Rangkuman Materi, Contoh Soal & Pembahasan Magnet Tingkat SMP

Kemagnetan

Sifat-sifat magnet sebagai berikut:

• Dapat menarik benda logam tertentu
• Gaya tarik manet terbesar terletak pada kedua kutubnya
• Memiliki dua kutub magnet, yaitu arah utara (U) dan arah selatan (S)
• Kutub magnet yang berlainan jenis akan tarik menarik
• Kutub magnet yang sejenis akan tolak menolak
• Gaya pada kutub utara magnet mengarah ke luar
• Gaya pada kutub selatan magnet mengarah ke dalam

Kemagnetan adalah sifat suatu zat yang bisa diamati sebagai  gaya tarik atau gaya tolak antara kutub-kutub senama atau tidak senama. Dalam pembuatan magnet pada prinsipnya adalah mengubah susunan magnet elementer yang tidak beraturan menjadi searah dan teratur.

Pembuatan Magnet

Cara yang digunakan untuk membuat magnet ada tiga, yaitu:

Dengan cara induksi

Besi dan baja (magnet elementer) didekatkan dengan magnet tetap, magnet elementer akan terinduksi (terpengaruh) magnet tetap. Magnet elementer menjadi teratur dan searah sehingga besi dan baja tersebut akan menjadi magnet  dan dapat menarik serbuk besi atau paku yang yang ada didekatnya.

Dengan cara menggosok

Besi dapat bersifat seperti magnet dengan cara besi digosokkan pada salah satu ujung magnet tetap secara searah.

Dengan memberi arus listrik

Besi atau baja dililit kawat berarus listrik, magnet elementer pada besi atau baja akan menjadi teratur dan searah karena adanya arus listrik searah (DC). Besi atau baja tersebut akan menjadi magnet selama ada arus listrik.

Magnet akan hilang sifat kemagnetannya apabila magnet dipanaskan, dipukul-pukul, dan dialiri arus listrik bolak balik (AC).

Induksi Elektromagnetik

Induksi elektromagnetik merupakan suatu kejadian yang dapat menimbulkan arus listrik karena adanya perubahan fluks magnetik. Fluks magnetic adalah banyaknya medan magnet yang melewati luas penampang tertentu. Alat yang bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik  adalah transformator atau trafo. Trafo adalah alat untuk mengubah memperbesar atau memperkecil tegangan AC.

Rumus yang berlaku pada transformator:

Keterangan:

Vp = tegangan primer (volt)

Vs = tegangan sekunder (volt)

Np = jumlah lilitan primer

Ns = jumlah lilitan sekunder

Ip = kuat arus primer (A)

Is = kuat arus sekunder (A)

Pada penggunaan trafo akan ada energi yang terbuang melalui panas. Untuk meminimalkan energi yang terbuang maka diperlukan efisiensi trafo. Efisiensi trafo dapat dirumuskan sebagai berikut:

Keterangan:

η = efisiensi transformator

Pp = daya primer (watt)

Ps = daya sekunder (watt)

Gaya Lorentz

Gaya Lorentz adalah semua gaya elektromagnetik pada partikel bermuatan yang bergerak dengan kecepatan tertentu melalui medan listrik dan medan magnet. Gaya Lorentz dapat dirumuskan sebagai berikut:

F = B x I x L

Keterangan:

F = gaya Lorentz (N)

B = kuat medan magnet (Tesla)

I = kuat arus listrik (A)

L = Panjang kawat/ penghantar (meter)

Soal No.1

Perhatikan gambar!

1. P = selatan, Q = utara, R = selatan, S = utara
2. P = utara, Q = selatan, R = utara, S = selatan
3. P = selatan, Q = selatan, R = utara, S = selatan
4. P = utara, Q = selatan, R = selatan, S = utara

PEMBAHASAN :
Sifat kutub magnet:

• Kutub-kutub senama jika didekatkan akan tolak menolak, dan
• Kutub-kutub tidak senama jika didekatkan akan Tarik menarik.

Maka dari sifat tersebut, kutub-kutub klip pada gambar adalah:

• Klip PQ ⇒ P = utara dan Q = selatan
• Klip RS ⇒ R = utara dan S = selatan

P memiliki kutub utara karena berdekatan dengan kutub selatan magnet, begitu seterusnya
Jawaban B

Soal No.2

Diketahui  kedua magnet berikut!

