Medanmagnet di solenoida/paku dengan kawat tembaga berarus listrik. Laporan Praktikum Fisika SMAN 1 JONGGOL, kelas XII MIPA 4. Medan magnet di solenoida/paku dengan kawat tembaga berarus listrik. Percobaan magnet XINYOUWANZ. Induksi Medan Magnet Erick Alexander. Gambar 5 30 Lilitan Gambar 6 40 Lilitan Gambar 7 50 Lilitan Gambar 8 60
MEDAN MAGNET Muhammad Fikri Zulfy Fardhany Jurusan Fisika, Universitas Negeri Surabaya Jl. Ketintang, Surabaya 6023, Indonesia e-mail fbule23 Abstrak Telah dilakukannya percobaan medan magnet yang bertujuan untuk Mendeskripsikan asas Lenzt pada proses induksi magnet, Mendeskripsikan hubungan perubahan fluks magnet dengan arah arus listrik yang dihasilkan, Mendeskripsikan proses terjadinya induktansi diri, Mendeskripsikan gaya yang timbul akibat medan listrik pada kawat berarus listrik DC, Mendeskripsikan gaya yang timbul akibat dua penghantar kawat yang dialiri arus listrik DC. Untuk percobaan pertama Variabel yang digunakan dalam pecobaan ini yaitu kutub magnet sebagai variabel manipulasi. Sedangkan jenis kumparan, jenis magnet sebagai variabel kontrolnya. Dan arah jarum galvanometer sebagai variabel respon. Untuk percobaan kedua variabel yang digunakan dalam pecobaan ini yaitu kutub magnet dan sumber tegangan DC sebagai variabel manipulasi. Sedangkan jenis kumparan, jenis logam sebagai variabel kontrolnya. Dan arah jarum galvanometer sebagai variabel respon. Untuk percobaan Ketiga variabel yang digunakan dalam pecobaan ini yaitu arah kutub tegangan, arah kutub magnet sebagai variabel manipulasi. Sedangkan sumber tegangan DC, jenis magnet, arah kutub magnet sebagai variabel kontrolnya. Dan arah penyimpangan pada kawat sebagai variabel respon. Untuk percobaan keempat variabel yang digunakan dalam pecobaan ini yaitu arah kutub tegangan, arah kutub magnet sebagai variabel manipulasi. Sedangkan sumber tegangan DC, jenis magnet, arah kutub magnet sebagai variabel kontrolnya. Dan arah penyimpangan pada kawat sebagai variabel respon. Dari percobaan yang dilakukan, didapat percobaan 1 dan 2 sesuai dengan azaz lentz dan percobaan 3 dan 4 sesuai dengan gaya lorentz serta arah arus, medan magnet dan gaya sesuai dengan kaidah tangan kanan Kata Kunci Azaz lentz, gaya Lorentz, kaidah tangan kanan Abstract An experimental magnetic fied experiment is available for Describe the principle of Lenzt in the process of magnetic induction, Describe the relationship of changes in magnetic flux with the direction of the electric current generated, describe the process of self-inductance, Describe the force that arises due to the electric field on a DC electric wire, Describe the force that arises due to the two conductor wires that are powered by DC electric current. For the first experiment, the variable used in this experiment is the magnetic pole as a manipulation variable. While the type of coil, the type of magnet as the control variable. And the direction of the galvanometer needle as a response variable. For the second experiment the variables used in this experiment are magnetic poles and DC voltage sources as manipulation variables. While the type of coil, the type of metal as the control variable. And the direction of the galvanometer needle as a response variable. For the experiments, the three variables used in this experiment are the direction of the voltage pole, the direction of the magnetic pole as a manipulation variable. While the DC voltage source, the type of magnet, the direction of the magnetic pole as the control variable. And the direction of the deviation on the wire as the response variable. For the fourth experiment the variables used in this experiment are the direction of the voltage pole, the direction of the magnetic pole as a manipulation variable. While the DC voltage source, the type of magnet, the direction of the magnetic pole as the control variable. And the direction of the deviation on the wire as the response variable. From the experiments carried out, obtained experiments 1 and 2 in accordance with azaz lentz and