NEUROGLIA

NEUROGLIA

Hal – hal yang menarik :

·         Jenis dan komponen sel glia

·         Pada susunan saraf pusat selubung mielin dibentuk oleh sel oligodendroglia sedangkan pada susunan saraf tepi dibentuk oleh sel Schwann.

·         Dengan mikroskop elektron terlihat bahwa mielin merupakan suatu seri lapisan konsentris membran plasma sel Schwann atau oligodendroglia.

·         Fungsi selubung mielin adalah seperti insulator pada kawat listrik. Arus listrik meloncat dari dari nodus Ranvier yang satu ke nodus Ranvier berikutnya dengan sangat cepat (saltatory conduction). Dengan demikian kecepatan rambat saraf listrik pada saraf yang bermielin jauh lebih cepat dibandingkan dengan serat saraf tanpa mielin.

·         sel ependim berfungsi sebagai sel punca neuron dengan potensi membentuk tidak saja sel glia lain tetapi juga neuron. 

·         Sel Schwann (bahasa Inggris: Schwann cell, neurolemmocyte) adalah sejenis sel glial yang disebut menurut nama seorang ilmuwan Jerman yaitu Theodor Schwann. 

Pertanyaan – pertanyaan yang muncul :

·         apa saja komponen terpenting pada sel glia?

·         apakah ada lagi komponenen yang lebih kecil dari susunan terkecil sel glia?

·         bagaimana sistem kerja sel glial secara umum ?

·         apakah keempat sel glia pada sistem saraf pusat memiliki siste kerja tersendiri secara spesifik ?

Gagasan yang muncul :

Ternyata Neuroglia adalah sel penyokong untuk neuron-neuron SSP, sedangkan sel Schwann menjalankan fungsi tersebut pada SST. Neuroglia menyusun 40% volume otak dan medula spinalis. Neuroglia jumlahnya lebih banyak dari sel-sel neuron dengan perbandingan sekitar 10:1. Sel glia berfungsi sebagai jaringan ikat SSP dan karenanya membantu menunjang neuron baik secara fisik maupun metabolik. Sel-sel ini secara homeostatis mempertahankan komposisi lingkungan ekstrasel khusus yang mengelilingi neuron di dalam batas-batas sempit yang optimal bagi fungsi neuron. Selain itu, sel-sel ini secara aktif memodulasi sinaps dan kini dianggap sama pentingnya seperti neuron dalam proses belajar dan mengingat. Kini kita akan melihat peran spesifik 4 tipe utama sel glia di SSP-astrosit, oligodendrosit, mikroglia, dan sel ependim.

Hal – hal baru yang diperoleh :

·      pengertian neuroglia

·      jenis neuroglia

·      komponen neuroglia

·      system kerja neuroglia

·      komponen serta proses yang lebih spesifik dari selubung myelin

·      spesifik Sel Schwann

Latar Belakang

Sistem saraf adalah suatu jalinan yang kompleks sangat khusus dan saling berhubungan satu dengan yang lain.

 Fungsi dari system saraf adalah mengkoordinasi, menafsirkan dan mengontrol interaksi antara individu dengan lingkungan sekitar. Semua aktivitas kehidupan manusia dikontrok oleh system saraf dan dikoordinasikan oleh system musculoskeletal untuk dapat bergerak.

Terdapat 2 komponen system saraf, yaitu neuron dan neuroglia.

 Neuron adalah struktur yang kompleks dan merupakan system komunikasi utama tubuh manusia, memiliki berbagai macam bentuk.

Sedangkan neuroglia adalah merupakan tempat suplai nutrisi dan proteksi pada neuron. Neuroglia merupakan unsure seluler dari susunan saraf yang tidak menghantarkan system saraf. Jumlah neuroglia bertambah seiring dengan aktivitas dari neuron. Sekitar 90% di dalam SSP bukanlah neuron tetapi sel glia atau neuroglia. Meskipun berjumlah besar, sel glia hanya menempati sekitar separuh dari volume otak karena sel ini tidak membentuk cabang sebanyak yang dimiliki oleh neuron.

Jenis dan komponen sel glia

Neuroglia ( berasal dari kata ‘nerve glue’ )  yang pertama kali diperkenalkan oleh Rudolf Virchow pada tahun 1854.Neuroglia tersusun atas berbagai macam sel yang secara keseluruhan menyokong, melindungi dan berperan sebagai sumber nutrisi bagi sel saraf (Neuron), baik pada susunan saraf pusat (SSP) maupun pada susunan saraf tepi (SST). Sel-sel glia memegang peranan sangat penting dalam menunjang aktivitas neuron. Sel ini sangat penting bagi integritas struktur sistem saraf dan bagi fungsi normal neuron.

Neuroglia adalah sel penyokong untuk neuron-neuron SSP, sedangkan sel Schwann menjalankan fungsi tersebut pada SST. Neuroglia menyusun 40% volume otak dan medula spinalis. Neuroglia jumlahnya lebih banyak dari sel-sel neuron dengan perbandingan sekitar 10:1. Tidak seperti neuron, sel glia tidak membentuk atau mengeluarkan impuls saraf. Sel ini berkomunikasi dengan neuron dan di antara mereka sendiri melalui sinyal kimiawi. Selama beberapa waktu sejak penemuannya pada abad ke-19, sel glia dianggap oleh para ilmuwan adalah “semen” pasif yang secara fisik menopang neuron yang secara fungsional penting. Namun, dalam decade terakhir, beragam peran penting yang dimiliki oleh sel ini mulai terungkap. Sel glia berfungsi sebagai jaringan ikat SSP dan karenanya membantu menunjang neuron baik secara fisik maupun metabolik. Sel-sel ini secara homeostatis mempertahankan komposisi lingkungan ekstrasel khusus yang mengelilingi neuron di dalam batas-batas sempit yang optimal bagi fungsi neuron. Selain itu, sel-sel ini secara aktif memodulasi sinaps dan kini dianggap sama pentingnya seperti neuron dalam proses belajar dan mengingat.

