Kelompok 5 (Bahan Magnetik

8/19/2019 Kelompok 5 (Bahan Magnetik

1/33

MAKALAH FISIKA MATERIAL

BAHAN MAGNETIK, LOGAM BESI DAN LOGAM NON BESI

Makalah ini disusun sebagai tugas mata kuliah Fisika Material

Dosen pengampu: Erina Hertanti, M.Si

Penyusun:

Adnavi l!a"###$%#&$%%%#&

Mita Prati'i"###$%#&$%%%#(

)urul Mairina"###%#&$%%%%#

Semester"*ahun : +A"P.Fisika %#$

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

JURUSAN PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUANUNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2015

KATA PENGANTAR


2/33

Asalamu-alaikum r. b.

Alhamdulillahi rabbil ‘alamin, segala pu/i syukur kehadiratAllah S* atas rahmat)ya yang telah memberi kekuatan pada

penyusun baik rohani maupun /asmani sehingga mampu

menyelesaikan penulisan makalah ini yang ber/udul 0Bahan

Man!", L#a$ B!%& 'an L#a$ N#n(B!%&1. Shala'at serta

salam tak lupa terhadap 2aginda 3asul, )abi Muhammad SA yang

telah memper/uangkan 4slam sehingga umatnya mampu membuka

pintu ilmu pengetahuan.

*ak lupa penulis mengu5apkan terimakasih kepada 2apak

selaku dosen pengampu mata kuliah 6uran Hadits atas

bimbingannya yang penuh antusias dalam menyampaikan ilmu

agama ini. 3ekan7rekan kelas yang telah menyemangati dan

memberikan pengarahan dalam menyelesaikan makalah ini.

Saran dan kritik tentunya saya harapkan dalam

pengembangan makalah ini, sehingga bisa lebih baik untuk ke

depannya. Semoga tulisan makalah ini bisa membantu pemba5a

dalam memahami pengertian hadis maupun unsur7unsur di

dalamnya khususnya yang basic sekolah a'alnya sekolah umum.

assalamu-alaikum r. b.

8iputat, September %#+


3/33

Penyusu

n

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR....................................................................................

DAFTAR ISI................................................................................................ $

PRAKATA................................................................................................... 9

BAB V.........................................................................................................&

BAHAN MAGNETIK, LOGAM BESI DAN LOGAM NON(BESI..................&

A. ogam...............................................................................................&

#. ogam Ferro atau ogam 2esi........................................................&

. ogam )on7Ferro atau ogan )on72esi...........................................;

$.


4/33

PRAKATA

2ahan " material merupakan kebutuhan bagi manusia mulai

>aman dahulu sampai sekarang.


5/33

+


6/33

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 lainbesi 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

&


7/33

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


8/33

digunakan temperatur tinggi tanp kehilangan kekerasan,dapat

disepuh dan di mudakan.dalam pemakainnya banyak

digunakan untuk membuat komponen permesinan yang

diaplikasikan pada temperatur tinggi

. ogam )on7Ferro atau ogan )on72esiLogam 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

$.


9/33

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 ogam9@ Si!at 2ahan ogam *erhadap 2eban


10/33


11/33

dilakukkan natara lain pengu/ian mampu las ?'eldability@,

mamapu 5or ?5ostability@ dan mapu keras ?hardenability@.

d. Si!at


12/33

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 dapatmemantulkan 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 besar pan/ang gelombangnya dan

mengabsorpsi biru yang lebih pendek 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. ##.

#


13/33

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 sembarangan ?tidak teratur@ sehingga

e!eknya saling meniadakan, yang mengakibatkan tidak

adanya kutub7kutub magnet pada u/ung logam. Setiap

magnet memiliki dua kutub, yaitu: utara dan selatan.


14/33

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.


15/33

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:


16/33

*er/a

dinya


17/33

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

#;


18/33

( ´ M )=ml r̂ NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN.

