Mengenal Peralatan yang Menggunakan Magnet

Mengenal peralatan yang menggunakan magnet


Dapatkah kamu menyebutkan berbagai peralatan yang menggunakan magnet. Lalu, bagaimanakah prinsip kerjanya? Di sekitar kita banyak sekali peralatan yang menggunakan magnet. Contoh sederhana, lihatlah lemari es di rumahmu! Pintu lemari es menggunakan magnet untuk dapat ditutup.
Berikut ini ayo kita kenali lebih dalam manfaat magnet dalam berbagai peralatan di sekitar kita!
A.     Motor Listrik
Motor listrik tidak mengahsilkan gas buangan yang mencemari udara dan memperbesar efek rumah kaca (penyebab suhu bumi naik) seperti terjadi pada mesin bahan bakar bensin atau solar (mesin diesel). Motor listrik bekerja berdasarkan  prinsip eletromagnet. Motor listrik dikembangkan oleh fisikawan  asal Inggris Michael Faraday (1791-1867), pada 1831. Dengan memanfaatkan sifat magnet yang saling tolak dan saling tarik berdasarkan kutubnya, ditambah dengan elektromagnet yang memiliki medan magnet besar bila dialiri listrik, maka motor listrik dapat mengasilkan tenaga putar.
Contoh sederhana motor listrik dapat kita jumpai pada dinamo sepeda dengan tenaga putar ban sehingga menghasilkan energi listrik. Atau sebaliknya pada motor listrik mobil-mobilan dengan tenaga batere menghasilkan tenaga putar.
Motor listrik sangat berpotensi untuk dikembangkan. Hal ini mengingat ramah lingkungan dan diharapkan dapat menjadi energi alternatif. Sebagai contoh: Belanda mengembangkan kincir angin yang menggunakan dinamo guna menciptakan pembangkit listrik.











B.     loadspeaker
Pengeras suara  atau yang sering kita kenal loudspeaker adalah perangkat yang mengubah getaran listrik menjadi suara. Alat ini biasanya terdapat pada bagian akhir rangkaian elektronika, seperti telepon, televisi, radio, atau hi-fi. Metode pembangkitan suara dari sinyal-sinyal rangkaian penguat telah dikembangkan sejak tahun 1874 oleh warga Jerman, Wemer von Siemens, dan juga di Inggris pada tahun 1898 oleh Oliver Lodge. Pengeras suara sederhana terdiri atas osilator yang mengubah sinyal listrik menjadi gerak mekanik dan pembungkusnya, yang meneruskan gerak mekanik menuju udara di sekitamya.
Sebagian besar pengeras suara dibuat atas dasar prinsip elektrodinamika. Pengeras suara ini pertama kali dipatenkan pada tahun 1924 oleh Chester W. Rice dan Edward W. Kellogg di Amerika Serikat. Jenis lainnya menggunakan prinsip elektrostatika, yang ge- taran suaranya dihasilkan dari perubahan tegangan antara lempeng-lempeng yang bermuatan listrik.











Berdasarkan prinsip elektrodinamika, umumnya, pengeras suara tersusun atas magnet permanen berbentuk gelang yang dilekatkan pada lempeng belakang, dengan kutub elektrode besi lunak tepat di tengahnya. Susunan ini menghasilkan fluks magnetik radial. Kumparan suaranya, yang terbuat dari kabel sangat halus, mengelilingi kutub elektrode. Salah satu ujung kumparan suara ditempelkan pada bagian bergerak yang disebut diafragma. Diafragma ini bebas bergerak maju-mundur pada celah udara. Diafragma bisa terbuat dari kertas, plastik, logam, atau kadang-kadang gabungan dua atau lebih bahan-bahan tersebut. Agar dapat bergetar maju-mundur secara menyeluruh, tepi diafragma biasanya berombak. Arus bolak-balik yang masuk menyebabkan kumparan suara bergetar, lalu menggerakkan diafragma. Gerakan ini diteruskan menuju udara dan memancar berupa suara.
Pengeras suara elektrostatik tersusun atas sebuah lempeng bergerak atau elektrode, dan lempeng tak bergerak. Lempeng tak bergerak menerima muatan listrik sebagai tegangan polarisasi, agar terdapat medan listrik di antara kedua jenis lempeng tak bergerak dan bergerak. Bila ada sinyal listrik masuk, lempeng bergerak akan mengubah-ubah medan listrik; dan perubahan gaya elektrostatik yang terjadi di antara lempeng-lempeng itu akan menyebabkan bergetarnya lempeng bergerak, yang kemudian mengeluarkan suara. Pengeras suara yang banyak digunakan umumnya memakai dua lempeng bergerak, dengan kedudukan berselingan, lempeng bergerak, tak bergerak, bergerak.
Gerakan yang dihasilkan pengeras suara memiliki frekuensi resonansi alamiah, mirip benda yang ditempelkan pada pegas; peran pegas dijalankan oleh kerucut kertas. Umumnya pengeras suara dirancang dengan frekuensi resonansi alamiah serendah mungkin.