Ada 2 jenis sel glia :

1.        Sel glia pada sistem saraf pusat

2.        Sel glia pada sistem saraf tepi

A. SEL GLIA DI SISTEM SARAF PUSAT

Di dalam sistem saraf pusat, terdapat empat sel glia :

1.  Astrosit

Astrosit yang diberi nama demikian karena berbentuk seperti bintang (astro artinya “bintang”, sit artinya“sel”), adalah sel glia yang paling banyak. Sel ini memliki fungsi penting, diantaranya :

a.  Sebagai “lem” (glia artinya “lem”) utama SSP, astrosit menyatukan neuron-neuron dalam hubungan ruang yang benar.

b.  Astrosit berfungsi sebagai perancah untuk menuntun neuron ke tujuan akhirnya selama perkembangan otak masa janin.

c.  Sel-sel glia ini memicu pembuluh darah halus otak menjalani perubahan anatomik dan fungsional yang berperan dalam pembentukan sawar darah-otak suatu pembatas sangat selektif antara darah dan otak yang akan segera dibahas secara lebih detail.

d.  Astrosit penting dalam perbaikan cedera otak dan dalam pembentukan jaringan paru saraf.

e.  Sel ini berperan dalam aktifitas neurontransmitter. Astrosit menyerap dan menguraikan glutamat dan asam gama-amino butirat (GABA), yang masing-masing adalah neurotransmitter eksitatorik dan inhibitorik, sehingga kerja pembawa-pembawa pesan kimiawi ini terhenti.

f.   Astrosit menyerap kelebihan K+ dari CES otak ketika aktivitas potensial aksi yang tinggi menglahkan kemampuan pompa Na+ - K+mengembalikan K+ yang keluar kedalam neuron.(Ingatlah bahwa K+ meninggalkan neuron ketika fase turun potensial aksi). Dengan menyerap kelebihan K+, astrosit membantu mempertahankan konsentrasi ion CES otak yang sesuai agar eksitabilitas saraf normal. Jika kadar K+ di CES otak dibiarkan meningkat maka gradien konsentrasi K+ yang berkurang antara CIS neuron dan CES sekitar akan menurunkan membran neuron mendekati ambang, bahkan saat istirahat. Hal ini akan meningkatkan kepekaan otak terhadap rangsangan. Pada kenyataannya peningkatan konsentrasi K+ CES otak mungkin merupakan salah satu faktor yang berperan dalamlepas muatan konvulsif eksplosif sel otak yang terjdi selama bangkitan (seizure) epileptik.

g.  Dalam penelitian-penelitian terakhir astrosit bersama dengan sel glia lain diketahui meningkatkan pembentukan sinaps dan memodifikasi transmisi sinaps. Astrosit berkomunikasi dengan neuron dan dengan astrosit lain melalui sinyal kimiawi dengan dua cara. Pertama, ditemukan adanya taut celah antara astrosit-astrosit itu sendiri dan antara astrosit dan neuron. Sinyal kimiawi dapat berjalan langsung antara sel-sel melalui saluran penghubung kecil ini tanpa masuk ke CES sekitar. Kedua, astrosit memiliki reseptor untuk neurotransmitter glutamat yang sering dikeluarkan oleh neuron. Selain itu, pada sebagian kasus, pembentukan potensial aksi neuron di otak memicu pelepasan ATP bersama dengan neurotransmitter klasik dari terminal akson.Pengikatan glutamat ke reseptor astrosit dan/atau deteksi ATP ekstrasel oleh astrosit menyebabkan influks kalsium ke dalam sel glia ini. Peningkatan kalsium intrasel kemudian mendorong astrosit itu sendiri mengelurkan ATP sehingga sel-sel glia sekitar menjadi aktif. Dengan cara ini, astrosit berbagi informasi dengan aktivitas potensil aksi suatu neuron di sekitarnya. Karena itu, astrosit dapat berkomunikasi dengan sesamanya melalui pertautan antar-astrosit di taut celah dan melalui perambatan gelombang kalsium. Lebih lanjut, astrosit dan sel glia lain juga dapat mengeluarkan neurotransmitter yang sama dengan yang dikeluarkan oleh neuron, serta sinyal kimiawi lain. Bahan-bahan kimia ekstrasel yang dikeluarkan oleh sel glia ini dapat memengaruhi eksitabilitas neuron dan memperkuat aktivitas sinaps, misalnya dengan meningkatkan pelepasan neurotransmitter oleh neuron atau mendorong pembentukan sinaps baru. Modulasi aktivitas sinaps oleh sel glia kemungkinan besar penting  dalam ingatan dan belajar. Para ilmuan kini mencoba memilah-milah “percakapan” dua arah yang terjadi antara sel glia dan neuron karena dialog ini berperan penting dalam memproses informasi di otak.

