Presentasi Materi Pembelajaran IPA copyright@PSB-SMP N 4 RANDUDONGKAL K E M A G N E T A N Presentasi Materi Pembelajaran IPA Kelas / smt : 9 / 1 SK / KD : 4 / 4.1,4.2,4.3 Alokasi Waktu : 10 JP SK KD Tujuan / Indikator Referensi Telah di edit dan disahkan penggunaannya oleh: Kaharudin, S.Pd Kepala SMPN 4 Randudongkal By Puspita Indah Lestari, S.Pd copyright@PSB-SMP N 4 RANDUDONGKAL

Bentuk magnet yang dibuat terdiri atas beberapa macam, yaitu: Teori Kemagnetan Pengertian: Magnet adalah logam atau batuan yang dapat menarik benda – benda yang mengandung besi, baja, nikel, cobalt ataupun campuran logam tersebut. Kemagnetan adalah suatu sifat zat yang teramati sebagai suatu gaya tarik atau gaya tolak antara kutub-kutub tidak senama atau senama. Sifat-sifat magnetik disebabkan gerak elektron dalam atom-atom tersebut. Bentuk magnet yang dibuat terdiri atas beberapa macam, yaitu: Magnet batang Magnet jarum Magnet silinder Magnet U ( ladam ) Berdasakan sifat bahan terhadap daya tarik magnet, bahan magnetik dibedakan atas : Bahan Ferromagnetis : bahan yang tertarik sangat kuat oleh magnet ( Fe, Co, Ni, Baja ) Bahan Paramagnetis: bahan yang tertarik magnet dengan gaya yang lemah ( contoh: Al, Pt, Mn ) 3. Bahan Diamagnetis: bahan yang tidak ditarik magnet ( Bi, Cu, Au, Ag, Zn )

Materi Kemagnetan dan KD : 1. Teori Kemagnetan ( KD1 ) 2. Cara membuat magnet ( KD1 ) 3. Medan Magnet ( KD1 ) 4. Kemagnetan Bumi ( KD1 ) 5. Elektromagnetik ( KD2 ) 6. Gaya Lorentz ( KD2 ) 7. Alat elektromagnetik ( KD3 ) 8. Transformator ( KD3 )

Berdasarkan jenis bahan yang digunakannya, magnet dibedakan menjadi empat tipe yaitu : Magnet permanen campuran Magnet alcomak (campuran besi dan aluminium) keras dan Magnet alnico (campuran besi dan nikel) memiliki gaya Magnet triconal (campuran besi dan cobalt) tarik sangat kuat Magnet permanen keramik (magnadur) Terbuat dari serbuk ferit, bersifat keras dan memiliki daya tarik kuat Magnet besi lunak (stalloy) Terbuat dari 96 % besi dan 4 % silikon, sifat kemagnetannya tidak keras dan sementara Magnet pelindung (mumetal) Terbuat dari 74 % nikel, 20 % besi, 5 % tembaga dan 1 % mangan, magnet ini tidak keras dan sifatnya sementara

Cara Membuat Magnet Ada beberapa cara dalam membuat magnet, diantaranya dengan : 1. Digosok 2. Induksi 3. Dialiri Arus Listrik Cara menghilangkan sifat kemagnetan : 1. Dipukul - pukul 2. Dipanaskan atau dibakar 3. Dialiri arus bolak - balik

Digosok Gosokkan magnet permanen berulang ulang dan satu arah. Kutub magnet yang dihasilkan pada ujung terakhir gosokan dan selalu berlawanan dengan magnet penggosok. U S S Play

Induksi Kutub magnet yang dihasilkan selalu berlawanan dengan magnet penginduksi. U S U S Play

3. Dialiri Arus Listrik Lakukan dengan bantuan bolpoin atau sebagainya sebagai besi! Perhatikan aliran arus yang melewati kabel (lewat atas ataukah bawah besi)! Genggamkan tangan pada bolpoin sesuai arah arus (lewat atas ataukah bawah bolpoin) ! Arah ibu jari (keluaran) menunjukan magnet kutub Utara U play

S U U S U S U S SIFAT – SIFAT MAGNET Jika kutub magnetnya sejenis maka akan tolak menolak Jika kutub magnetnya tidak sejenis maka akan tarik menarik U S U S Play

Medan Magnet Medan magnet adalah ruang/daerah disekitar magnet yang masih dipengaruhi oleh gaya magnet tersebut. Medan magnet digambarkan dengan garis – garis gaya, dan dinyatakan dengan anak panah. S U U S

Apakah yang terjadi jika sebuah magnet dipotong ? U S U S U S U S U S U S U S Play