Jika kutub P adalah kutub utara dan jika kutub Q dan kutub R di dekatkan terjadi tolak menolak, pernyataan yang tepat adalah…

1. Q kutub utara dan R kutub utara
2. Q kutub selatan dan R kutub utara
3. Q kutub selatan dan R kutub selatan
4. P kutub utara dan S kutub selatan

PEMBAHASAN :
Karena kedua kutub magnet Q dan R saling tolak menolak maka kedua kutubnya sama. Jadi, jika P kutub utara, maka Q kutub selatan. Agar tolak menolak, maka R harus kutub selatan dan S kutub utara.
Jawaban C

Soal No.3

Proses membuat magnet dan kutub yang terbentuk pada gambar adalah…

1. induksi, B kutub S
2. induksi, B kutub S
3. elektromagnet, B kutub S
4. elektromagnet, B kutub U

PEMBAHASAN :
Pembuatan magnet dengan cara mendekatkan magnet merupakan proses induksi. Kutub B karena didekatkan dengan kutub utara maka akan menjadi kutub S.
Jawaban B

Soal No.4
perhatikan gambar!

Kutub yang dimiliki oleh ujung P dan Q adalah…

1. utara dan selatan
2. selatan dan utara
3. utara dan utara
4. selatan dan selatan

PEMBAHASAN :
Arah pergeseran dari titik P menuju Q. Titik akhir akan memiliki sifat yang tidak sejenis dengan kutub magnet yang menggosoknya. Maka karena berakhir di Q, maka kutub Q adalah Utara karena kutub magnet yang digosok adalah kutub Selatan dan kutub P adalah Selatan berlawanan dengan kutub Q
Jawaban B

Soal No.5

Sebuah perusahaan memiliki transformator step up yang terdiri atas kumparan primer yang memiliki 50 lilitan dan kumparan sekunder yang memiliki 2000  lilitan, jika kumparan primer dihubungkan dengan beda potensial 220 V, maka beda potensial pada kumparan sekunder adalah…

1. 6.000 V
2. 7.000 V
3. 7.500 V
4. 8.800 V

PEMBAHASAN :
Diketahui:

• Lilitan kumparan primer (Np) = 50
• Lilitan kumparan sekunder (Ns) = 2000
• Benda potensial primer (Vp) = 220 V

Jawaban D

Soal No.6

Sebuah besi akan dibuat menjadi magnet dengan cara seperti pada gambar di bawah ini.

Jika kedua layang-layang tersebut adalah kongruen, maka besar sudut H adalah…..

1. P = kutub selatan, Q = kutub utara, sementara
2. P = kutub utara, Q = kutub selatan, permanen
3. P = kutub utara, Q = kutub selatan, sementara
4. P = kutub selatan, Q = kutub utara, permanen

PEMBAHASAN :
Kutub magnet yang digunakan adalah kutub selatan (S). ujung akhir magnet yang digosokan akan menjadi berlawanan dengan magnet yang menggosokannya. Maka P = kutub utara dan Q = kutub selatan. Jika magnet yang terbuat dari besi, maka kemagnetanya bersifat sementara.
Jawaban C

Soal No.7

Dibawah ini yang termasuk jenis bahan feromagnetik adalah…

1. Besi
2. Plastik
3. Kayu
4. Alumunium

PEMBAHASAN :
Feromagnetik yaitu bahan yang dapat ditarik kuat oleh magnet. Yang dapat ditarik kuat adalah besi, sedangkan Alumunium ditarik lemah atau disebut paramagnetik. Sedangkan kayu dan plastik tidak ditarik magnet atau disebut diamagnetik
Jawaban A

Soal No.8

Garis gaya magnet memiliki sifat yang benar adalah…

PEMBAHASAN :
Garis gaya magnet memiliki sifat sebagai berikut:

• Tidak berpotongan.
• Keluar dari kutub utara magnet dan masuk ke kutub selatan magnet.
• Semakin rapat garis gaya magnet artinya semakin kuat medan magnetnya dan semaking regang maka maka semakin lemah medan magnetnya.

Maka garis gaya magnet keluar dari kutub utara dan masuk dari kutub selatan
Jawaban B

Soal No.9

Yang merupakan cara pembuatan magnet adalah…

PEMBAHASAN 
Pembuatan magnet terdiri dari tiga cara, yaitu

1. cara mengosok,
2. cara indukasi,
3. cara arus listrik atau elektromagnetik.