Terdapat dua jenis astrosit :

a.       Astrosit protoplasmatis terdapat banyak pada substantia grisea. Sel-sel ini mempunyai tonjolan-tonjolan sitoplasmatis yang meluas dari seluruh permukaan sel. Kadang-kadang tonjolan tersebut berakhir pada pembuluh darah kecil sebagai cabang-cabang yang lebih kecil membentuk "perivascular feet". Di dalam sitoplasmanya dapat diperlihatkan butir-butir yang dinamakan gliosom.

b.      Astrosit fibrosa sebaliknya terdapat lebih banyak dalam substanstia alba. Perbedaannya dengan astrosit protoplasmatis dapat dilihat dari tonjolan-tonjolannya yang lebih panjang dan lurus de­ngan sedikit percabangan. Di dalam tonjolan-tonjolan tersebut ter­dapat gambaran filamen.

2.             Oligodendrosit

Oligodendroglia bentuknya lebih kecil daripada astrosit dengan cabang sitoplasmanya lebih pendek dan jumlah cabang sedikit (oligo= sedikit). Intinya kecil, dan sitoplasma disekitar inti sedikit, tampak sebagai pinggiran perinuklear. Mengandung ribosom, kompleks Golgi, mikrotubulus dan neurofilamen.

Sel ini terutama ada di substansia grisea yang berhubungan erat dengan perikarion neuron (sel-sel satelit perineuronal) dan di substansia alba dalam jumlah yang sedikit yang terletak di antara berkas-berkas akson. Lainnya terletak dekat dengan pembuluh darah (perivaskular).

Fungsi oligodendroglia adalah membentuk selubung mielin di SSP dan sebagai sel penyokong. Cabang sitoplasma yang serupa daun dari badan-badan sel meluas melingkar mengitari serat-serat saraf secara spiral. Tiap oligodendroglia mempunyai beberapa cabang sehingga dapat membentuk sarung-sarung myelin disekitar beberapa serat-serat saraf yang berdekatan.

Oligondendrosit membentuk selubung mielin insulatif disekitar akson SSP. Oligodendrosit memiliki beberapa juluran memanjang yang masing-masing membungkus (seperti dadar gulung) sepotong akson antarneuron untuk membentuk segmen mielin.

Oligodendroglia atau oligodendrosit seperti astrosit memiliki silinder sitoplasma yang panjang danmerupakan sel glia yang bertanggung jawab menghasilkan myelin dalam SSP. Setiap oligodendroglia mengelilingi beberapa neuron dan membrane plasmanya membungkus tonjolan neuron sehingga membentuk selubung mielin. Mielin pada SST dibentuk oleh sel Schwann. Fungsi pada oligodendrosit adalah membentuk selubung mielin di SSP.

3.             Mikroglia

Mikroglia adalah sel pertahanan imun SSP. Sel “pembersih” ini adalah “sepupu” monosit, sejenis sel darah putih yang meninggalkan darah dan membentuk lini pertama pertahanan di berbagai jaringan di seluruh tubuh. Mikroglia berasal dari jaringan sumsum tulang yang sama dengan yang menghaslkan monosit. Selama perkembangan masa mudigah, bermigrasi ke SSP, tempat sel-sel ini berdiam diri sampai diaktifkan oleh infeksi atau cedera.

Dalam keadaan istirahat, mikroglia adalah sel “berbulu” dengan banyak cabang panjang yang memancar keluar. Mikroglia dalam keadaan istirahat bukan sekedar sel pengawas. Sel ini mengeluarkan faktor-faktor pertumbuhan dalam konsentrasi yang rendah, misalnya faktor pertumbuhan saraf, yang membantu neuron dan sel glia lain bertahan hidup dan tumbuh. Jika terjadi masalah di SSP, mikroglia menarik cabang-cabangnya, membulat, dan menjadi sangatmobile, bergerak menuju daerah yang bermasalah untuk menyingkirkan semua benda asing atau sisa jaringan. Dalam keadaan aktif, mikroglia mengeluarkan bahan-bahan kimia dekstruktif untuk menyerang sasaran mereka.

4.             Sel Ependim

Sel Ependim melapisi bagian dalam rongga-rongga berisi cairan di SSP. Ketika system saraf berkembang pada masa mudiga dari tabung saraf berongga, rongga sentral awal pada tabung ini dipertahankan dan dimodifikasi untuk membentuk ventrikel dan kanalis sentralis. Ventrikel terdiri dari empat rongga yang saling berhubungan didalam interior otak serta juga bersambungan dengan kanalis sentralis sempit yang membentuk terowongan dibagian tengah medulla spinalis. Sel-sel ependim yang melapisi ventrikel ikut membentuk cairan serebrospinal,suatu topik yang akan segera kita bahas. Sel-sel ependim adalah salah satu dari beberapa jenis sel yang memiliki silia. Gerakan silia sel ependim ikut berperan mengalirkan cairan serebrospinal diseluruh ventrikel.

Yang menarik, riset-riset baru berhasil menemukan sel ependim yang sama sekali berbeda : sel ini berfungsi sebagai sel punca neuron dengan potensi membentuk tidak saja sel glia lain tetapi juga neuron. Pandangan tradisional telah lama menganggap bahwa otak dewasa tidak membentuk neuron baru. Kemudian pada akhir 1990 an, para ilmuwan menemukan bahwa neuron-neuron baru ternyata terbentuk disatu terbatas, yaitu dibagian tertentu hipokampus,suatu struktur yang penting untuk belajar dan megingat. Neuron dibagian otak lainnya dianggap tidak dapat digantikan. Tetapi penemuan bahwa sel ependim adalah prekurser bagi neuron-neuron baru mengisyaratkan bahwa otak dewasa memiliki potensi lebih besar untuk memperbaiki bagian yang rusak daripada yang selama ini dianggap. Saat ini belum ada bukti bahwa otak secara spontan memperbaiki diri setelah gangguan yang merusak neuron misalnya trauma kepala,stroke,penyakit neurodegenaratif. Tampaknya sebagian besar daerah otak tidak dapat mengaktifkan mekanisme untuk mengganti neuron yang hilang,mungkin karena : “campuran” bahan-bahan kimia penunjang yang diperlukan tidak tersedia.