Karena caranya berperan, pengeras suara elektro-dinamik bisa dispesialisasikan untuk mencapai rancangan optimal dalam fungsi-fungsi khusus. Contohnya, woofer adalah pengeras suara untuk suara berfrekuensi rendah, atau suara bas, yakni pengeras suara yang dirancang untuk mereproduksi kelompok nada rendah dari rentang frekuensi dengan fidelitas maksimum. Pada saat yang sama dilakukan pembatasan terhadap suara-suara berfrekuensi tinggi. Jadi untuk mereproduksi seluruh rentang frekuensi dibutuhkan juga pengeras suara khusus yang berfrekuensi tinggi. Jenis yang disebut tweeter ini menarnpung suara-suara nada tinggi. Woofer berat dan berukuran relatif besar, dengan garis tengah antara 25- 45 sentimeter, sedangkan tweeter lebih kecil dan lebih ringan, umumnya berbentuk kerucut dengan garis tengah 5-15 sentimeter.
Tweeter tak memiliki bagian yang bergetar. Sebagai gantinya, jenis ini mengurai muatan-muatan listrik udara (ion gas) yang terkurung dalam suatu tabung kecil di dalam pengeras suara itu. Ketika terpengaruh oleh sinyal-sinyal rangkaian penguat, ion gas ini bergetar. Getaran ini diteruskan melewati suatu ruangan yang berbentuk seperti terompet kecil, sehingga dihasilkan suara dengan nada tinggi saja.
Dalam sistem hi-fi, berkenaan dengan pembagian frekuensi, umumnya digunakan juga pengeras suara untuk frekuensi interval tengah; suatu unit yang secara fisik dan elektrik berada di antara woofer dan tweeter. Bila sistem hi-finya hanya menggunakai woofer dan tweeter, sistem itu disebut sistem pengras suara dua jalur, dan bila ditambahkan pengeras suara interval tengah, disebut sistem tiga jalur.
Pada sistem hi-fi, umumnya digunakan pembagi frekuensi suara atau jaringan crossover, agar dapat dilakukan pemisahan frekuensi. Jaringan ini berfungsi membagi interval frekuensi menjadi dua atau tiga bagian dan membawanya menuju pengeras suara masing-masing, sehingga mencegah masuknya frekuensi yang tak dikehendaki ke pengeras yang salah. Contohnya, menyaring nada rendah yang menuju tweeter agar semua nada rendah mengalir ke woofer. Rangkaian khusus ini ditempatkan di antara rangkaian penguat dan pengeras suara.
C.     kaset dan sejenisnya
Tentunya kamu di rumah memiliki kaset, dan sejenisnya. Tidakkah kamu menyadari bahwa barang-barang berteknologi itu menggunakan magnet sebagai utama yang menentukan.
1.     Kaset
Kaset merupakan perangkat kompak yang berisi pita magnetik untuk menyimpan dan menyajikan rekaman suara dan gambar. Kaset dapat dibagi dua, yaitu kaset perekam suara (kaset audio) dan kaset perekam gambar (kaset video). Kaset audio dapat dimainkan pada perekam pita (tape recorder), sedangkan kaset video dapat dimainkan pada perekam pita video (video tape recorder).
lde untuk merekam suara pertama kali diperkenalkan oleh Thomas Alva Edison, ilmuwan AS, dengan menciptakan fonograf pada tahun 1877. Alat itu dapat merekam suara dengan menggunakan sebuah silinder berlapis aluminium sebagai media penyimpan. Suara yang hendak direkam ditangkap dengan menggunakan sejenis diafragma. Getaran diafragma akibat bunyi tersebut diteruskan pada sebuah jarum yang kemudian menuliskan getaran suara tersebut pada silinder alumunium yang berputar Sebuah jarum lainnya digunakan untuk memperdengarkan hasil rekaman tersebut dengan cara memutar kembali silinder yang telah direkam. Suara hasil rekaman tersebut dapat didengarkan dengan mengguna-kan semacam corong yang berfungsi sebagai speaker.
Cara Kerja Kaset
Kaset yang lazim diputar pada alat tape recorder terdiri dari rumah kaset, pita kaset, dan dua buah gulungan pita. Pita kaset yang terbuat dari plastik itu dilapisi oleh lapisan oksida terrik, yaitu semacam serbuk halus yang bersitat magnetik. Dalam suatu tape recorderada bagian yang disebut recording head (kepala rekam) atau biasa disebut sebagai head saja. Head ini adalah sebuah elektromagnet yang menginduksikan daya magnetnya pada pita yang berputar pada saat rekaman (recording). Daya magnet tersebut berubah-ubah sesuai dengan aliran listrik yang dikirimkan oleh mikrofon. Perubahan magnetik itu mempengaruhi pita kaset dan membentuk semacam pola. Pada saat rekaman tersebut diputar kembali (playback) pola magnetik tersebut dibaca kembali oleh head yang kemudian mengirimkan sinyal kepada penguat sinyal (amplifier) sehingga kemudian dapat keluar menjadi suara melalui speaker.
2.    Kaset Video
Pita kaset video terbuat dari plastik yang berlapis oksida terrik. Pada proses perekaman ketika pita melalui kepala rekam partikel-partikel oksidanya dimagnetisasi ke dalam pola-pola yang bersesuaian dengan isyarat-isyarat televisi. Pita merekam arus listrik hasil ubahan isyarat televisi melalui kumparan kabel ke dalam elektromagnet yang disebut head. Pola rekaman video terdiri atas tiga jalur, yaitu jalur suara, jalur gamba dan jalur kontrol. Jalur gambar terletak di tengah pita dan memerlukan tempat yang lebih banyak, sedangkan jalur suara dan jalur kontrol berada pada tepi pita. Jalur kontrol menjaga keseluruhan jalur agar gambar yang tercipta tidak tumpang tindih atau miring pada saat muncul di layar televisi.