?.#@

dengan ?^ M ¿ adalah sebuah vektor dalam arah

vektor unit r̂ 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 5gsadalah gauss.5m$ atau emu dan dalam S4 mempunyai

satuan A. m.

@ 4nduksi Magnetik

#(


19/33

Diletakkan dalam medan luar´ H akan

menghasilkan medan tersendiri ´ H ' yang

menigkatkan nilai total medan magnetik bahan

tersebut. 4nduksi magnetik yang dideBnisikan sebagai

medan total bahan ditulis sebagai:

B́= ´ H + ´ H ' NNNNNNNNNNNNN

NNN. ?.@

Hubungan medan sekunder´ H ' =4 π ´ M , satuan B́

dalam 5gs adalah gauss, sedangkan dalam geoBsika

eksplorasi dipakai satuan gamma ?g@ dan dalam S4

adalah tesla ?*@ atau nano*esla ?n*@.

$@


20/33

Se/umlah benda7benda magnet dapat dipandang

sebagai sekumpulan benda magnetik. Apabila benda

magnet tersebut diletakkan dalam medan luar, benda

tersebut men/adi termagnetisasi karena induksi.

Dengan demikian, intensitas kemagnetan dapat

dideBnisikan sebagai tingkat 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#.

́I = ´ M V =

ml r̂

V

NNNNNNNNNNNNNNNN. ?.9@

Dimana 4 J 4ntensitas


21/33

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.


22/33


23/33

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.


24/33

diamagnetik hampir semua spin elektron berpasangan,

akibatnya bahan ini tidak menarik garis gaya.

Permeabilitas bahan ini: OQ μ0 dengan suseptibilitas

magnetik bahan: xm


25/33

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

+


26/33

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$"


27/33

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, dan yang lain akan terdistorsi karena

pengaruh medan eksternal. Domain dengan momen

magnet paralel terhadap medan eksternal 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.

;


28/33

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


29/33

ambar +. Susunan momen dipol magnet serta kurva

#" vs * =

ambar 6. 1lasifikasi material magnetik berdasarkan susunan momen dipol atau

spin/.

=https:""hardiananto.'ordpress.5om"%#%"%+"%;"klasiBkasi7magnet"

=

https://hardiananto.wordpress.com/2010/05/07/klasifikasi-magnet/https://hardiananto.wordpress.com/2010/05/07/klasifikasi-magnet/


30/33

9. Material Magnet unak dan Magnet


31/33

Diagram histeresis diatas menun/ukkan kurva histeresisuntuk 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.


32/33

KESIMPULAN

#. *erdapat dua /enis logam berdasarkan unsur penyusun:

• ogam !erro : besi dan ba/a

• ogam non7!erro: tembaga, alumunium, timbal,

timah.


33/33

DAFTAR PUSTAKA

Daryus Asyari. %%&. Diktat Kuliah Material Teknik . akarta: niversitas

Darma Persada

Smallman, 2ishop . %&&&. Metaluri Fisika Modern ' (eka!asa Material.

akarta: Erlangga

*/ah/ono Ari!. %#$.Fisika Loam dan Allo! . 8iputat:4) akarta Press.

8hapter 44. niversitas Sumatera tara.

http:""repository.usu.a5.id"bitstream"#$9+&;(="&+99"9"8hapter

%44.pd! , diakses pada % Gktober %#+

https:""hardiananto.'ordpress.5om"%#%"%+"%;"klasiBkasi7magnet",

diakses pada % Gktober %#+
http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/26544/4/Chapter%20II.pdfhttp://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/26544/4/Chapter%20II.pdfhttps://hardiananto.wordpress.com/2010/05/07/klasifikasi-magnet/http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/26544/4/Chapter%20II.pdfhttp://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/26544/4/Chapter%20II.pdfhttps://hardiananto.wordpress.com/2010/05/07/klasifikasi-magnet/

Kelompok 5 (Bahan Magnetik

Documents