Kelistrikan memiliki hubungan erat dengan kemagnetan. Efek magnet pertama kali diamati pada lodestone, jenis besi alami yang mampu menarik benda logam.

Penelitian lebih lanjut menemukan bahwa sepotong besi yang diletakkan di atas air akan selalu menunjuk ke arah utara dan selatan. Dari sinilah muncul konsep bahwa magnet memiliki dua kutub.

Sejak lebih dari seribu tahun lalu, prinsip ini telah digunakan dalam kehidupan sehari-hari, seperti dalam kompas.

Medan magnet

Medan magnet adalah gaya yang mengelilingi sebuah magnet. Ini dapat ditunjukkan dengan meletakkan bubuk besi di atas kaca dengan magnet di bawahnya—bubuk besi akan membentuk pola sesuai dengan garis gaya medan magnet. Kekuatan medan ini tergantung pada jaraknya dari magnet; semakin dekat, semakin kuat, sementara semakin jauh, efeknya berkurang karena adanya hambatan udara.

Medan magnet bergerak dari kutub utara ke kutub selatan di bagian luar magnet, sementara di dalamnya, gaya mengalir sebaliknya, membentuk lingkaran tertutup. Ketika dua magnet didekatkan, kutub yang sama akan saling tolak-menolak, sedangkan kutub yang berbeda akan tarik-menarik.

Bahan magnetik

Dalam ilmu magnetisme, terdapat material yang baik sebagai magnet dan yang kurang baik. Contoh bahan magnetik yang kuat adalah ALNICO (aluminium, nikel, kobalt), besi, dan baja. Sebaliknya, material seperti kayu, kaca, kertas, tembaga, dan seng tidak dapat dijadikan magnet yang efektif.

Besi bisa diubah menjadi magnet dengan beberapa cara. Salah satunya adalah dengan menggosokkannya pada magnet lain hingga atom-atomnya tersusun searah, membentuk kutub utara dan selatan. Cara lain adalah dengan meletakkan besi di dalam medan magnet yang kuat, sehingga garis gaya magnet menyusun atom-atomnya secara teratur—proses ini disebut induksi magnet.

Elektromagnet

Jika sebuah konduktor dialiri arus listrik, maka akan tercipta medan magnet di sekelilingnya. Percobaan dengan kompas menunjukkan bahwa jarum kompas bergerak ke arah konduktor ketika ada aliran listrik. Dalam percobaan lain, bubuk besi yang ditaburkan di sekitar kabel berarus listrik akan membentuk pola medan magnet.

Ciri-ciri elektromagnet:

• Medan magnet mengelilingi konduktor yang dialiri listrik.
• Arah medan magnet mengikuti arah arus listrik dan dapat berubah sesuai arah aliran arus.
• Seperti magnet permanen, elektromagnet juga memiliki kutub utara dan selatan.
• Kekuatan medan magnet tergantung pada besarnya arus listrik dan jumlah lilitan kawat.

Jika sepotong besi ditempatkan di tengah lilitan kawat yang dialiri arus, besi tersebut akan menjadi magnet. Fenomena ini dikenal sebagai induksi elektromagnet.

Induksi Magnet dalam Listrik

Jika sebuah konduktor dipindahkan melintasi medan magnet, tegangan akan diinduksi dalam konduktor tersebut. Voltmeter yang terhubung ke ujung konduktor akan menunjukkan tegangan kecil jika konduktor bergerak memotong medan magnet. Sebaliknya, jika konduktor bergerak sejajar dengan medan magnet, tidak ada tegangan yang terbentuk. Percobaan ini menjadi dasar teori pembangkit listrik.

Beberapa faktor yang mempengaruhi tegangan induksi:

• Kekuatan medan magnet
• Kecepatan gerak konduktor
• Jumlah lilitan konduktor