experiments 3 and 4 according to Lorentz force and the direction of current, magnetic field and force according to the rules of the right hand Keywords Azaz lentz, Lorentz style, right hand rules PENDAHULUAN Magnet berasal dari kata magnesia, yaitu sebuah nama kota kuno yang sekarang bernama Manisa di wilayah barat Turki, dimana sekitar 2500 tahun lalu kota ini telah ditemukan batu-batuan yang dapat menarik partikel-partikel besi. Sekarang kita mengenal berbagai magnet buatan, baik yang bersifat permanen maupun yang bersifat sementara. Seperti halnya listrik, magnet juga dapat menimbulkan suatu medan yang disebut medan magnetic, yaitu suatu ruang disekitar magnet yang masih terpengaruh gaya magnetic. Pada tahun 1269, berdasarkan hasil eksperimen, Pierre de Maricourt menyimpulkan bahwa semua magnet bagaimanapun bentuknya terdiri dari dua kutub, yaitu kutub utara dan kutub selatan. Kutub-kutub magnet ini memiliki efek kemagnetan paling kuat di bandingkan bgian magnet lainnya. Bentuk medan magnet dapat diamati dengan menabuurkan serbuk besi secara merata di atas karton yang bagian bawahnya diberi sebuah magnet batang. Sedangkan arah medan magnet didefinisikan sebagai arah yang ditunjukkan oleh kutub utara megnet jarum ketika ditempatkan di sekitar magnet. Dengan demikian, secara sederhana medan magnetic dapat dinyatakan dengan garis-garis khayal yang keluar dari kutub utara dan masuk ke kutub selatan yang disebut garis-garis medan magnetic atau garis-garis gaya magnetic. Medan magnetic selain ditimbulkan oleh arus listrik dalam suatu penghantar baik pada penghantar lurus, penghantar melingkar, maupun pada kumparan. Berdasarkan latar belakang tersebut dapat diperoleh beberapa rumusan masalah yakni Bagaimana proses asas Lentz pada proses induksi magnet?Bagaimana perubahan fluks magnet dengan arah arus listrik yang dihasilkanBagaimana proses terjadinya induktansi diriBagaimana gaya yang timbul akibat medan listrik pada kawat berarus listrik DCBagaimana gaya yang timbul akibat dua penghantar kawat yang dialiri arus listrik DC Dari rumusan-rumusan masalah diatas dapat ditentukan tujuan dari percobaan ini yaitu untuk Mendeskripsikan proses asas Lentz pada proses induksi magnetMendeskripsikan perubahan fluks magnet dengan arah arus listrik yang dihasilkanMendeskripsikan proses terjadinya induktansi diriMendeskripsikan gaya yang timbul akibat medan listrik pada kawat berarus listrik DCMendeskripsikan gaya yang timbul akibat dua penghantar kawat yang dialiri arus listrik DC INDUKTOR Magnet adalah suatu benda yang memiliki gejala dan sifat dapat mempengaruhi bahan-bahan tertentu yang berada di sekitarnya. Medan magnet adalah ruang di sektar magnet yang gaya tarik atau tolaknya masih dirasakan oleh magnet lain. Garis gaya adalah lintasan kutub utara dalam medan magnet atau garis yang bentuknya demikian hingga kuat medan di tiap titik dinyatakan oleh garis sesungguhnya. Sejalan dengan faham ini garis-garis gaya keluar dari kutub-kutub dan masuk kedalam kutub selatan. Untuk membuat pola garis-garis, gaya magnet selalu keluar dari kutub utara magnet dan masuk ke kutub selatan magnet. Garis-garis tersebut tidak pernah saling berpotongan. Kerapatan garis-garis gaya magnet menunjukkan kekuatan medan magnet. Medan magnet pada suatu titik tidak hanya dapat dihasilkan oleh medan magnet permanen tetapi juga dapat dihasilkan kawat berarus AC. Oesterd menyatakan bahwa disekitar kawat berarus terdapat medan listrik dengan garis gaya magnet melingkar dan berpusat pada kawat tersebut. Medan magnet termasuk dalam besaran vektor yang memiliki besar dan arah. Arah medan magnet pada suatu titik dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan dimana ibu jari menunjukkan arus. Jari telunjuk menunjukkan arah kuat medan dan jari tengah menunjukkan gaya yang timbul. Kaidah tangan kanan dapat dilakukan dengan menggenggam kawat lurus dengan tangan kanan sedemikian sehingga ibu jari menunjukkan arah kuat arus. Maka arah putaran keempat jari yang dirapatkan menunjukkan arah lingkaran garis medan