D.     Cakram magnetik
Cakram magnetik  adalah salah satu jenis perangkat keras sebagai tempat penyimpanan sekunder pada komputer (jenis lain adalah pita magnetik, drum magnetik, dan penyimpanan teras besar). Cakram ini terbuat dari logam atau plastik yang disalut secara khusus. Informasi direkam dnegan memagnetkan sel-sel pada permukaan cakram, informasi itu tersimpan  dalam bentuk digit biner (0-1).
Pada komputer besar, sejumlah cakram ditumpuk dalam suatu pak cakram yang ditaruh dalam unit penyimpanan. Pengaksesan data atau instruksi yang telah terekam pada cakram lebih mudah daripada pengaksesan pada pita magnetik.
1.    Disket
Mikrokomputer dan minikomputer menggunakan cakram kecil dan lentur yang dalam bahasa inggis sering disebut ploppy disk atau disket. Disket ini mampu menyimpan  beberapa ratus ribu karakter (huruf).
Ploppy disk  terbuat dari piringan plastik berukuran diameter yang cukup kecil, yaitu 3.5 inchi yang dapat dimasukkan ke dalam saku baju. Piringan dari micro disk dibungkus ke dalam suatu tempat yang terbuat dari plastik keras sehingga lebih awet, tidak mudah tergores, dan tidak mudah tertekuk.











Mikrodisk terbuat dari piringan plastik yang lentur, disebut juga dengan micro flopy. Microdisk meruapakn perkembangan dari minidisk dan mulai banyak digunakan di komputer-komputer mikro.
Pada tahun 1972, IBM memperkenalkan mini disk sebagai media penyimpanan program untuk mainframe komputer. Ini disk disebut juga dengan nama flopy disk, mini flopy disk. Mini disk terbuat dari plastik tipis yang lentur dan dilapisi dengan lapisan magnetik serta dibungkus dengan suatu jaket pelindung.
Suatu minidisk diorganisasikan dengan dibagi menjadi beberapa lingkarang konsentris yang disebut dengan track serta dibagi dalam potongan-potongan melintang yang disebut dengan sector. Jumlah dari sector tergantung dari sistem disk yang dipergunakan untuk masing-masing komputer.
2.    Harddisk
Mikro komputer dapat juga dilengkapi dengan cakram keras (hard disk) yang mampu menyimpan jutaan karakter dan biasanya tidak mudah diambil-ambil. Cakram keras lebih cepat kerjanya dan tidak merepotkan, tetapi lebih mahal dari disket.
Harddisk terbuat dari piringan keras dari bahan alumunium atau keramik yang dilapisi zat magnetik. Karena piringan dari hard disk bentunya keras dan kaku, maka suatu hard disk dapat terdiri dari 5 sampai 100 piringan yang disusun.  Ukuran dari diameter iringan umumnya adalah 14 inchi atau 8 inchi atau 5,25 inchi. diameter 14 inchi dan 8 inchi banyak digunakan di komputer besar dan komouter mini sedang yang berdiameter 5, 25 inchi banyak digunakan untuk komputer mikro.











Komputer mikro sekarang banyak yang menggunakan hard disk dengan kapasitas 80 gigabyte, 160 gigabyte atau bahkan lebih. Harddisk yang terpasang di hard disk drive berputar dengan kecepatan tinggi, berkisar 40-1000 putaran per detiknya.
e.    Generator
Generator pada prinsipnya dapat mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Secara umum, generator dapat didefinisikan sebagai alat yang mengubah beberapa bentuk energi menjadi energi listrik. Energi yang dibutuhkan untuk memutar generator dapat diperoleh dari mesin penggerak seperti turbin air, turbin uap, mesin pembakaran dalam, atau turbin gas.
Pada generator, sumber pembangkit tenaga listrik berasal dari tenaga gerak, sedangkan baterai dan sel bahan bakar mengubah tenaga kimia menjadi tenaga listrik; sel fotolistrik mengubah tenaga cahaya menjadi tenaga listrik; dan termolistrik mengubah tenaga panas menjadi tenaga listrik. Secara teoretis semua mesin listrik bersifat dapat dibalik. Bila dicatu tenaga mekanik, generator akan berfungsi sebagai pembangkit listrik, dan bila diberi tenaga listrik, akan berfungsi sebagai motor listrik.
Generator terbagi atas dua macam, yaitu generator arus bolak-balik dan generator arus searah. Hampir seluruh listrik yang ada saat ini dihasilkan oleh generator arus bolak-balik. Generator arus bolak-balik disebut juga altenator, altenator serernpak, atau generator serempak. Generator serernpak rnerupakan generator utama pada hampir sernua pembangkit listrik tenaga air maupun tenaga uap. Hal ini memudahkan transformator menaikkan tegangan bolak-balik selama pentransmisian (pengiriman listrik) dan penurunan tegangan selama pendistribusian ke pemakai.