Fungsi sel ependim adalah melapisi bagian dalam rongga otak dan medulla spinalis, ikut membentuk cairan serebrospinal, berfungsi sebagai sel puncaneuron dengan potensi membentuk neuron dan sel glia baru.

B.       SEL GLIA DI SISTEM SARAF TEPI

Sel Schwann

Sel Schwann (bahasa Inggris: Schwann cell, neurolemmocyte) adalah sejenis sel glial yang disebut menurut nama seorang ilmuwan Jerman yaitu Theodor Schwann. Pada akson sistem saraf tepi, sel Schwann memungkinkan terjadinya transduksi sinyal elektrik daridendrit menuju terminal akson, dengan melilitkan membran plasmanya secara konsentrik sepanjang akson yang dikenal sebagai selubung mielin. Pada sistem saraf pusat, selubung mielin terbentuk oleh oligodendrosit. Sel Schwann sebagai neuron unipolar, sebagaimana oligodendrosit, membentukmielin dan neurolemma pada SST.  Neurolema adalah membran sitoplasma halus yang dibentuk oleh sel–sel Schwann yang membungkus serabut akson neuron dalam SST, baik yang bermielin maupun tidak bermielin. Neurolema merupakan struktur penyokong dan pelindung bagi serabut akson.

SELUBUNG MIELIN

Selubung mielin adalah lapisan yang melingkari akson secara konsentris dan terdiri atas lipid dan neurokeratin.Pada susunan saraf pusat selubung mielin dibentuk oleh sel oligodendroglia sedangkan pada susunan saraf tepi dibentuk oleh sel Schwann.

Dalam keadaaan segar selubung mielin sangat refraktil dan putih (mielin memberikan warna putih pada substansia alba otak dan medula spinalis). Mielin yang terutama terdiri atas lipid, melarut sesudah cara-cara fiksasi biasa, meninggalkan anyaman bahan-bahan protein yang disebut neurokeratin disekeliling serat saraf. Mielin dapat difiksasi dan terpulas hitam osmium tetraoksida. Sesudah difiksasi denganbikromat, mielin dapat dapat diwarnai dengan hematoksilin.

Dengan mikroskop cahaya, selubung mielin terlihat sebagai silinder yang tidak sempurna atau terputus-putus, karena pada setiap jarak 0,1-1,5 mm terdapat celah pada selubung-selubung yang dikenal sebagai nodus Ranvier atau pinggetan Ranvier. Pada pulasan perak nodus Ranvier akan terisi oleh endapan perak yang dikenal sebagai palang Ranvier. Dengan mikroskop elektron terlihat bahwa mielin merupakan suatu seri lapisan konsentris membran plasma sel Schwann atau oligodendroglia.

Proses Pembentukan Selubung Mielin

Proses pembentukan selubung mielin diawali oleh terjadinya invaginasi serat saraf ke dalam sitoplasma sel Schwann. Kedua ujung sitoplasma sel Schwann kemudian akan menyatu dan membungkus serat saraf. Tempat penyatuan awal ini dikenal sebagai mesaxon interna. Mesaxon kemudian meluas ke arah dalam membentuklapisan atau lamel-lamel sitoplasma sel Schwann. Sitoplasma sel Schwann kemudian menghilang dan ke dua sisi dalam membran sitoplasma akan menyatu dan menebal membentuk garis perioda. Membran ekstraselular dari sitoplasma sel Schwann kemudian mendekat tetapi tidak menyatu membentuk garis interperioda. Pada akhir proses mielinisasi terjadi penyatuan dinding sitoplasma sel Schwann untuk kedua kali yang disebut mesaxon eksterna.

Pada saat penyatuan kedua sisi dalam membran sitoplasma sel Schwann terdapat kegagalan di beberapa tempat sehingga meninggalkan sejumlah kecil sitoplasma yang terjerat dalam selubung milein yang dikenal sebagai celah atau insisura Schmidt Lanterman. Fiksasi dengan menggunakan osmium tetraoksida dapat menunjukkan adanya celah Schmidt Lanterman.

Pada SSP, proses pembentukan selubung mielin berjalan serupa dengan proses pembentukan di SST, tetapi pada SSP satu sel oligodendroglia dapat membuat selubung mielin untuk beberapa serat saraf. 

Hipotesis tentang pembentukan lamel-lamel mielin ini dikenal sebagai teori “Jelly Roll”.

Fungsi Selubung Mielin

       Fungsi selubung mielin adalah seperti insulator pada kawat listrik. Arus listrik meloncat dari dari nodus Ranvier yang satu ke nodus Ranvier berikutnya dengan sangat cepat(saltatory conduction). Dengan demikian kecepatan rambat saraf listrik pada saraf yang bermielin jauh lebih cepat dibandingkan dengan serat saraf tanpa mielin.