Jawaban A

Soal No.10

sebuah transfomator mempunyai tegangan primer 220 V dan tegangan sekundernya 800 V, jika kumparan sekundernya 3.000 lilitan makan banyaknya lilitan kumparan primernya adalah…

1. 825 lilitan
2. 850 lilitan
3. 900 lilitan
4. 950 lilitan

PEMBAHASAN :
Diketahui:
V_P = 220 V
V_s = 600 V
N₃ = 4.500 lilitan
Menentukan N_p

Jawaban A

Soal No.11

Pernyataan di bawah ini yang tepat mengenai letak kutub bumi adalah….

1. Kutub utara magnet bumi terletak tepat di kutub utara bumi
2. Kutub utara magnet bumi terletak di sekitar kutub utara bumi
3. Kutub selatan magnet bumi terletak di sekitar kutub utara bumi
4. Kutub selatan magnet bumi terletak tepat di kutub utara bumi

PEMBAHASAN :
Bumi merupakan magnet raksasa yang memiliki kutub utara dan kutub selatan. Kutub utara magnet bumi berada di sekitar kutub selatan bumi dan kutub selatan magnet bumi berada di sekitar kutub utara bumi. Letak penunjukkan arah kutub utara dan selatan tidak benar-benar tepat tetapi membentuk sudut dengan horizontal bumi (sudut inklinasi). Hal ini disebabkan garis gaya medan magnet tdak sejajar dengan permukaan bumi (bidang horizontal bumi).
Jawaban C

Soal No.12

Magnet memiliki dua kutub yaitu kutub utara dan kutub selatan, apabila dua kutub yang sejenis didekatkan maka …

1. Tarik-menarik
2. Tolak-menolak
3. Saling menarik dan menolak
4. Netral

PEMBAHASAN :
Garis-garis gaya magnet selalu keluar dari kutub utara magnet dan masuk ke kutub selatan magnet. Apabila dua kutub yang tidak sejenis (utara-selatan) didekatkan akan saling tarik menarik dan apabila dua kutub yang sejenis (utara-utara atau selatan-selatan) didekatkan akan saling tolak menolak.

Sumber gambar : https://cilacapklik.com/
Jawaban C

Soal No.13

Jenis magnet yang dipakai untuk membuat kompas adalah …

1. Magnet batang
2. Magnet jarum
3. Magnet ladam
4. Magnet silinder

PEMBAHASAN :
Ada 5 jenis bentuk magnet, yaitu:

1. Magnet batang, digunakan untuk kunci pintu pada lemari kaca dan kayu
2. Magnet ladam/ magnet U, digunakan untuk mengangkat benda-benda magnetik
3. Magnet jarum, digunakan untuk membuat kompas sebagai penunjuk arah mata angin
4. Magnet cincin, digunakan dalam pembuatan pengeras suara
5. Magnet silinder, seperti magnet batang digunakan untuk kunci pintu pada lemari kaca dan kayu

Jawaban B

Soal No.14
Beberapa cara bisa dilakukan untuk membuat magnet yaitu, kecuali …

1. Dengan cara dipanaskan
2. Dengan cara menggosok
3. Dengan cara induksi
4. Dengan memberi arus listrik

PEMBAHASAN :
Ada tiga cara membuat magnet, yaitu:

1. Dengan cara menggosok: menggosokkan besi atau baja dengan magnet secara searah
2. Dengan cara induksi: besi atau baja didekatkan dengan magnet tetap
3. Dengan memberi arus listrik: dengan membuat kumparan kemudian dialiri arus listrik DC (searah)

Ada tiga cara untuk menghilangkan sifat kemagnetan, yaitu:

• Dengan cara dipukul-pukul
• Dengan cara dipanaskan
• Dengan memberi arus listrik bolak balik

Jawaban A

Soal No.15

Prinsip yang harus kita pegang dalam pembuatan magnet adalah …

1. Menggunakan arus bolak balik
2. Digosok-gosokkan secara berlawanan
3. Mengubah magnet elementer benda menjadi beraturan
4. Mengubah/ merusak tatanan material medan magnet

PEMBAHASAN :
Prinsip yang harus kita pegang dalam pembuatan magnet adalah mengubah susunan magnet elementer yang tidak beraturan menjadi searah dan teratur. Benda yang tidak mempunyai sifat magnet berarti magnet elementernya mempunyai arah yang tidak beraturan dan sembarang.
Jawaban C