Dasar-dasar perubahan tenaga Elektromekanik ditemukan oleh Michael Faraday. Ia membuat alat yang dapat mengubah tenaga mekanik menjadi tenaga listrik dengan bantuan cakram putar (Gambar 1). Prinsip alat ini: konduktor selalu bergerak melintasi medan magnet pada arah yang sama. Prinsip ini kemudian dikenal sebagai kaidah tangan kanan. Kaidah tangan kanan merupakan dasar semua mesin yang mengubah gerakan mekanik menjadi tenaga listrik. Kaidah ini mengatakan bahwa bila sepotong konduktor digerakkan melintasi atau memotong medan magnet, maka akan timbul tegangan konduktor melalui ujung-ujung konduktor. Besarnya tegangan yang timbul adalah:
e  = B.l.v.............(1)
Dengan e adalah besarnya tegangan yang dihasilkan dalam volt; B adalah kuat medan magnet dalam tesla (weber per meter persegi); 1 panjarig konduktor, dalam meter; dan v kecepatan dalam meter per detik.
Beban harus diletakkan di antara ujung konduktor, agar diperoleh arus listrik. Pada saat konduktor dihubungkan dengan beban yang berhambatan, arus listrik akan mengalir di sekitar rangkaian tertutup. Seperti yang pertama kali dibuat oleh Ampere, arus listrik ini berinteraksi dengan medan magnet sehingga menghasilkan gaya F pada konduktor yang arahnya berlawanan dengan gerakan konduktor. Agar diperoleh gerakan konduktor yang konstan, gaya yang sama tetapi berlawanan arah dengan F harus dikenakan terhadap konduktor.
Pada saat generator berputar, konduktor dan arus listrik dibangkitkan di dalam beban.Dalam hal ini mesin mengubah gerakanmekanik menjadi tenaga listrik. Di dalam gerakan motor listrik, arus listrik digunakan di sekitar rangkaian dan gaya dihasilkan agar dapat memelihara gerakan konduktor. Dalam hal ini mesin mengubah tenaga listrik menjadi gerakan mekanik. Jadi gerakan generator atau motor adalah gerakan yang dapat dibalik
Generator arus bolak balik memiliki kumparan berlingkaran banyak yang berputar di dalam medanmagnet. Kegunaan lingkaran banyakini menambah harga panjang konduktor (l) pada persamaan (1), sehingga tegangan (e) menjadi lebih besar.
Generator arus searah  sederhana terdiri atas kutub magnet yang tidak bergerak, kumparan yang berputar, komutator, dan beberapa borstel. Masing-masing ujung kumparan dihubungkan dnegan ruas komutator, yang menyerupai cincin kecil  yang dipotong di tengahnya. Komutator memutar balik sambungan kumparan dan rangkaian bagian luar pada waktu yang bersamaan agar tegangan dibangkitkan di antara pembalikan kumparan. Tegangan  yang dihasilkan oleh mesin yang demikian merupakan tegangan getaran langsung.  Getaran ini dapat dikurangi dengan menggunakan lebih banyak ruas pada komutator.
Di dalam generator arus searah stator dan rotor dipisahkan hanya oleh celah udara yang sangat tipis. Stator terdiri atas bingkai baja, lilitan medan, dan komutator yang melekat pada poros. Sirkuit magnetis generator  terdiri atas bingkai, kutub medan, kutub bantu,lilitan pengganti, gundar, dan giring-giring. Rotor terdiri atas inti, lilitan, dan komutator yang melekat pada poros. Sirkuit magnetis generator terdiri atas bingkai, kutub medan, celah udara antara stator dan rotor, dan inti angker, sedangkan rangkaian listrik generator terdiri atas lilitan medan, lilitan anker, komutator, dan gundar-gundar.
1.     Dinamo Sepeda
Dinamo sepeda merupakan generator. Ketika kita mengayuh sepeda, roda berputar. Akibatnya, dinamo pun ikut berputar.  Perputaran dinamo menghasilkan energi listrik. Pada peristiwa ini terjadi perubahan energi dari energi gerak menjadi energi listrik.









2.     Pembangkit Listrik
Ada banyak macam pembangkit listrik. Yang konvensional ada dua jenis, pembangkit listrik dengan tungku uap berbahan bakar batu bara dan pembangkit berturbin yang berpenggerak air. Jenis yang lebih modem adalah pembangkit bermesin pembakaran dalam dan pembangkit nuklir. Saat pembuatannya, pemilihan jenis dan lokasi penempatannya ditentukan oleh banyak faktor seperti harga pabrik, harga bahan bakar, harga kabel transmisi, ada tidak adanya air pendingin, serta perusakan lingkungan yang ditimbulkannya.
Pembangkit listrik tenaga air membangkitkan sekitar 23,09 persen dari seluruh tenaga listrik yang dihasilkan di Indonesia, yakni sekitar 1.969 Megawatt. Pada tahun 1989, 64 dari 1182 pembangkit listrik yang ada di Indonesia digerakkan oleh tenaga air, 36 di antaranya terdapat di Pulau Jawa. Pembangkit ini mengubah tenaga jatuhnya air menjadi listrik. Pembangkit bertenaga air menggunakan air simpanan dalam waduk di atas bendungan. Air mengalir melalui terowongan atau pipa pesat menuju turbin. Ketika mengalir melalui turbin, tenaganya yang besar menggerakkan baling-baling dan poros turbin, yang kemudian menggerakkan generator listrik. Karena memanfaatkan tenaga jatuhnya air, pembangkit jenis ini harus dibangun di daerah yang memiliki perbedaan elevasi yang tinggi.