MAGNET

A.      PENGERTIAN MAGNET

Magnet atau magnit adalah suatu obyek yang mempunyai suatu medan magnet. Kata magnet (magnit) berasal dari bahasa Yunani magnítis líthos yang berarti batu Magnesian. Magnesia adalah nama sebuah wilayah di Yunani pada masa lalu yang kini bernama Manisa (sekarang berada di wilayah Turki) di mana terkandung batu magnet yang ditemukan sejak zaman dulu di wilayah tersebut.Pada saat ini, suatu magnet adalah suatu materi yang mempunyai suatu medan magnet. Materi tersebut bisa dalam berwujud magnet tetap atau magnet tidak tetap. Magnet yang sekarang ini ada hampir semuanya adalah magnet buatan.

Magnet selalu memiliki dua kutub yaitu: kutub utara (north/ N) dan kutub selatan (south/ S). Walaupun magnet itu dipotong-potong, potongan magnet kecil tersebut akan tetap memiliki dua kutub. Magnet dapat menarik benda lain. Beberapa benda bahkan tertarik lebih kuat dari yang lain, yaitu bahan logam. Namun tidak semua logam mempunyai daya tarik yang sama terhadap magnet. Besi dan baja adalah dua contoh materi yang mempunyai daya tarik yang tinggi oleh magnet. Sedangkan oksigen cair adalah contoh materi yang mempunyai daya tarik yang rendah oleh magnet.

A.      SIFAT-SIFAT MAGNET

1.       Kutub-kutub Magnet

Semua magnet memperlihatkan ciri-ciri tertentu. Magnet memiliki dua tempat yang gaya magnetnya paling kuat. Daerah ini disebut kutub magnet. Ada 2 kutub magnet, yaitu kutub utara (U) dan kutub selatan (S). Seringkali kita menjumpai magnet yang bertuliskan N dan S. N merupakan kutub utara magnet itu (singkatan dari north yang berarti utara) sedangkan S kutub selatannya (singkatan dari southyang berarti selatan).

Magnet dapat berada dalam berbagai bentuk dan ukuran. Bentuk yang paling sederhana berupa batang lurus. Bentuk lain yang sering kita jumpai misalnya bentuk tapal kuda (ladam) dan jarum. Pada bentuk-bentuk ini, kutub magnetnya berada pada ujung-ujung magnet itu. Gambar C1 memperlihatkan berbagai bentuk magnet yang sering kita jumpai.

Gambar 1. Berbagai bentuk magnet.

Jika dua buah magnet saling didekatkan, magnet pertama akan mengerjakan gaya pada magnet kedua, dan magnet kedua mengerjakan gaya kepada magnet pertama. Gaya magnet, seperti halnya gaya listrik, berupa tarikan dan tolakan. Jika dua kutub utara didekatkan, maka keduanya tolak-menolak. Dua kutub selatan juga saling menolak. Namun, jika kutub selatan didekatkan pada kutub utara, maka kedua kutub ini akan tarik-menarik. Sehingga kita dapat membuat aturan untuk kutub magnet: kutub senama tolak-menolak, dan kutub tak senama  tarik-menarik.

 Gambar 2 Kutub magnet yang berbeda saling menarik

Gambar 3. Kutub magnet yang sejenis saling menolak

Kutub-kutub magnet selalu berpasangan yaitu kutub utara dan kutub selatan. Selama  bertahun-tahun  para ilmuwan mencoba mendapatkan satu kutub saja yang ada pada sebuah magnet. Jika sebuah magnet dipotong menjadi dua, ternyata hasilnya berupa dua magnet yang lebih kecil dan masing-masing tetap memiliki kutub utara dan selatan. Seperti halnya Gambar C3.

Gambar 4. Magnet yang dipotong-potong

2.       Medan Magnet

Walaupun gaya-gaya magnet yang terkuat terletak pada kutub-kutub magnet, gaya-gaya magnet tidak hanya berada pada kutub-kutubnya saja. Gaya-gaya magnet juga timbul di sekitar magnet. Daerah di sekitar magnet yang terdapat gaya-gaya magnet disebut medan magnet. Garis gaya magnet dapat digambarkan dengan cara menaburkan serbuk besi pada kertas yang diletakkan di atas magnet. Jika pada suatu tempat garis gaya magnetnya rapat, berarti gaya magnetnya kuat. Sebaliknya jika garis gaya magnetnya renggang, berarti gaya magnetnya lemah.

Gambar 5. Diagram garis gaya magnet dapat dibuat sesuai pola serbuk besi yang terjadi.

Gambar 6. Garis medan magnet Utara-Selatan.

Seperti halnya garis gaya listrik yang menggambarkan medan listrik, garis gaya magnet dapat menggambarkan medan magnet. Namun tidak seperti garis gaya listrik yang dapat berawal dan berakhir pada satu muatan listrik, garis gaya magnet tidak ada awal dan akhirnya. Garis gaya magnet membentuk lintasan tertutup dari kutub utara ke kutub selatan. Jadi, medan magnet adalah daerah di sekitar magnet yang masih bekerja gaya magnet, digambarkan oleh garis gaya magnet yang menyebar dari kutub-kutub magnet. (Sudibyo, Elok, dkk. 2008: 204-206)

3.       Bahan Magnetik dan Bahan Nonmagnetik

Benda  dapat digolongkan berdasarkan   sifatnya. Kemampuan suatu benda menarik benda lain yang berada di dekatnya   disebut   kemagnetan.  Berdasarkan  kemampuan   benda menarik benda lain dibedakan menjadi dua, yaitu benda magnet dan benda  bukan  magnet. Namun,  tidak  semua  benda yang  berada  di dekat magnet dapat ditarik. Oleh karena itu sifat kemagnetan benda dapat digolongkan menjadi:

a.       Bahan magnetik (feromagnetik), yaitu bahan yang dapat ditarik magnet dengan kuat. Contoh: besi, baja, besi silikon, nikel, kobalt.

b.       Bahan non magnetik

1)      Paramagnetik, yaitu bahan yang ditarik lemah oleh magnet.

