Elektro Magnet: Pengertian, Rumus, Contoh, dan Aplikasi

FOKUS BLOG - Elektro magnet adalah magnet yang dibuat dengan menggunakan arus listrik. Elektro magnet berbeda dengan magnet permanen, yang memiliki sifat magnetik tetap. Elektro magnet dapat dihidupkan dan dimatikan dengan mengubah arus listrik yang mengalir di dalamnya. Elektro magnet juga dapat mengubah kekuatan dan arah medan magnetnya dengan mengubah besaran dan arah arus listriknya.

Pengertian Elektro Magnet

Elektro magnet adalah hasil dari fenomena elektromagnetisme, yaitu hubungan antara listrik dan magnet. Fenomena ini pertama kali ditemukan oleh ilmuwan Denmark, Hans Christian Oersted, pada tahun 1820. Oersted menemukan bahwa arus listrik yang mengalir di dalam kawat dapat menimbulkan medan magnet di sekitar kawat tersebut. Medan magnet ini dapat mempengaruhi jarum kompas yang didekatkan ke kawat. Oersted juga menemukan bahwa arah medan magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik bergantung pada arah arus listriknya.

Berdasarkan penemuan Oersted, ilmuwan lainnya, seperti Michael Faraday, Andre-Marie Ampere, dan James Clerk Maxwell, mengembangkan teori dan hukum tentang elektromagnetisme. Salah satu hukum yang penting adalah hukum Ampere, yang menyatakan bahwa medan magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik sebanding dengan besar arus listriknya. Hukum ini dapat digunakan untuk menghitung medan magnet yang ditimbulkan oleh kawat lurus, kawat melingkar, atau solenoida (kumparan kawat).

Rumus Elektro Magnet

Untuk menghitung medan magnet yang ditimbulkan oleh elektro magnet, kita perlu mengetahui bentuk dan ukuran kawat yang digunakan, serta besar dan arah arus listrik yang mengalir di dalamnya. Berikut adalah beberapa rumus yang dapat digunakan untuk menghitung medan magnet yang ditimbulkan oleh elektro magnet dengan bentuk kawat yang berbeda:

• Kawat lurus: Medan magnet yang ditimbulkan oleh kawat lurus dengan panjang L dan arus listrik I dapat dihitung dengan rumus:

$$�=\frac{{�}_0�}{2��}$$

di mana B adalah besar medan magnet (tesla), ${�}_0$ adalah permeabilitas magnetik ruang hampa ($4�\times 10^{-7}$ henry per meter), dan r adalah jarak dari titik yang diukur ke kawat (meter).

• Kawat melingkar: Medan magnet yang ditimbulkan oleh kawat melingkar dengan jari-jari R dan arus listrik I dapat dihitung dengan rumus:

$$�=\frac{{�}_0�{�}^2}{2({�}^2+{�}^2{)}^{3\mathrm{/}2}}$$

di mana B adalah besar medan magnet (tesla), ${�}_0$ adalah permeabilitas magnetik ruang hampa ($4�\times 10^{-7}$ henry per meter), R adalah jari-jari kawat (meter), dan x adalah jarak dari titik yang diukur ke pusat lingkaran (meter).

• Solenoida: Medan magnet yang ditimbulkan oleh solenoida dengan N lilitan kawat, panjang l, dan arus listrik I dapat dihitung dengan rumus:

$$�=\frac{{�}_0��}{�}$$

di mana B adalah besar medan magnet (tesla), ${�}_0$ adalah permeabilitas magnetik ruang hampa ($4�\times 10^{-7}$ henry per meter), N adalah jumlah lilitan kawat, l adalah panjang solenoida (meter), dan I adalah arus listrik (ampere).

Contoh Elektro Magnet

Berikut adalah beberapa contoh elektro magnet yang dapat kita temukan di sekitar kita:

• Bel pintu: Bel pintu menggunakan elektro magnet untuk menghasilkan bunyi. Ketika kita menekan tombol bel, arus listrik akan mengalir ke solenoida yang berada di dalam bel. Solenoida ini akan menimbulkan medan magnet yang menarik palu besi yang berada di dekatnya. Palu besi ini kemudian akan memukul lonceng dan menghasilkan bunyi. Ketika kita melepaskan tombol bel, arus listrik akan berhenti mengalir, dan medan magnet akan hilang. Palu besi akan kembali ke posisi semula karena adanya pegas yang menahannya.

