Apa yang Membuat Bahan Magnetik?

Tidak sembarang bahan bisa menjadi magnet. Faktanya, dari semua elemen yang diketahui, hanya segelintir yang memiliki kemampuan magnetik dan mereka bervariasi menurut derajatnya. Magnet terkuat adalah elektromagnet, yang memperoleh gaya tarik menariknya hanya ketika arus melewatinya. Arus adalah pergerakan elektron, dan elektron adalah apa yang membuat bahan bersifat magnetis. Ada bahan komposit yang bersifat magnetis, biasanya disebut sebagai bahan besi, meskipun tidak sekuat elektromagnet.

Secara sederhana, magnetisme adalah tentang elektron. Elektron lebih kecil dari partikel mikroskopis yang berputar di sekitar inti atom. Setiap elektron berperilaku seperti magnet kecilnya sendiri dengan kutub utara dan selatan. Ketika elektron-elektron suatu atom berjajar dengan arah yang sama, baik semuanya mengarah ke utara atau ke selatan, atom tersebut menjadi magnetis. Dan karena elektron berputar atau berputar di sekitar inti atom, atom juga mungkin memiliki magnet medan ketika kutub tidak semuanya sejajar karena elektron berputar, yang membuat atom sangat mirip dengan elektromagnet.

Tidak ada elemen statis yang secara alami bersifat magnetis. Ada bahan yang lebih kuat ditarik oleh medan magnet. Bahan yang paling kuat ditarik ke medan magnet adalah besi dan baja. Namun, ada campuran bahan buatan manusia langka yang kondusif untuk menjadi elektromagnetik dengan terkena medan magnet yang kuat dan menahan muatan elektromagnetik untuk waktu yang lama waktu. Karena kemampuan mereka untuk menahan medan magnet untuk jangka waktu yang lama, mereka dianggap magnet permanen. Dua bahan magnet permanen terkuat adalah besi-neodymium-boron dan aluminium-nikel-kobalt.

Medan magnet sulit dijelaskan dengan tepat karena masih banyak yang belum dipahami oleh ilmu pengetahuan tentang medan magnet. Secara sederhana, medan magnet yang kuat diukur dalam tesla, dan medan magnet yang lebih umum dan lebih lemah yang ditemukan pada hal-hal seperti speaker stereo diukur dalam gauss. Dibutuhkan 10.000 gauss untuk membuat satu tesla.

Cara yang lebih mudah untuk menggambarkannya adalah dengan memikirkan daya tarik gravitasi. Gravitasi Bumi dianggap sekitar 1 tesla atau sekitar 10.000 gauss. Anda dapat menganggap gaya magnet gauss sebagai berat, atau jumlah gaya yang diberikan oleh gaya tarik gravitasi. Dibutuhkan 50 bulu untuk menyamakan 1 gauss gaya yang diukur sebagai berat, atau dalam hal ini, daya tarik magnet. Berat dan gaya magnet tidak dapat disamakan secara langsung tetapi ditawarkan sebagai contoh untuk memberikan kesan tarikan magnet atau gaya gauss.

Para ilmuwan mengetahui bahwa bumi memiliki sifat magnetik karena sepotong baja atau besi yang mengambang bebas akan selalu mengarah ke utara magnetis. Di situlah semua garis bujur bertemu di Kutub Utara. Sementara gaya magnet tidak dapat diberikan pada sebagian besar cairan, itu dapat diberikan pada inti bumi, yang terdiri dari besi cair. Dan ini membawa kita kembali ke elektron yang berputar. Saat bumi berputar pada porosnya, demikian juga inti besi cairnya dan semua elektronnya yang bermuatan listrik, yang menciptakan medan magnet. Matahari juga berputar pada porosnya, dan materinya sebagai plasma (mirip dengan konsistensi cair) menciptakan medan magnetnya.

Kutub magnet yang sejenis akan saling tolak menolak sedangkan kutub magnet yang berlawanan akan tarik menarik. Magnet secara alami ditarik ke medan magnet yang lebih tinggi. Pikirkan memiliki dua magnet, satu di 10 tesla dan satu di 1 tesla. Magnet 10 tesla memberikan medan magnet yang lebih kuat. Sepotong bahan magnet, ditempatkan pada jarak yang sama dari kedua magnet, akan tertarik ke medan magnet yang lebih kuat. Jadi ketika dua magnet dengan polaritas yang sama mendekati satu sama lain, mereka tampak mendorong atau menolak padahal sebenarnya mereka mencari medan magnet yang lebih tinggi. Dengan kata lain, dua magnet yang berorientasi utara tampaknya ditolak karena sebenarnya mereka ditarik oleh medan magnet yang berlawanan dengan arah selatan.