Contoh: alumunium, magnesium, wolfram, platina dan kayu

2)      Diamagnetik, yaitu bahan yang ditolak oleh magnet.

Contoh: Bismuth, tembaga, emas, perak, seng, garam dapur.

Benda-benda magnetik yang bukan magnet dapat dijadikan magnet.  Benda itu ada yang  mudah  dan  ada  yang  sulit  dijadikan magnet.  Baja  sulit  untuk dibuat magnet, tetapi  setelah  menjadi magnet sifat kemagnetannya tidak mudah hilang. Oleh karena itu, baja digunakan untuk membuat magnet tetap (magnet permanen). Besi mudah untuk dibuat magnet, tetapi jika setelah menjadi magnet  sifat kemagnetannya  mudah  hilang. Oleh  karena  itu,  besi digunakan untuk membuat magnet sementara.

Berdasarkan jenis bahan yang digunakan, magnet dapat dibedakan menjadi empat tipe:

a.       Magnet Permanen Campuran

Sifat magnet tipe ini adalah keras dan memiliki gaya tarik sangat kuat. Magnet permanen campuran dibagi menjadi:

a.       Magnet alcomax, dibuat dari campuran besi dengan almunium

b.       Magnet alnico, dibuat dari campuran besi dengan nikel

c.        Magnet ticonal, dibuat dari campuran besi dengan kobalt

b.       Magnet Permanen Keramik

Tipe magnet ini disebut juga dengan magnadur, terbuat dari serbuk ferit dan bersifat keras serta memiliki gaya tarik kuat.

c.        Magnet Besi Lunak

Tipe magnet besi lunak disebut juga stalloy, terbuat dari 96% besi dan 4% silicon. Sifat kemagnetannya tidak keras dan sementara.

d.       Magnet Pelindung

Tipe magnet ini disebut juga mumetal, terbuat dari 74% nikel, 20% besi, 5% tembaga, dan 1% mangan. Magnet ini tidak keras dan bersifat sementara.

Berdasarkan penggolongan magnet buatan diatas serta kemampuan bahan menyimpan sifat magnetnya, kita dapat menggolongkan bahan-bahan magnetic ke dalam magnet keras dan magnet lunak. Sebagai contoh bahan-bahan magnet keras ialah baja dan alcomax. Bahan ini sangat sulit untuk dijadikan magnet. Namun demikian, setelah bahan tersebut menjadi magnet, bahan-bahan magnet keras ini akan dapat menyimpan sifat magnetiknya relative sangat lama. Karena pertimbangan atau alas an itulah bahan-bahan magnet keras ini lebih banyak dipakai untuk membuat magnet tetap (permanen). Contoh pemakaiannya adalah pita kaset dan kompas. Bahan-bahan magnet lunak, misalnya besi dan mumetal, jauh lebih mudah untuk dijadikan magnet. Namun demikian, sifat kemagnetannya bersifat sementara atau mudah hilang. Itulah sebabnya, bahan-bahan magnet lunak ini banyak dipakai untuk membuat electromagnet (magnet listrik). (Budi Prasodjo, 2007: 242-243)

B.      CARA MEMBUAT MAGNET

Pada dasarnya memagnetkan suatu bahan (besi, baja, nikel, kobalt, atau campuran) adalah mengatur posisi kutub magnet elementernya, misalnya batang besi digosok dengan magnet yang kuat. Posisi magnet elementer semula tidak teratur, saat digosok magnet yang kuat, magnet elementer akan berputar dan kutub-kutub magnet elementer yang senama akan menghadap kesatu arah. Akibatnya, batang besi atau baja tersebut akan menjadi magnet.

Beberapa cara membuat magnet antara lain:

1.        Membuat Magnet dengan Cara Menggosok

Gambar 7. Ujung terakhir gosokan menjadi kutub selatan

Besi yang semula tidak bersifat magnet, dapat dijadikan magnet. Caranya besi digosok dengan salah satu ujung magnet tetap. Arah gosokan dibuat searah agar magnet elementer yang terdapat pada besi letaknya menjadi teratur dan mengarah ke satu arah.

2.       Membuat Magnet dengan Cara Induksi

Gambar 8. cara membuat magnet dengan induksi

Besi  dan  baja  dapat  dijadikan  magnet  dengan  cara  induksi magnet. Besi dan baja  diletakkan  di  dekat  magnet  tetap.  Magnet elementer yang terdapat pada besi dan baja akan terpengaruh atau terinduksi magnet tetap yang menyebabkan letaknya   teratur  dan mengarah ke satu arah. Besi atau baja akan menjadi magnet sehingga dapat menarik serbuk besi yang berada di dekatnya.

Ujung besi  yang  berdekatan  dengan  kutub  magnet  batang, akan terbentuk kutub yang selalu berlawanan dengan kutub magnet penginduksi. Apabila kutub utara magnet batang berdekatan dengan ujung A besi, maka ujung A besi menjadi kutub selatan dan ujung B besi  menjadi kutub utara atau sebaliknya.