Kemagnetan Bumi Jarum kompas arah utara selalu mengarah ke utara karena Kutub Selatan Magnet Bumi terletak di Kutub Utara Bumi dan Kutub Utara Magnet Bumi terletak di Kutub Selatan Bumi . S U U S

simpangan jarum kompas Letak kutub-kutub magnet bumi tidak tepat berada di kutub-kutub bumi, tetapi menyimpang terhadap letak kutub bumi. Hal ini menyebabkan garis – garis gaya magnet bumi mengalami penyimpangan terhadap arah utara- selatan bumi. Akibatnya penyimpangan kutub utara jarum kompas akan membentuk sudut terhadap arah utara-selatan bumi (geografis). Sudut yang dibentuk oleh kutub utara jarum kompas dengan arah utara-selatan geografis disebut deklinasi.

Penyimpangan jarum kompas  itu terjadi karena garis - garis gaya magnet bumi tidak sejajar dengan permukaan bumi (bidang horizontal). Akibatnya, kutub utara jarum kompas menyimpang naik atau turun terhadap permukaan bumi. Penyimpangan kutub utara jarum kompas akan membentuk sudut terhadap bidang datar permukaan bumi. Sudut yang dibentuk oleh kutub utara jarum kompas dengan bidang datar disebut inklinasi.

Elektromagnetik Elektromagnetik merupakan hubungan antar kemagnetan dengan kelistrikan. Medan  magnet  di  sekitar  kawat  berarus  listrik  ditemukan secara tidak sengaja oleh  Hans Christian Oersted (1770-1851), ketika akan memberikan kuliah bagi mahasiswa. Oersted menemukan bahwa di sekitar kawat berarus listrik magnet jarum kompas akan bergerak (menyimpang). Penyimpangan magnet jarum kompas akan makin besar jika kuat arus listrik yang mengalir melalui kawat diperbesar. Arah penyimpangan jarum kompas bergantung arah arus listrik yang mengalir dalam kawat. Oersted menyimpulkan bahwa disekitar kawat penghantar yang berarus listrik timbul medan magnet. Cara memperkuat sifat kemagnetan pada elektromagnetik : Memperbesar arus listrik Menambah jumlah lilitan Mennganti inti besi dengan baja Keuntungan menggunakan elektromagnet : Kekuatan magnet mudah diatur sesuai yang dikehendaki Sifat kemagnetannya mudah dihilangkan dan ditimbulkan Kutub – kutub magnet mudah ditukar

Arah gaya magnet a. Arah gaya magnet pada kawat lurus berarus Arah medan magnet pada kawat lurus berarus dapat ditentukan dengan mengggunakan kaidah tangan kanan. Jika arus listrik searah ibu jari maka, keempat jari yang menggenggam merupakan arah medan magnet. Play

b. Arah gaya magnet pada kawat melingkar

b. Arah gaya magnet pada solenoida Jika solenoida dialiri arus listrik maka akan menghasilkan medan magnet. Medan magnet yang dihasilkan solenoida berarus listrik bergantung pada besar kuat arus listrik dan banyaknya kumparan Sumber: BSE IPA Kelas 9 (Serway & Jewet, 2004)

F = B I L Gaya Lorentz F = Gaya Loretz ( N ) Gaya Lorentz adalah gaya yang ditimbulkan oleh muatan listrik yang bergerak atau oleh arus listrik yang berada dalam suatu medan magnet (B). Persamaan untuk menghitung besaran gaya lorentz : F = B I L F = Gaya Loretz ( N ) B = Medan Magnet ( Tesla ) I = Kuat Arus Listrik ( A ) L = Panjang Kawat ( m )

Contoh : sebuah kawat penghantar panjangnya 2 m, berarus listrik 10 mA dan berada pada medan magnet tetap 5 T. Berapakah besar gaya Lorentz ? Diket : L = 2 m B = 5 T I = 10 m A = 0,01 A Dit : F = ……. Jawab : F = B . I . L = 5 . 0.01 . 2 = 0,1 N

Untuk menentukan arah gaya Lorentz digunakan kaidah  atau  aturan  tangan  kanan.  Caranya  rentangkan  ketiga  jari yaitu ibu jari, jari telunjuk, dan jari tengah sedemikian hingga membentuk sudut 90 derajat  (saling tegak lurus). Jika ibu jari menunjukan arah arus listrik (I) dan jari telunjuk menunjukkan arah medan magnet (B) maka arah gaya Lorentz searah jari tengah (F ).