Harga operasi pembangkit listrik tenaga air lebih murah dibanding pembangkit uap atau pun diesel dan tidak menyebabkan polusi udara. Namun pembangkit tenaga air ini dibatasi oleh kemampuan waduk menyimpan air, dan hanya ada sedikit tempat yang cocok untuk membangun bendungan dan waduk, yang membutuhkan tempat sangat luas.
Pembangkit listrik tenaga uap membangkitkan sekitar 40,08 persen dari 8.529 Megawatt listrik yang dihasilkan di Indonesia pada awal tahun 1989. Enam dari 10 PLTU yang menghasilkan listrik 3.416 Megawatt ini berada di Pulau Jawa. Sisanya tersebar di Palembang, Medan, dan Ujungpandang. Pada pembangkit ini tenaga dihasilkan dari pembakaran batu bara, minyak, atau gas alam. Bahan bakar dibakar dalam ruang pembakaran untuk menghasilkan panas. Panasnya digunakan untuk mengubah air menjadi uap. Lalu uap dialirkan melalui serangkaian perangkat pemanas. Gas-gas panas bertekanan mengelilingi tabung-tabung yang berisi uap di dalam pemanas, menambah suhu dan tekanan uap di dalam tabung.
Dari pemanas, uap bertekanan tinggi digunakan untuk menggerakkan turbin uap yang sangat besar. Turbin uap ini memiliki sederetan roda yang masing-masing dilengkapi dengan beberapa rotor seperti baling-baling yang terpasang pada poros. Pada saat mendesak turbin, uap menekan bilah-bilah dan menyebabkan roda dan poros turbin berputar. Berputarnya poros memutar rotor generator listrik, dan keluar- lah listrik.
Setelah melewati turbin, uap masuk ke dalam pendingin. Di dalamnya, uap melewati pipa berkelok-kelok yang membawa air dingin. Air pendingin dalam pipa menyerap panas uap. Ketika suhunya turbin, uap mengembun menjadi air yang kemudian dipompa kembali menuju tungku untuk mengalami daur berikutnya.
Meskipun efisien dan dapat diandalkan, pembangkit tenaga uap mengeluarkan banyak polusi. Di beberapa pembangkit yang tidak memiliki menara atau kolam pendingin, air pendingin yang menjadi panas dialirkan ke dalam danau, sungai, atau kolam. Pencemaran panas yang menghangatkan tumbuhan dan binatang di dalam air ini tidak diperkenankan di beberapa negara. Selain itu, asap pembakaran bahan bakar yang mengandung zat kimia dan partikel-partikel mengakibatkan udara tercemar jika asap pembakaran itu dilepas ke atmosfer. Meskipun sebagian besar pembangkit tenaga uap menggunakan perangkat pengontrol pembatas polutan, a1at ini tidak secara mutlak membatasi terjadinya pencemaran.
Pembangkit listrik tenaga nuklir yang belum ada di Indonesia ini membangkitkan sekitar 11 persen kebutuhan listrik dunia. Cara pembangkit nuklir menghasilkan listrik mirip dengan pembangkit tenaga uap. Hanya sebagai ganti niang pembakaran bahan bakar, pembangkit nuklir menggunakan reaktor nuklir. Alat ini digunakan untuk menghasilkan panas dalam jumlah sangat besar melalui proses pemisahan inti atom uranium atau plutonium, bahan bakarnya. Panas pembelahan inti digunakan untuk mengubah air menjadi uap panas bertekanan tinggi. Uap menggerakkan tur- bin yang kemudian memutar generator. Setelah meninggalkan turbin, uap diembunkan menjadi air dan kemudian akan menjalani daur ulang yang sama.
Pembangkit listrik tenaga nuklir membutuhkan bahan bakar lebih sedikit untuk menghasilkan panas yang sama banya,, serta tak menyebabkan polusi udara. Tetapi pembangkit ini mengandung bahan radioaktif ayng berbahaya. Karena itu, pembangkit ini harus memiliki sistem keamanan khusus untuk mencegah terlepasnya zat radioaktif.
F.     Detektor Logam
Detektor logam digunakan untuk mencari objek logam yang tersembunyi. Peranti ini serkarang merupakan perlengkapan baku di setiap bandar udara dalam usaha mencegah pembajakan pesawat terbang. Polisi dalam menaggulangi kejahatan juga diperlengkapi dengan alat ini. Di samping mereka, ahli purbakala, geologiwan yang mengeksplorasi bahan galian logam, dan pencari harta karun memanfaatkan detektor ini. Rancangan dan bentuknya bisa beraneka ragam, namun cara kerjanya sama, yakni berdasarkan  pancaran radio lewat antenanya. Objek logam mampu menyerap gelombang radio ini dan memantulkan kembali. Rangkaian penerima akan menggandakan gelombang pantulan menjadi isyarat yang kuat untuk membunyikan tanda bahaya.
Detektor logam dapat mendeteksi logam yang tertimbun tanah, atau berada di balik batuan atau bata. Banyak detektor yang mempunyai rangkaian pembeda, sehingga dapat membedakan logam mulia dari logam lain. Ada detektro logam yang ringan dan bekerja dengan tenaga baterai sehingga mudah dijinjing.
Bagaimana metal detektor bekerja? Medan magnet terbentuk pada arus listrik alat pendeteksi logam. Medan magnet tersebut menarik berbagai logam yang tersembunyi di dalam tanah. Saat itu lampu pada metal detektor menyala. Hal ini menandakan ada sebuah logam yang terdeteksi.