magnet. HUKUM LENTZ Arah arus induksi dalam suatu kumparan adalah sedemikian rupa sehingga medan magnet yang dihasilkan arus tersebut melawan perubahan fluks penyebabnya Apa makna pernyataan huku ini a. Jika fluks yang menyebabkan ggl makin lama makin membesar maka arah arus induksi harus sedemikian rupa sehingga medan magnet yang dihasilkan arus induksi tersebut. Ini hanya mungkin jika arah medan magnet yang dihasilkanarus induksi berlawanan dengan arah medan yang diterapkan dalam loop. b. Jika fluks yang menyebabkan GGL makin lama makin mengecil maka arah arus induksi harus sedemikian rupa sehingga medan magnet yang dihasilkan arus induksi tersebut memperbesar fluks tersebut. Ini hanya mungkin jika arah medan maget yang dihasilkan arus induksi searah dengan arah medan yang diterapkan pada loop. INDUKTANSI DIRI Perubahan arus pada suatu kumparan menyebabkan munculnya ggl induksi. Besarnya ggl yang dihasilkan sebanding dengan laju perubahan arus namun memiliki tanda yang berbeda. Satuan induktansi adalah henry yang disingkat H Induktansi diri mengukur kemampuan sebuah kumparan menghasilkan ggl induksi jika kumparan tersebut mengalami perubhan arus. Makin besar induktansi diri maka maikn besar ggl induksi yang dihasilkan untuk perubahan arus yang besarnya tertentu. Induktansi diri dapat diperbesar dengan memperbanyak jumlah lilitan, memperbesar luas penampang dan mengurangi panjang solenoid. Jumah lilitan mempunyai pengaruh paling besar karena induktansi diri bergantung secara kuadratik terhadap jumlah lilitan GAYA LORENTZ Magnet tidak hanya menggunakan gya pada magnet lain, tetapi juga dapat melakukan gaya pada arus listrik. Jika kawat yang dialiri arus listrik ditempatkan dalam medan magnet, maka kawat tersebut mendapatkan gaya dari magnet. Besarnya gaya lorentz yang dialami kawat yang dialiri arus listrik dalam medan magnet dapat ditulis FBil GAYA ANTARA DUA KAWAT BERARUS LISTRIK Implikasi dari munculnya medan magnet dari kawat yang dialiri arus listrik adalah munculnya gaya antar dua kawat yang dialiri listrik. Arah medan magnet ini tegak lurus. Karena kawat 2 dialiri arus listrik sehingga ada gaya lorentz yang bekerja pada kawat 2. Arah arus listrik yang bekerja pada kawat 2 dan arah medan magnet pada kawat tersebut tegak lurus. HUKUM FARADAY Hukum ini menyatakan bahwa apabila terjadi perubahan fluks dalam suatu kumparan konduktor LOOP maka dihasilkan gaya gerak listrik yang berbanding lurus dengan laju perubahan fluks Jadi karakteristik induktor, saat kehilangan sumber tegangan, maka induktor akan menghasilkan tegangan untuk sesaat. Saat mendapat tegangan induktor juga memiliki karakteristik menjadikan intinya bersifat magnet untuk inti besi. Karakteristik magnet ini juga sering dimanfaatkan dalam berbagai perangkat elektronika. Besarnya ggl pada berapa cepat perubahan fluks berlangsung bukan bergantung pada berapa nilai fluks saat itu. Walaupun fluks dalam suatu kumparan sangat besar, namun jika tidak terjadi perubahan maka tidak ada ggl induksi yang dihasilkan. Sebaliknya, walaupun nilai fluks dalam suatu kumparan kecil, namun jika perubahannya mendadak, maka ggl yang dihasilkan juga besar. METODE Alat dan BahanKit kumparan 2 buahKit magnet 1 buahGalvanometer 3 buahBaterai 1 buahKabel konektor secukupnyaKawat 1 buahBatang besi 1 buah Gambar rangkaian percobaan Percbaan Asas entz Percbaan Induktansi Diri Percbaan kawat tungga berarus Percbaan Kawat Sejajar Berarus Variabel PercobaanPercbaan Asas Lentz Variabel manipulasi kutub magnet Variabel kontrol jenis kumparan, jenis magnet Variabel Respon arah jarum galvanometer Percobaan Induktansi diri Variabel manipulasi kutub, sumber tegangan. Variabel kontrol jenis logam, jenis kumparan. Variabel respon arah jarum galvanometer. 3. Percbaan Kawat Tunggal Berarus Variabel manipulasi arah kutub tegangan, arah kutub magnet Variabel kontrol sumber tegangan DC, jenis magnet, arah kutub magnet Variabel Respon arah penyimpangan pada kawat 4. Percbaan Kawat Sejajar Bebas Variabel manipulasi arah kutub tegangan Variabel kontrol sumber tegangan DC, jenis magnet, arah kutub magnet Variabel Respon arah penyimpangan pada kawat Langkah percobaan a. Percobaan Asas Lenz 1. Menyusun rangkain percobaan sesuai gambar percobaan untuk menguji asas Lentz. 