3.       Membuat Magnet dengan Cara Arus Listrik

Gambar 9 Membuat magnet dengan arus listrik

Selain  dengan  cara  induksi,  besi  dan  baja  dapat  dijadikan magnet dengan arus listrik. Besi dan baja dililiti kawat yang dihu- bungkan dengan baterai. Magnet elementer yang terdapat pada besi dan baja akan  terpengaruh aliran arus searah (DC) yang dihasilkan baterai. Hal ini menyebabkan magnet elementer letaknya teratur dan mengarah  ke  satu  arah.  Besi  atau  baja  akan menjadi magnet  dan dapat menarik serbuk besi yang berada di dekatnya. Magnet yang demikian disebut magnet listrik atau elektromagnet.

Besi yang berujung A dan B dililiti kawat berarus listrik. Kutub magnet yang terbentuk bergantung pada arah arus ujung kumparan. Jika  arah  arus berlawanan  jarum  jam  maka  ujung  besi  tersebut menjadi kutub utara. Sebaliknya, jika arah arus searah putaran jarum jam  maka  ujung  besi  tersebut terbentuk  kutub  selatan.  Dengan demikian, ujung A kutub utara dan B kutub selatan atau sebaliknya.

C.      CARA MENGHILANGKAN SIFAT KEMAGNETAN

Sebuah magnet  akan hilang sifat  kemagnetannya jika:

1.       Magnet dipanasakan hingga berpijar atau dibakar

Pemanasan  pada magnet menyebabkan sifat kemagnetannya berkurang atau bahkan hilang. Hal ini terjadi karena tambahan energi akibat pemanasan menyebabkan partikel-partikel bahan bergerak lebih cepat dan lebih acak, maka sebagian magnet elementernya tidak lagi menunjuk arah yang sama seperti semula. Bahkan setiap benda di atas suhu tertentu sama sekali tidak dapat dibuat menjadi magnet.

2.       Magnet dipukul atau ditempa hingga bentuknya berubah atau rusak

Magnet yang  mengalami pemukulan akan  menyebabkan perubahan susunan  magnet elementernya. Akibat pemanasan dan pemukulan magnet elementer menjadi tidak teratur dan tidak searah. Magnet-magnet elementer yang tadinya segaris (searah) menjadi berarah sembarangan, sehingga benda kehilangan sifat magnetiknya.

3.       Magnet diletakkan pada solenoida(kumparan kawat berbentuk tabung panjang dengan lilitan yang sangat rapat) dan dialiri arus listrik bolak-balik (AC).

Penggunaan arus AC menyebabkan arah arus  listrik yang  selalu  berubah-ubah. Perubahan arah arus listrik memengaruhi letak dan arah magnet elementer. Apabila letak dan arah magnet elementer berubah, sifatkemagnetannya hilang.

Besi mudah kehilangan sifat kemagnetnnya, sedangkan baja sukar kehilangan kemagnetannya. Hal itu disebabkan magnet-magnet elementer dalam besi lebih mudah berputar dibandingkan dengan magnet elementer dalam baja. Baja lebih sukar dijadikan magnet. Kemagnetannya bersifat tetap. Kemagnetan besi bersifat sementara karena susunan magnet-magnetelementernya mudah menjadi ajak.

Contoh kasus hilangnya sifat kemagnetan yaitu pita kaset dibuat dari bahan magnet keras sehingga merupakan magnet permanen. Walaupun demikian selalu dianjurkan bagi pengendara mobil untuk mengeluarkan kaset dari tape mobil dan menyimpannya di tempat yang terlindung dari sengatan matahari. Intruksi ini adalah untuk menghhindari pita kaset kehilangan sifat-sifat magnetiknya karena sengatan matahari. Jika pita kaset kehilangan sifat magnetiknya, kaset tersebut akan rusak dan tidak dapat lagi menghasilkan musik yang merdu di telinga

Setelah  kita  dapat  membuat  magnet  tentu  saja  ingin  menyimpannya. Agar sifat kemagnetan sebuah magnet dapat tahan lama, maka dalam menyimpan magnet diperlukan angker (sepotong besi) yang dipasang pada kutub magnet. Pemasangan angker bertu- juan untuk mengarahkan magnet elementer hingga membentuk rantai tertutup. Untuk menyimpan dua buah magnetbatang  diperlukan dua  angker yang dihubungkan dengan dua kutub magnet yang berlawanan.  Jika berupa magnet U untuk menyimpan diperlukan satu angker yang dihubungkan pada kedua kutubnya. Kita  sudah  mengetahui benda  magnetik  dapat  dijadikan magnet. Sebaliknya magnet juga dapat dihilangkankemagnetannya. (Wariyono, 2009)

Sebuah magnet cenderung berkurang sifat magnetiknya karena kutub-kutub bebas di dekat ujung-ujung magnet tolak-menolak dan mengacaukan garis gaya dari magnet-magnet elementer. Untuk menyimpan magnet batang agar tidak kehilangan sifat kemagnetiknya, dapat dilakukan cara berikut:

1.       Menyimpan magnet batang secara berpasangan dengan kutub-kutub tidak sejenis saling berseberangan. Tutup kedua ujung pasangan magnet dengan sepasang besi lunak, yang bertindak sebagai penyimpan. Magnet-magnet elementer dari magnet diarahkan hingga membentuk rangkaian tertutup.