Alat metal detektor digunakan oleh para pemulung. Dengan membuat alat metal detektor mereka berhasil mengumpulkan banyak paku yang terserak di tanah. Dengan hanya menggunakan magnet yang berkekuatan cukup tinggi mereka mengingatnya pada sebuah batang kayu. Ketika di arahkan ke tanah, berbagai jenis logam pun terkumpul. Ini memudahkan mereka dalam pencarian logam.
G.     Kereta Magnet
Dapatkah kamu membayangkan sebuah kereta bergerak melayang di udara? Para ahli telah membuat dan merasakan sebuah kereta yang meluncur dengan kencang melayang di atas rel. Kereta itu disebut kereta magnet. Kereta magnet tidak berisik seperti kereta api dan tidak menyebabkan polusi. Namun, kereta ini lebih mahal pembuatannya karena membutuhkan rel khusus.
Gaya magnet menjaga kereta magnet di udara, karena pada relnya dan sisi keretanya mengandung magnet.  Teknologi ini menerapkan sifat magnet dimana kutub yang sama tarik menarik dan kutup yang tidak senama tolak menolak. Kutub magnet pada kereta dan rel senama sehingga tolak menolak. Akibatnya, begitu kuatnya magnet tersebut dapat mengangkat kereta dengan penuh penumpang hingga 15 cm diatas rel.









Kereta magnet dapat mencapai kecepatan 480 kilometer perjam. Kereta api biasa tidak dapat mencapai kecepatan ini karena terjadi gesekan antara roda kereta dengan rel sehingga banyak kehilangan kecepatannya.








H.     Telepon
Siapa yang tidak mengenal telepon. Semua orang mengenal telepon. Bahkan siswa sekolah dasar pun menggunakan telepon selular. Telepon adalah perangkat penerirna dan pengirim suara dengan perantaraan listrik. Kata telepon berasal dari bahasa Yunani tele yang berarti jauh dan phone yang berarti suara.
Prinsip kerja pesawat telepon memiliki dua bagian penting, yakni mikrofon dan pengeras suara. Mikrofon mengubah suara menjadi sinyal listrik. Pada mikrofon serbuk arang (jenis mikrofon yang banyak dipakai pada pesawat telepon), membran yang berada di dalam mikrofon akan bergetar apabila seseorang berbicara di depan mikrofon tersebut.
Getaran membran mengubah-ubah kepadatan serbuk karbon yang berada di belakang membran. Resístans serbuk karbon berubah-ubah sesuai dengan perubahan kepadatannya, akibatnya arus listrik yang mengalir melewati serbuk karbon berubah-ubah pula. Arus listrik diperoleh dari baterai yang terpasang di kantor telepon (pada telepon sistem baterai sentral) atau di rumah pelanggan (pada sistem baterai lokal). Karena perubahan arus listrik seirama dengan perubahan resistans serbuk karbon dan sesuai pula dengan perubahan tekanan pada membran, maka perubahan arus listrik pada kawat telepon seirama dengan suara yang diterima oleh mikrofon. Arus listrik yang berubah-ubah berjalan sepanjang bentangan kawat telepon menuju pengeras suara pada pesawat telepon lawan. Pengeras suara berfungsi mengubah sinyal listrik menjadi suara. Di dalam pengeras suara terdapat dua jenis magnet, yaitu magnet permanen dan elektromagnet. Arus listrik yang mengalir dari pesawat telepon pengirim akan memagnetkan elektromagnet. Karena arus listrik berubah-ubah besarnya, maka kemagnetan elektromagnet berubah-ubah pula. Interaksi antara medan magnet permanen dan medan magnet elektromagnet membagkitkan getaran pada membran pengeras suara. Getaran membran ini menghasilkan suara.
Sistem Penyambungan Telepon. Komunikasi antara dua pemakai telepon dapat berlangsung apabila kedua telepon dalam keadaan tersambung satu sama lain. Dalam hal ini ada dua macam sistem penyambungan, yakni sistem manual (melalui operator) dan sistem otomatis.
Pada penyambungan manual, peminta sambungan terlebih dahulu harus berhubungan dengan operator yang berada di kantor telepon sebelum dapat berhu- bungan dengan pemakai telepon yang dituju. Operator menghubungkan telepon pemanggil dengan cara memasukkan jek (jack) atau colok penghubung ke papan-hubung (switchboard) dan membunyikan bel panggil. Dewasa ini sistem penyambungan manual sudah jarang digunakan.
Penyambungan otomatis mulai menggantikan sistem penyambungan manual sejak Almon B. Strowger menemukan sakelar putar bertingkat pada tahun 1 880. Pada sistem ini, pemanggil cukup menekan tombol-tombol angka atau memutar piringan angka sesuai dengan nomor telepon yang dituju. Sistem penyambungan otomatis terdiri atas tiga jenis, yakni sistem penyambungan langkah demi langkah, sistem pe- nyambungan batang bersilang, dan sistem penyambungan elektronis.
I.     superkonduktor
Superkonduktor/superkonduktivitas adalah gejala hilangnya sama sekali resistans listrik dalam logam dan aliase tertentu yang didinginkan ke dekat nol kelvin (nol mutlak). Karena tidak ada hambatan, elektron dapat berputar-putar dalam gelang superkonduktor terus-menerus. Di sini dikenal suhu kritis; di atas suhu ini logam itu bersifat konduktor (penghantar) biasa. Suhu kritis itu berkisar sekitar 20 K. Namun, sejak tahun 1986 ditemukan bahan (aliase, keramik, dan bahan majemuk lain) yang masih bersifat superkonduktor sampai 90 K. Orang masih terus meneliti untuk memperoleh bahan yang bersifat superkonduktor pada suhu kamar. Superkonduktivitas dapat dirusakkan oleh adanya medan magnet, di samping oleh kenaikan suhu.
