Magnet Permanen

Berabad-abad yang lalu, ditemukan bahwa jenis batuan mineral tertentu memiliki sifat daya tarik yang tidak biasa terhadap besi logam. Satu mineral tertentu, yang disebut batu magnet , atau magnetit , ditemukan disebutkan dalam catatan sejarah yang sangat tua (sekitar 2500 tahun yang lalu di Eropa, dan jauh lebih awal di Timur Jauh) sebagai subjek keingintahuan.

Kemudian, itu digunakan dalam bantuan navigasi, karena ditemukan bahwa sepotong batu yang tidak biasa ini akan cenderung mengarahkan dirinya ke arah utara-selatan jika dibiarkan bebas berputar (digantung pada tali atau mengapung di air) .

Sebuah studi ilmiah yang dilakukan pada tahun 1269 oleh Peter Peregrinus mengungkapkan bahwa baja dapat "dibebankan" secara serupa dengan sifat yang tidak biasa ini setelah digosokkan pada salah satu "kutub" sepotong batu magnet.

Tidak seperti muatan listrik (seperti yang diamati ketika ambar digosokkan pada kain), benda-benda magnetis memiliki dua kutub yang berlawanan arah, dilambangkan "utara" dan "selatan" setelah orientasinya sendiri ke bumi. Seperti yang ditemukan Peregrinus, mustahil untuk mengisolasi salah satu kutub ini dengan sendirinya dengan memotong sepotong batu permata menjadi dua:setiap potongan yang dihasilkan memiliki pasangan kutubnya sendiri:

Seperti muatan listrik, hanya ada dua jenis kutub yang dapat ditemukan:utara dan selatan (dengan analogi, positif dan negatif). Seperti halnya muatan listrik, kutub yang sama akan saling tolak menolak, sedangkan kutub yang berlawanan akan tarik menarik. Gaya ini, seperti yang disebabkan oleh listrik statis, meluas ke luar angkasa tanpa terlihat, dan bahkan dapat menembus benda-benda seperti kertas dan kayu dengan sedikit pengaruh terhadap kekuatan.

Filsuf-ilmuwan Rene Descartes mencatat bahwa "bidang" yang tidak terlihat ini dapat dipetakan dengan menempatkan magnet di bawah sepotong kain atau kayu datar dan menaburkan serbuk besi di atasnya. Pengajuan akan menyelaraskan diri dengan medan magnet, "memetakan" bentuknya. Hasilnya menunjukkan bagaimana medan terus berlanjut tanpa putus dari satu kutub magnet ke kutub magnet lainnya:

Seperti segala jenis medan (listrik, magnet, gravitasi), jumlah total, atau efek, dari medan disebut sebagai fluks , sedangkan "dorongan" yang menyebabkan fluks terbentuk di ruang angkasa disebut gaya . Michael Faraday menciptakan istilah "tabung" untuk merujuk pada string fluks magnet di ruang angkasa (istilah "garis" lebih umum digunakan sekarang). Memang, pengukuran fluks medan magnet sering didefinisikan dalam jumlah garis fluks, meskipun diragukan bahwa medan seperti itu ada pada garis-garis diskrit individual dengan nilai konstan.

Teori modern tentang magnetisme menyatakan bahwa medan magnet dihasilkan oleh muatan listrik yang bergerak, dan dengan demikian berteori bahwa medan magnet dari apa yang disebut magnet "permanen" seperti batu magnet adalah hasil elektron di dalam atom besi yang berputar. seragam dalam arah yang sama.

Apakah elektron dalam atom material tunduk pada pemintalan seragam semacam ini ditentukan oleh struktur atom material (tidak seperti bagaimana konduktivitas listrik ditentukan oleh pengikatan elektron dalam atom material). Jadi, hanya jenis zat tertentu yang bereaksi dengan medan magnet, dan lebih sedikit lagi yang memiliki kemampuan untuk mempertahankan medan magnet secara permanen.

Besi adalah salah satu jenis zat yang mudah termagnetisasi. Jika sepotong besi didekatkan dengan magnet permanen, elektron di dalam atom dalam besi mengarahkan putarannya agar sesuai dengan gaya medan magnet yang dihasilkan oleh magnet permanen, dan besi menjadi "bermagnet". Setrika akan melakukan magnetisasi sedemikian rupa sehingga menggabungkan garis fluks magnet ke dalam bentuknya, yang menariknya ke arah magnet permanen, tidak peduli kutub magnet permanen mana yang diberikan pada setrika:

Besi yang sebelumnya tidak termagnetisasi menjadi termagnetisasi ketika didekatkan dengan magnet permanen. Tidak peduli kutub magnet permanen mana yang direntangkan ke arah besi, besi akan termagnetisasi sedemikian rupa sehingga tertarik ke arah magnet:

Mengacu pada sifat magnetik alami besi (Latin =“ferrum”), sebuah ferromagnetik bahan adalah salah satu yang mudah magnetize (atom penyusunnya dengan mudah mengorientasikan spin elektron mereka untuk menyesuaikan diri dengan gaya medan magnet eksternal). Semua bahan bersifat magnetis sampai tingkat tertentu, dan bahan yang tidak dianggap feromagnetik (mudah termagnetisasi) diklasifikasikan sebagai paramagnetik (sedikit magnet) atau diamagnetik (cenderung mengecualikan medan magnet). Dari keduanya, bahan diamagnetik adalah yang paling aneh. Dengan adanya medan magnet luar, mereka sebenarnya menjadi sedikit termagnetisasi dalam arah yang berlawanan, sehingga dapat menolak medan luar!

Jika bahan feromagnetik cenderung mempertahankan magnetisasinya setelah medan eksternal dihilangkan, dikatakan memiliki retentivitas yang baik. . Ini, tentu saja, merupakan kualitas yang diperlukan untuk magnet permanen.

TINJAUAN:

• Batu batu (juga disebut Magnetite ) adalah mineral magnet "permanen" yang terjadi secara alami. Yang dimaksud dengan "permanen" adalah materi mempertahankan medan magnet tanpa bantuan eksternal. Karakteristik bahan magnetik apa pun untuk melakukannya disebut retentivitas .
• Feromagnetik bahan mudah dimagnetisasi.
• Paramagnetik bahan dimagnetisasi dengan lebih sulit.
• Diamagnetik bahan sebenarnya cenderung menolak medan magnet luar dengan magnetisasi ke arah yang berlawanan.

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Lembar Kerja Magnetisme