2.       Menjauhkan dari medan listrik.

3.       Jangan memanaskan. (Kanginan, 2002)

D.      TEORI MAGNET ELEMENTER

Setiap benda magnetik pada dasarnya terdiri magnet-magnet kecil yang disebut magnet elementer. Prinsip membuat magnet adalah mengubah susunan magnet elementer yang tidak beraturan menjadi searah dan teratur. Sebuah kapur jika dibagimenjadi bagian-bagian yang sangat kecil. setiap bagian itu masih mempunyai sifat kapur. Demikian pula magnet, jika dibagi-bagi, setiap bagian magnet masih mempunyai dua jenis kutub magnet, yaitu kutub utara magnet (U) dan kutub selatan magnet (S). Berdasarkan kenyataan itu, dikembangkanlah teori magnet yang disebut teori magnet elementer.

Dalam teori ini dikatakan bahwa sifat magnet suatu benda (besi atau baja) ditimbulkan oleh magnet-magnet kecil dalam benda tersebut yang disebut magnet elementer. Suatu benda akan bersifat magnet jika magnet-magnet elementernya mempunyai arah yang cenderung sama dan tidak mempunyai sifat magnet jika magnet-magnet elementernya mempunyai arah acak (sembarang). Pada besi magnet, elementernya menunjuk arah yang sama. Antar magnet elementer tersebut terdapat gaya tolak-menolak dan gaya tarik-menarik. Akan tetapi, di bagian ujung magnet hanya terdapat gaya tolak-menolak.

Itulah sebabnya pada ujung-ujung magnet terdapat gaya magnet paling kuat, sedangkan bagian tengahnya lemah. Pada besi bukan magnet, magnet-magnet elementernya mempunyai arah acak atau sembarang Karena arahnya acak, gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antar magnet elementer saling meniadakan. Itulah sebabnya pada besi bukan magnet tidak terdapat gaya magnet (sifat magnet).

Benda-benda yang magnet elementernya mudah diatur arahnya dapat dibuat menjadi magnet. Namun, magnet ini kemagnetannya tidak awet. Magnet yang demikian disebut magnet lunak. Sebaliknya, ada benda yang sulit dijadikan magnet. Namun, setelah menjadi magnet. kemagnetannya awet. Magnet yang demikian disebut magnet keras.(http://www.addthis.com/bookmark.php)

E.      KEMAGNETAN BUMI

1.       Bumi Sebagai Medan Magnet

Telah diketahui bahwa sebuah magnet batang yan tergantung  bebas akan menunjuk  arah  tertentu.  Pada  bagian  ini, kita akan mengetahui mengapa magnet bersikap seperti itu. Pada umumnya   sebuah   magnet   terbuat   dari  bahan besi  dan   nikel. Keduanya memiliki sifat kemagnetan karena tersusun oleh magnet- magnet  elementer. Batuan-batuan  pembentuk  bumi  juga mengandung magnet elementer.  Bumi  dipandang  sebagai  sebuah  magnet batang yang besar yang membujur dari utara ke selatan bumi. Magnet bumi memiliki dua kutub, yaitu kutub utara dan selatan. Kutub utara magnet bumi terletak di sekitar kutub selatan bumi. Adapun kutub  selatan  magnet  bumi terletak  di  sekitar  kutub  utara  bumi. Magnet  bumi  memiliki  medan  magnet yang  dapat memengaruhi jarum kompas dan magnet batang yang tergantung bebas.

Gambar G1. Letak magnet bumi menyimpang terhadap utara-selatan geografis.

Medan magnet bumi digambarkan dengan garis-garis leng- kung yang berasal dari kutub selatan bumi menuju kutub utara bumi. Magnet  bumi  tidak tepat  menunjuk  arah  utara-selatan  geografis. Penyimpangan magnet bumi ini akan menghasilkan garis-garis gaya magnet  bumi  yang  menyimpang  terhadap arah  utara-selatan  geografis.

2.       Deklinasi dan Inklinasi

Jika kita perhatikan kutub utara jarum kompas dalam keadaan setimbang tidak tepat menunjuk arah utara dengan tepat.  Penyim- pangan jarum kompas itu terjadi karena letak kutub-kutub magnet bumi tidak tepat berada di kutub-kutub bumi, tetapi menyimpang terhadap letak kutub bumi. Hal ini menyebabkan   garis-garis gaya magnet bumi mengalami penyimpangan terhadap arah utara-selatan bumi.  Akibatnya  penyimpangan  kutub  utara  jarum  kompas  akan membentuk sudut terhadap arah utara-selatan bumi (geografis). Sudut  yang  dibentuk  oleh  kutub  utara  jarum  kompas  dengan  arah utara-selatan geografis disebutdeklinasi (Gambar G2). Pernahkah kamu memerhatikan mengapa kedudukan jarum kompas tidak mendatar. Penyimpangan jarum kompas  itu terjadi ka- rena garis-garis gaya magnet bumi tidak sejajar dengan permukaan bumi (bidang horizontal). Akibatnya, kutub utara jarum kompas me- nyimpang naik atau turun terhadap permukaan bumi. Penyimpangan kutub utara jarum kompas akan membentuk sudut terhadap bidang datar permukaan bumi. Sudut yang dibentuk oleh kutub utara jarum kompas dengan bidang datar disebut inklinasi (Gambar G3). Alat yang digunakan untuk menentukan besar inklinasi disebut inklinator. (Amrulloh, 2009)

Gambar10. Deklinasi dan Inklinasi