2. Merangkai kumparan dengan galvanometer. 3. Melakukan percobaan dengan menggerakkan magnet agar timbul induksi. 4. Mengamati arah jarum jam pada galvanometer ketika magnet dimasukkan ke dalam kumparan dan dikeluarkan dari kumparan b. Percobaan Induktansi Diri 1. Menyusun rangkain percobaan sesuai gambar percobaan untuk menguji asas Lentz. 2. Menghubungkan kumparan pertama dengan galvanometer. 3. Menghubungkan kumparan ke dua dengan arus DC. 4. Memasukkan batang logam ke kedua kumparan. 5. Membuka dan menutup rangkaian kumparan yang terhubung ke arus DC. 6. Mengamati arah jarum pada galvanometer. c. Percobaan Kawat Tunggal Berarus 1. Merangkai kawat dan menghubungkan dengan sumber tegangan arus DC sesuai dengan gambar percobaan. 2. Meletakkan magnet ladam pada kawat berarus, dan kawat berarus tepat berada di antara kutub magnet. 3. Mengamati pergerakan kawat. d. Percobaan Kawat Sejajar Berarus 1. Merangkai dua kawat secara sejajar dan menghubungkan dengan sumber tegangan DC sesuai dengan gambar percobaan. 2. Mengamati interaksi yang terjadi diantara dua kawat penghantar. HASIL DAN PEMBAHASAN Data Analisis Data Percobaan hukum lenz Berdasarkan data hasil percobaan yang diperoleh arah penyimpangan pada jarum galvano ketika magnet memasuki kumparan yang dihubungkan dengan galvanometer. Pada percobaan ini, jenis kumparan merupakan variable control dan ditentukan jenis magnet yaitu magnet batang. Respon arah penyimpangan jarum galvanometer yaitu pada saat dimasukkan arah kutub utara magnet dimasukkan yaitu arah jarum galvanometer menyimpang kea rah kanan. Respon arah penyimpangan jarum galvanometer yang diperoleh ketika kutub selatan magnet dimasukkan yaitu arah jarum galvanometer menyimpang kearah kiri Penyimpangan jarum galvanometer menunjukkan terjadi perubahan fluks dalam suatu kumparan sehungga dihasilkan gaya gerak listrik induksi, ketika praktikan memasukkan dan mengeluarkan magnet batang pada kumparan dengan cepat. Laju jarum galvanometer juga bergerak cepat menyimpang . hal ini menunjukkan bahwa gaya gerak listrik ggl induksi sebanding dengan laju perubahan fluks sesuai dengan hukum faraday Percbaan Induktansi Diri Berdasarkan data hasil percobaan yang diperoleh arah penyimpangan pada jarum galvano ketika Besi memasuki 2 kumparan yang masing-masing dihubungkan dengan baterai dan galvanometer. Pada percobaan ini, jenis kumparan dan jenis logam merupakan variabel control. Respon arah penyimpangan jarum galvanometer yaitu pada saat dimasukkan arah kutub utara magnet dimasukkan yaitu arah jarum galvanometer menyimpang kearah kanan. Respon arah penyimpangan jarum galvanometer yang diperoleh ketika kutub selatan magnet dimasukkan yaitu arah jarum galvanometer menyimpang kearah kiri Percobaan Kawat Tunggal Berarus Berdasarkan data hasil percobaan yang diperoleh arah naik turunnya kawat tunggal yang diberi arus DC yang diletakkan magnet U dengan posisi sedemikian rupa. Pada percobaan ini, sumber tegangan DC, jenis magnet, arah kutub magnet merupakan variabel control. Respon arah penyimpangan pada kawat yaitu pada saat power suplay dinyalakan kawat menjadi tegang dan keatas begitu pua sebaliknya pada saat pwer suplay dimatikan kawan merengganggang dan bergerak kebawah. Respon arah penyimpangan kawat yang diperoleh ketika kutub selatan magnet dan utara di rubah posisinya yaitu arah kawat yang menyimpang keatas dan kebawah. Percobaan Kawat Sejajar Berarus Berdasarkan data hasil percobaan yang diperoleh arah naik turunnya kawat tunggal yang diberi arus DC ya. Pada percobaan ini, sumber tegangan DC merupakan variabel control. Respon arah penyimpangan pada kawat yaitu pada saat power suplay dinyalakan kawat menjadi tegang dan keatas sedikit mendekat begitu pua sebaliknya pada saat pwer suplay dimatikan kawan merengganggang dan bergerak kebawah sedikit