Gejala superkonduktivitas ditemukan oleh H. Kamerlingh Onnes, fisikawan Belanda ahli suhu rendah, dalam tahun 1911 ketika ia mengukur resistans listrik merkurium padat pada suhu rendah (dibenamkan dalam helium cair). Pada tahun 1933 Walther Meissner dan R. Ochsenfeld, insinyur Austria, menemukan bahwa bahan superkonduktor yang ditaruh dalam medan magnet luar dan kemudian didinginkan ke bawah suhu kritisnya akan menolak fluks magnetik (bahan itu menjadi diamagnetik). Efek Meissner ini membuktikan bahwa gejala super-konduktivitas bukanlah gejala fisika klasik, melainkan gejaia mekanika kuantum.
Superkonduktor mempunyai beberapa sifat yang khas. Kecuali suhu kritis dan medan magnet kritis tersebut di atas, superkonduktor mengenal arus listrik kritis (di atas nilai itu, arus Iistrik akan menyebabkan bahan kehilangan superkonduktivitas-nya), kedalaman tembus (sedalam apa medan magnet menembus sebuah superkonduktor), jarak koheren (jarak dua elektron agar bisa mengalir bersama-sama secara superkonduktif), dan kalor jenis di dekat suhu kritisnya. Teori superkonduktivitas telah cukup diperkembangkan. Yang terkenal adalah teori BCS (Bardeen—Cooper—Schrieffer). Berdasar teori ini superkonduktor tradisional dikelompokkan dalam dua tipe. Tipe 1 adalah superkonduktor biasa, sedangkan tipe 2 mempunyai kedalaman tembus yang besar dan panjang koheren yang pendek dibandingkan dengan tipe 1. Dalam superkonduktivitas dikenal efek Josephson:
Sepasang superkonduktor yang didekatkan sampai sedekat 10-10 meter dialiri arus listrik kecil. Ternyata pasangan-pasangan elektron (disebut pasangan Cooper) akan meloncat dari superkonduktor yang satu ke yang lain, meskipun tidak ada selisih voltase antara keduanya.
Superkonduktivitas diterapkan dalam banyak hal. Orang segera mampu membuat magnet dengan kuat medan yang sangat tinggi. Laboratorium kecil sekarang sanggup memìliki magnet dengan kuat medan 100.000 gauss untuk berbagai penggunaan. Penerapan kedua adalah untuk membuat peranti elektronik yang sangat peka, antara lain dengan memanfaatkan efek Josephson tersebut di atas. Peranti ini diterapkan dalam bidang perkomputeran, metrologi, dan rekayasa lain. Yang sedang dikembangkan adalah pemanfaatan superkonduktor dalam penerusan (transmisi) tenaga listrik, pembuatan generator dan motor berukuran kecil dengan daya yang besar. Sedang dicita-citakan pembuatan kereta rel yang mengambang karena diangkat oleh gaya magnet.










J.     gelombang elektromagnetik
1.     Gelombang Radio
Pemancar radio merupakan alat pembangkit getaran listrik dengan frekuensi sangat tinggi, yang disebut frekuensi radio. Getaran energi listrik berupa frekuensi radio ini disalurkan melalui antena ke segala arah sebagai gelombang elektromagnet.









Adanya gelombang itu, kita dapat mendengarkan siaran radio yang pemancarnya jauh dari kita. Radio Republik Indonesia dapat memancarkan gelombang hingga ke pelosok.
2.     Sinar Radioaktif
Radioaktif adalah peristiwa pemancaran sinar (radiasi) oleh suatu zat dengan sendirinya tanpa ada pengaruh dari luar. Sinar-sinar yang dipancarkan tersebut dinamakan sinar radio aktif.
Berdasarkan partikel penyusunnya, sinar radioaktif dibagi menjadi tiga, yaitu: sinar alfa, sinar beta, dan sinar gamma. Sinar alfa tersusun atas dua proton dan dua neutron, atau inti atom helium. Sinar alfa memiliki daya tembus paling kecil namun daya ioniasisinya paling besar, dan bermuatan positif. Sinar beta tersusun atas satu buah elektron. Sinar ini memiliki daya tembus lebih besar daripada sinar alfa dan bermuatan  negatif. Adapun sinar gamma termasuk dalam gelombang elektromangnet, tidak memiliki massa, dan tidak bermuatan. Sinar gamma memiliki daya tembus  yang paling besar dibandingkan sinar alfa dan sinar beta.
a. Sinar x
Sinar x adalah gelombang elektromagnetik yang mempunyai panjang gelombang 108-1212m. Sinar ini dapat menembus benda lunak seperti daging dan kulit, tetapi tidak dapat menembus benda-benda keras seperti tulang, gigi, dan logam. Sinar x sering digunakan di berbagai bidang seperti kedokteran, fisika, kimia, meneralogi, metalurgi, dan biologi.
