ferromagnetik
ambar . Susunan momen dipol magnet untuk material !eromagnetik dengan" tanpa adanya medan magnet dari luar serta kurva 2 vs H
Feromagnetik memiliki momen magnetik permanen tanpa adanya medan magnet yang diberikan dari luar. Feromagnetik teletak pada logam transisi, diantaranya adalah Fe, 8o, )i serta pada logam tanah /arang ?rare earth@ seperti )d, dan d. Suseptibilitas magnetnya dapat men5apai #%&.; 2ahan
!erromagnetik
mempunyai
resultan
medan
magnet atomis besar, hal ini disebabkan oleh momen magnetik spin elektron. Pada bahan ini banyak spin ele5tron yang tidak berpasangan, masing7masing spin elektron yang tidak berpasangan ini akan menimbulkan medan magnetik, sehingga medan magnet total yang ;https:""hardiananto.'ordpress.5om"%#%"%+"%;"klasiBkasi7magnet"
&
dihasilkan oleh satu atom men/adi lebih besar ?Halliday 3esni5k, #=(=@. Medan magnet dari masing7masing atom dalam
bahan
!erromagnetik
sangat
kuat,
sehingga
interaksi diantara atom7atom tetangganya menyebabkan sebagian besar atom akan mense/a/arkan diri membentuk kelompok7kelompok, kelompok inilah yang dikenal dengan domain. Domain7domain dalam bahan !erromagnetik, dalam ketiadaan medan eksternal, momen magnet dalam tiap domain akan paralel, tetapi domain7domain diorientasikan se5ara
a5ak,
pengaruh magnet
dan
medan paralel
yang lain
akan terdistorsi
eksternal.
Domain
dengan
terhadap
medan
eksternal
karena momen akan
mengembang, sementara yang lain mengerut. Semua domain akan menyebariskan diri dengan medan eksternal pada titik saturasi, artinya bah'a setelah seluruh domain sudah terarahkan, penambahan medan magnet luar tidak memberi pengaruh apa7apa karena tidak ada lagi domain yang perlu disearahkan, keadaan ini disebut dengan pen/enuhan ?saturasi@. 2ahan ini /uga mempunyai si!at remanensi, artinya bah'a setelah medan magnet luar dihilangkan, akan tetap memiliki medan magnet, karena itu
bahan
ini
sangat
baik
sebagai
sumber
magnet
permanen. Permeabilitas bahan : dengan suseptibilitas bahan : . 8ontoh bahan !erromagnetik : besi, ba/a. Si!at kemagnetan
bahan
!erromagnetik
akan
hilang
pada
temperatur 8urrie. *emperatur 8urrie untuk besi lemah adalah ;;%o8 dan untuk ba/a adalah #%9$o 8.
;
Si!at bahan !erromagnetik biasanya terdapat dalam bahan
!erit.
Ferit
merupakan
bahan
dasar
magnet
permanen yang banyak digunakan dalam industriindustri elektronika,
seperti
dalamloudspeaker,
motor7motor
listrik,dynamo dan <H7 meter.( d. Anti!eromagnetik abungan momen magnetik antara atom7atom atau ion7ion yang berdekatan dalam suatu golongan bahan tertentu akan menghasilkan pense/a/aran anti paralel. e/ala ini disebut anti7!eromagnetik. Si!at tersebut antara lain terdapat pada MnG, bahan keramik yang bersi!at ionik yang memiliki ion7ion MnL dan G7. *idak ada momen magnetik netto yang dihasilkan oleh ion G7, hal ini disebabkan karena adanya aksi saling menghilangkan total pada kedua momen spin dan orbital. *etapi ion MnL memiliki momen magnetik netto yang terutama berasal dari gerak spin. 4on7ion MnL ini tersusun dalam struktur kristal sedemikian rupa sehingga momen dari ion yang berdekatan adalah antiparalel.
( 8hapter 44, niversitas Sumatera tara, http:""repository.usu.a5.id"bitstream"#$9+&;(="&+99"9"8hapter%44.pd!
(
ambar +. Susunan momen dipol magnet serta kurva #" vs *
=
ambar 6. 1lasifikasi material magnetik berdasarkan susunan momen dipol atau spin/.
=https:""hardiananto.'ordpress.5om"%#%"%+"%;"klasiBkasi7magnet"
=
9. Material Magnet unak dan Magnet
lemah
maupun
magneti5
material
atau sot manetic materials kuat
atau
hard
manetic
materials. Penggolongan ini berdasarkan kekuatan medan koersi!nya dimana so!t magneti5 atau material magneti5 lemah
memiliki
medan
koersi!
yang
lemah
sedangkan
material magneti5 kuat atau hard magneti5 materials memiliki medan koersi! yang kuat. Hal ini lebih /elas digambarkan dengan diagram histerisis atau hysteresis loop sebagai loop.
%$ Diagram histeresis diatas menun/ukkan kurva histeresis untuk material magneti5 lunak pada gambar ?a@ dan material magneti5 keras pada gambar ?b@. H adalah medan magnetik yang diperlukan untuk menginduksi medan berkekuatan 2 dalam material. Setelah medan H ditiadakan, dalam spe5imen tersisa
magnetisme
residual
2r,
yang
disebut
residual
remanen, dan diperlukan medan magnet H5 yang disebut gaya koersi!, yang harus diterapkan dalam arah berla'anan untuk meniadakannya. Magnet lunak mudah dimagnetisasi serta mudah pula mengalami demagnetisasi, seperti tampak pada ambar .+ )ilai H yang rendah sudah memadai untuk menginduksi
medan
2
yang
kuat
dalam
logam,
dan
diperlukan medan H5 yang ke5il untuk menghilangkannya. Magnet keras adalah material yang sulit dimagnetisasi dan sulit di demagnetisasi.
magnet keras memerlukan energi lebih
banyak
sehingga pada kondisi7ruang, demagnetisasi dapat diabaikan. Dikatakan, magnetisasi permanen.
$#
KESIMPULAN
#. *erdapat dua /enis logam berdasarkan unsur penyusun: ogam !erro : besi dan ba/a ogam non7!erro: tembaga, alumunium, timbal, • •
timah .
:
u/i
kekuatan,
kekenyalan,
keliatan, kekerasan, kegetasan, keuletan, tahan aus, •
batas
pen/alaran,
dan
kekuatan
stress
rupture dari bahan logam Si!at Bsik : kemampuan menghantarkan panas
dan listrik Si!at kimia: ketahanan korosi! Si!at optik: tidak tembus pandang $. Magnet : benda yang dapat menarik besi dan ba/a 9. 2ahan magneti5: Diamagneti5 Parramagnetik Ferromagneti5 Anti7!erromagnetik • •
• • •
$