merenggang. Respon arah penyimpangan kawat yang diperoleh ketika kawat dirangkai dengan arus sejenis dan beda jenis yaitu arah kawat yang menyimpang keatas sedikit mendekat dan kebawah sedikit merenggang. PENUTUP Simpulan Dari percobaan yang dilakukan, didapat percobaan 1 dan 2 sesuai dengan azaz lentz dan percobaan 3 dan 4 sesuai dengan gaya lorentz serta arah arus, medan magnet dan gaya sesuai dengan kaidah tangan kanan. Saran Berhati-hati saat menggunakan galvanometer pada saat menentukan arah arus karena menggunakan arus DC dan pada saat mengamplas tembaga hati-hati karena tipis dan mudah pustus . DAFTAR PUSTAKA Halliday, Fisika untuk Universitas Jilid 2. Jakarta Erlangga. Tripler, Paul A. 2001. Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta Erlangga. Giancoli, douglas C. 2001. Fisika Universitas edisi 5 Jilid 2 Terjemahan. Jakarta Erlangga. Buku Pedoman Universitas Negeri Surabaya Fakultas Matematika dan IlmuPengetahuan Alam. Surabaya Unesa University Press Susunrangkaian seperti pada gambar di atas 3. Sebelum percobaan dimulai, pastikan catu daya mati dan saklar rangkaian terbuka pilih tegangan Serbuk besi akan membentuk pola tertentu yang menunjukkan bentuk garis-garis medan magnet di sekitar kawat melingkar. Gambar pola garis-garis medan magnet di sekitar kawat melingkar, pada bagian hasil – Magnet merupakan benda yang dapat menarik benda disekitarnya sebab memiliki sifat kemagnetan atau magnetis. Kemagnetan atau magnetis yaitu kemampuan benda untuk menarik benda-benda lain yang ada di sekitarnya. Gaya magnet mampu menimbulkan tertariknya benda-benda di sekitarnya. Kekuatan magnet menarik benda-benda tertentu disebut gaya magnet. Medan magnet adalah kawasan atau wilayah yang dipengaruhi oleh gaya magnet. Medan magnet tidak mampu kita lihat, tetapi dapat digambarkan. Besar medan magnet tergantung pada kekuatan magnet. Medan magnet mampu ditunjukan dengan memakai serbuk besi yang ditaburkan di atas kertas dan dapat pula memakai kompas. Arah medan magnet yang berupa garis-garis yang menghubungkan kutub-kutub magnet disebut dengan garis gaya magnet. Garis gaya magnet memiliki ciri antara lain sebagai berikut Garis gaya magnet mempunyai arah meninggalkan kutub utara dan menuju kutub selatan. Garis gaya magnet selalu tidak berpotongan. Daerah yang garis-garis gaya magnetiknya rapat memperlihatkan medan magnetik yang kuat, sedangkan kawasan yang garis-garis gaya magnetiknya kurang rapat menunjukkan medan magnetik yang lemah Laporan Percobaan Medan Magnet Tujuan Percobaan Mengidentifikasi medan magnet Alat dan materi 1..Magnet 2. Serbuk besi yang diperoleh dari gundukan pasir 3. Kertas karton berukuran A4 Langkah-langkah Langkah-langkah Percobaan Taruhlah magnet di bawah kertas karton berukuran A4. Taburkan serbuk besi secukupnya di atas kertas karton tersebut. Ketuklah kertas karton secara perlahan. Gerakkan magnet di seputar kertas. Jauhkan magnet dari kertas. Hasil Percobaan Di tempat sekitar kutub magnet garis-garis yang dibentuk oleh pasir besia sangat rapat. Di bab tengah magnet garis-garis yang terbentuk oleh pasir besi lebih renggang bila dibandingkan dengan tempat di sekitar kutub magnet.. Kesimpulan Dari pengamatan yang telah dilakukuan mampu disimpulkan bahwa medan magnet paling berpengaruh ialah di sekitar kutub magnet yang ditunjukan oleh rapatnya garis-garis yang dibuat oleh pasir besi. Sedangkan pada bagian tengah magnet memiliki medan magnet yang kurang berpengaruh yang ditunjukan dengan renggangnya garis-garis yang dibentuk oleh pasir besi. Walaupun gaya-gaya magnet yang terkuat terletak pada kutub-kutub magnet, gaya-gaya magnet tidak hanya berada pada kutub-kutubnya.. Gaya-gaya magnet juga timbul di sekitar magnet. tempat di sekitar magnet yang terdapat gaya-gaya magnet disebut medan magnet. Terima kasih telah membaca artikel di website semoga bisa memberikan informasi yang bermanfaat bagi kamu dan bisa dijadikan referensi. Artikel ini telah dimuat pada kategori pendididkan Jangan lupa share ya jika artikelnya bermanfaat. Salam admin ganteng..!!