Sinar-X ditemukan secara tidak disengaja oleh Wilhelm Conrad Rontgen (1845-1923), ilmuwan Jerman, pada 8 November 1895. Pada saat itu, Rontgen sedang mempelajari pancaran elektron (electron beam) dari tabung katode. Lempeng logam yang terletak di dekat tabung katode memancarkan sinar fluoresens selama elektron dialirkan. Karena itu, Rontgen menyimpulkan bahwa sinar tersebut disebabkan oleh radiasi dari suatu atom. Karena tidak dikenal dalam ilmu, maka ia kemudian menamakan-nya sinar-X.
1)    Foto Sinar-X
Sinar-X dapat menembus permukaan sebuah benda dengan ketebalan tertentu. Karena itu, sinar ini sering dimanfaatkan di dalam bidang kedokteran, terutama untuk melihat kondisi tulang, gigi, serta organ-organ tubuh lainnya tanpa melakukan pembedahan. Melalui foto sinar-X, dokter dapat mengetahui penyebab berbagai penyakit dengan lebih akurat.
Foto sinar-X diambil dengan menggunakan kamera sinar-X. Prinsip kerja kamera ini sama dengan kamera biasa. Sinar-X akan meninggalkan sebuah berkas cahaya pada film. Bagian-bagian tubuh yang keras akan menahan sinar-X, sehingga bagian ini memancarkan sinar fluoresens pada film. Adapun bagian-bagian tubuh yang lunak akan ditembus oleh sinar-X, sehingga sìnar ini dapat menghi-tamkan film. Pada umumnya, dokter menampilkan hasil foto sinar-X (atau foto rontgen) dalam bentuk negatif filmnya. Karena itu, bagian yang tidak bisa ditembus sinar-X berwarna lebih terang daripada bagian yang dapat ditembus sinar-X.








2)    Pemindai Sinar-X
Selain di bìdang kedokteran, sinar-X juga digunakan untuk mendeteksi suatu benda. Pemindai sinar-X (X-ray scanner) sering ditemukan pada fasilitas-fasilitas umum seperti bandara, hotel, dan pusat perbelanjaan untuk memeriksa barang-barang yang dibawa oleh pengunjung atau penumpang. Sinar-X juga digunakan dalam teknik radiografi untuk menguji sebuah benda dan memeriksa kerusakan atau cacat pada mesin. Teknik radiografi ini umumnya menggunakan atom kobalt-60 dan sesium-137 sebagai isotop radioaktif. Sinar-X juga sering dimanfaatkan untuk memeriksa struktur kristal. lnti-inti atom yang berjajar dalam kristal akan membelokkan berkas sinar-X sehingga kemudian diperoleh pola difraksi yang akan memberikan informasi mengenai struktur kristal tersebut.










Gambar 7.9 Pemindai sinar X
b.     Infra merah
Infra merah adalah bagian dari spektrum  radiasi elektromagnetik  yang terentang antara panjang gelombang 0,75 dan 1000 mikrometer. Gelombang ini lebih pendek daripada gelombang mikro, dan pada sisi pendeknya berbatasan dengan cahaya merah  yang tampak oleh mata kita.  Mata manusia normal tidak dapat mendeteksi cahaya inframerah, tetapi kulit  kita dapat merasakannya sebagai pancaran panas.  Ada detektor khusus yang dapat menangkapnya  dan mengubah masukanitu menjadi isyarat tertentu.
Penggunaan radiasi inframerah untuk hal-hal sebagai berikut.
1)     Membuat gambar termal
Alat susuran inframerah maupun kamera pembentuk bayangan menghasilkan gambar termal dari benda sasaran. Penerapan dalam kedokteran antara lain berupa pemetaan termal jarak jauh terhadap tubuh, sehingga terdeteksi titik-titik yang lebih panas atau lebih dingin daripada sekitarnya.
2)     Mikroskop
Mikroskop inframerah memungkinkan pemetaan termal objek amat kecil seperti transistor atau mikro rangkaian. Adanya titik-titik pada transistor yang sangat panas menunjukkan bahwa transistor itu cacat.
3)     Peraba suhu jarak jauh
Radiasi inframerah yang dipancarkan oleh suatu benda merupakan fungsi yang unik dari suhu benda itu. Radiometer atau pirometer menampung dan mengukur radiasi dari suatu sasaran untuk menetapkan suhu sasaran itu. Pengukuran semacam ini dimanfaatkan untuk mendeteksi kebakaran, mengalurkan suhu samudera menurut lokasi dan kedalaman, dan mendeteksi bantalan gerbong kereta yang terlalu panas sementara kereta api melaju.










4)     Keperluan militer
Dalam kemiliteran radiometer digunakan pada rudal yang mengejar panas (dari gas buang pesawat), untuk mengikuti lintasan pesawat dan rudal, pada peranti bidik untuk memandu senapan, dan untuk peranti melihat dalam gelap. Astronomi juga memanfaatkan radiometer dalam mengikuti lintasan benda langit.
5)    Analisis bahan
Banyak bahan menyerap radiasi inframerah secara khas sehingga spektrum serapan itu dapat digunakan sebagai identifikasi maupun untuk penetapan kadar.
6)     Remote Control
Tentunya, kamu memiliki televisi di rumah. Pada televisi itu terdapat remote control guna memilih menu acara sesuai kehendak kita.  Tanpa harus menghampiri televisi kita tinggal menekan tombol-tombol pada Remote Control.