• Relay: Relay adalah alat yang digunakan untuk mengendalikan aliran arus listrik dengan menggunakan elektro magnet. Relay terdiri dari solenoida, kontak, dan pegas. Ketika arus listrik mengalir ke solenoida, solenoida akan menimbulkan medan magnet yang menarik lengan besi yang berada di dekatnya. Lengan besi ini kemudian akan menutup atau membuka kontak yang terhubung dengan sirkuit lain. Dengan demikian, arus listrik dapat dihidupkan atau dimatikan dengan menggunakan relay.

• Kipas angin: Kipas angin menggunakan elektro magnet untuk menggerakkan baling-balingnya. Kipas angin terdiri dari stator dan rotor. Stator adalah bagian yang diam dan memiliki kumparan kawat yang dialiri arus listrik. Rotor adalah bagian yang berputar dan memiliki magnet permanen yang melekat padanya. Ketika arus listrik mengalir ke kumparan kawat, kumparan kawat akan menimbulkan medan magnet yang berubah-ubah. Medan magnet ini akan menimbulkan gaya pada magnet permanen yang berada di rotor. Gaya ini akan menyebabkan rotor berputar dan menggerakkan baling-baling kipas angin.

Aplikasi Elektro Magnet

Elektro magnet memiliki banyak aplikasi dalam teknologi dan industri. Berikut adalah beberapa aplikasi elektro magnet yang penting:

• Telekomunikasi: Elektro magnet digunakan untuk mengirim dan menerima informasi dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang terdiri dari medan listrik dan medan magnet yang berubah-ubah secara periodik. Gelombang elektromagnetik dapat memiliki frekuensi dan panjang gelombang yang berbeda-beda, seperti gelombang radio, gelombang mikro, gelombang inframerah, cahaya tampak, gelombang ultraviolet, sinar X, dan sinar gamma. Gelombang elektromagnetik dapat dibuat dengan menggunakan elektro magnet, seperti antena, mikrofon, dan speaker. Gelombang elektromagnetik juga dapat diterima dengan menggunakan elektro magnet, seperti radio, televisi, telepon, dan radar.

• Medis: Elektro magnet digunakan untuk diagnosis dan terapi dalam bidang medis. Salah satu contohnya adalah MRI (Magnetic Resonance Imaging), yaitu metode untuk menghasilkan gambaran bagian dalam tubuh manusia dengan menggunakan medan magnet yang kuat. MRI dapat menghasilkan gambaran yang lebih detail dan akurat daripada metode lainnya, seperti sinar X atau ultrasonografi. MRI dapat digunakan untuk mendeteksi penyakit atau kelainan pada otak, jantung, tulang, sendi, otot, dan organ lainnya.

• Transportasi: Elektro magnet digunakan untuk menggerakkan kendaraan dengan menggunakan prinsip induksi elektromagnetik. Induksi elektromagnetik adalah fenomena di mana medan magnet yang berubah-ubah dapat menimbulkan arus listrik di dalam kawat yang berada di dekatnya. Arus listrik ini kemudian dapat digunakan untuk menggerakkan motor listrik yang terhubung dengan roda kendaraan. Salah satu contohnya adalah kereta api maglev (magnetic levitation), yaitu kereta api yang melayang di atas rel dengan menggunakan medan magnet yang kuat. Kereta api maglev dapat bergerak dengan kecepatan tinggi dan hemat energi, karena tidak ada gesekan antara kereta dan rel.

Demikianlah artikel yang saya buat tentang elektro magnet. Saya harap artikel ini dapat membantu Anda

Baca juga:

• Elektro Medis: Apa Itu, Bagaimana Cara Kerjanya, dan Mengapa Penting?
• Teknik Elektro: Jurusan yang Menantang dan Menjanjikan
• Mengenal Elektro: Cabang-Cabang, Sejarah, dan Manfaatnya bagi Manusia