Ketika menggambarkan gaya lorentz (3 dimensi) pada buku tidak mudah Ketika menggambarkan gaya lorentz (3 dimensi) pada buku tidak mudah. Untuk memudahkannya perhatikan gambar berikut ! Masuk bidang Keluar bidang Contoh : tentukan arah gaya lorentz pada gambar berikut ! I B I B Play

Alat Elektromagnetik ( Penggunaan elektromagnetik ) a.   Bel  listrik Bel listrik terdiri atas dua elektromagnet dengan setiap solenoida dililitkan pada arah yang berlawanan  (perhatikan  Gambar). Apabila sakelar ditekan, arus listrik akan mengalir melalui solenoida. Teras besi akan menjadi magnet dan menarik  kepingan besi lentur dan pengetuk akan memukul bel (lonceng) menghasilkan bunyi. Tarikan kepingan besi lentur oleh elektromagnet akan memisahkan titik sentuh dan sekrup pengatur yang berfungsi sebagai interuptor.  Arus  listrik  akan  putus  dan  teras  besi  hilang  kemagnetannya. Kepingan besi lentur akan kembali ke kedudukan semula. Teras besi akan menjadi magnet dan menarik kepingan besi lentur dan pengetuk akan memukul bel (lonceng) menghasilkan  bunyi kembali. Proses ini berulang-ulang sangat cepat dan bunyi lonceng terus terdengar.

b.  Relai Relai berfungsi sebagai sakelar untuk menghubungkan atau memutuskan arus listrik  yang besar pada rangkaian lain dengan menggunakan arus listrik yang kecil. Ketika sakelar S ditutup arus listrik kecil mengalir pada kumparan. Teras besi akan menjadi magnet (elektromagnet) dan menarik kepingan besi lentur. Titik sentuh  C  akan  tertutup,  menyebabkan  rangkaian  lain  yang  mem- bawa arus besar akan tersambung. Apabila sakelar S dibuka, teras besi hilang kemagnetannya, keping besi lentur kembali ke kedudukan semula. Titik sentuh C terbuka dan rangkaian listrik lain terputus.

c. Telepon Telepon terdiri dari dua bagian yaitu bagian pengirim (mikrofon) dan bagian penerima (telepon). Prinsip kerja bagian mikrofon adalah mengubah gelombang suara menjadi  getaran- getaran  listrik.  Pada  bagian  pengirim  ketika  seseorang  berbicara akan menggetarkan diafragma aluminium. Serbuk-serbuk karbon yang terdapat pada mikrofon akan tertekan dan menyebabkan hambatan serbuk karbon mengecil.  Getaran yang berupa  sinyal listrik akan mengalir melalui rangkaian listrik. Prinsip kerja bagian telepon adalah mengubah sinyal listrik menjadi gelombang bunyi. Sinyal listrik yang dihasilkan mikrofon diterima oleh pesawat telepon. Apabila sinyal  listrik berubah-ubah mengalir  pada  kumparan,  teras  besi  akan  menjadi  elektromagnet yang kekuatannya berubah-ubah (perhatikan Gambar 11.23). Diafragma besi  lentur di hadapan elektromagnet akan ditarik dengan gaya yang berubah-ubah. Hal ini menyebabkan diafragma bergetar. Getaran diafragma memengaruhi udara di hadapannya, sehingga udara akan dimampatkan dan direnggangkan. Tekanan bunyi yang dihasilkan sesuai dengan tekanan bunyi yang dikirim melalui mi krofon.

d.  Katrol  Listrik Elektromagnet  yang  besar  digunakan  untuk  mengangkat sampah logam yang tidak terpakai. Apabila arus dihidupkan katrol listrik akan menarik  sampah besi dan memindahkan ke tempat yang dikehendaki. Apabila arus listrik dimatikan, sampah besi akan jatuh. Dengan cara ini sampah yang berupa tembaga, aluminium, dan seng dapat dipisahkan dengan besi. Kebaikan katrol listrik adalah: a. mampu mengangkat sampah besi dalam jumlah besar b. dapat  mengangkat/memindahkan  bongkahan  besi  yang  tanpa rantai membantu memisahkan antara logam feromagnetik dan bukan feromagnetik. SIMPULAN INDUKSI ELEKTROMAGNETIK: Berdasarkan percobaan Faraday diketahui bahwa tegangan listrik yang diinduksikan oleh medan magnet bergantung pada tiga hal berikut: 1. Jumlah lilitan. Semakin banyak lilitan pada kumparan, semakin besar tegangan yang diinduksikan. 2. Kecepatan gerakan medan magnet. Semakin cepat garis gaya magnet yang mengenai konduktor, semakin besar tegangan induksi. 3. Jumlah garis gaya magnet. Semakin besar jumlah garis

TRANSFORMATOR Generator Transformator Air dari Bendungan Listrik di rumahmu dihasilkan oleh generator yang sangat besar di pembangkit listrik. Transformator adalah alat untuk menaikkan dan menurunkan tegangan bolak-balik. 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. Ada transformator jenis Step-Up dan Step-Down. 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

Perbandingan lilitan pada transformator = NS Pada transformator ideal, besar tegangan induksi pada tiap lilitan kumparan sekunder sama dengan tegangan yang diinduksikan pada tiap lilitan kumparan primer. Pada transformator ideal, jumlah energi yang dipindahkan tidak mengalami kerugian. Vs = Ns Vp Np ,dan Vp .Ip = Vs. Is Contoh Soal: Perbandingan lilitan primer dengan lilitan sekunder sebuah transformator adalah 4:10. Jika kuat arus primer 5 ampere, berapakah kuat arus sekunder ?

Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat ! 1. Benda yang dapat ditarik oleh magnet disebut …. a magnet SALAH b magnetis BENAR c diamagnetis SALAH d nonmagnetis SALAH 2. Cobalt temasuk ….. a ferromagnetis BENAR b paramagnetis SALAH c diamagnetis SALAH d agnetis SALAH

X Y 3.Perhatikan cara membuat magnet berikut ! U S Setelah besi digosokkan maka …… a X kutub Selatan dan Y kutub Selatan SALAH b X kutub Utara dan Y kutub Utara SALAH c X kutub Selatan dan Y kutub Utara SALAH d X kutub Utara dan Y kutub Selatan BENAR

3. Perhatikan gambar ke tiga magnet berikut ! A B C D E F Jika A kutub utara, B dan C tolak menolak dan E tarik menarik dengan D, maka … a B kutub Selatan dan F kutub Selatan SALAH b C kutub Utara dan F kutub Utara SALAH c D kutub Selatan dan E kutub Utara SALAH d C kutub Selatan dan E kutub Selatan BENAR

4. Penyimpangan jarum kompas terhadap arah utara selatan bumi disebut…. Deklinasi BENAR b Inklinasi SALAH c Elementer SALAH d Medan magnet SALAH 5. Ruang disekitar magnet yang masih dipengaruhi oleh gaya magnet disebut…. a Deklinasi SALAH b Inklinasi SALAH c Elementer SALAH d Medan magnet BENAR

Kelompok ( 1 kel terdiri atas maksimal 4 siswa ): Tugas: Kelompok ( 1 kel terdiri atas maksimal 4 siswa ): Carilah materi tentang kemagnetan di internet kemudian simpan artikelnya, kumpulkan print out materi tersebut. Kirimkan file artikel kemagnetan tersebut melalui email ke alamat email bp/ibu guru (IPA) atau email sekolah kita ( smpn4randudongkal@gmail.com ) Jangan lupa sebutkan anggota kelompoknya.

Standar Kompetensi dan Kompetensi dasar 4. Memahami konsep kemagnetan dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. Menyelidiki gejala kemagnetan dan cara membuat magnet ( 2 JP ) Mendeskripsikan pemanfaatan kemagnetan dalam produk teknologi ( 4 JP ) Menerapkan konsep induksi elektromagnetik untuk menjelaskan prinsip kerja beberapa alat yang memanfaatkan prinsip induksi elektromagnetik ( 4 JP )

Tujuan Pembelajaran dan Indikator Siswa dapat: KD1: Menunjukkan sifat kutub magnet melalui demonstrasi Mendemonstrasikan cara membuat magnet dan cara menghilangkan sifat kemagnetan Memaparkan teori kemagnetan bumi Menjelaskan sifat medan magnet secara kualitatif di sekitar kawat bermuatan arus listrik KD2 : Menjelaskan cara kerja elektromagnetik dan penerapannya dalam beberapa produk teknologi Menemukan penggunaan gaya Lorentz pada beberapa alat listrik sehari-hari Menyadari pentingnya pemanfaatan kemagnetan dengan contoh dalam produk teknologi KD3 : Menjelaskan hubungan antara pergerakan garis medan magnetik dengan terjadinya gaya gerak listrik induksi melalui percobaan Menjelaskan prinsip kerja dinamo/generator secara sederhana Menjelaskan secara kualitatif prinsip sederhana cara kerja transformator Menunjukkan hubungan antara pergeseran garis medan magnetik dan terjadinya gaya gerak listrik induksi melalui percobaan

Bahan Pustaka Referensi: Nur Kuswanti, dkk., Contextual Teaching and Learning Ilmu Pengetahuan Alam: Sekolah Menengah Pertama/Madrasah Tsanawiyah Kelas IX Edisi 4 Bab 7.--Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, 2008. --Wikipedia., Kemagnetan --Search Engine google., Kemagnetan --Search Engine google., Induksi Elektromagnetik --Search Engine yahoo., Transformator