Study with the several resources on Docsity
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Prepare for your exams
Study with the several resources on Docsity
Earn points to download
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
A detailed exploration of magnetic fields, covering key concepts, experimental setups, and practical applications. It delves into the fundamental theory behind magnetic fields, including the biot-savart law for wire coils and solenoids, and the measurement of magnetic field strength around a solenoid. The experimental methodology, data analysis, and graphical representations to enhance the understanding of magnetic field phenomena. It also discusses the historical context of magnetic field research, the determination of magnetic field direction, and various methods for inducing magnetic fields. Furthermore, the document highlights several real-world applications of magnetic fields, such as in galvanometers, compasses, and electromagnetic devices. The comprehensive coverage of both theoretical and practical aspects makes this document a valuable resource for students, researchers, and anyone interested in the fascinating world of magnetism.
Typology: Cheat Sheet
1 / 28
This page cannot be seen from the preview
Don't miss anything!
Nama : Sang Ayu Pinaring Gusti NIM : 205090800111013 Fak/Jurusan : MIPA/Fisika Kelompok : 3 Tgl.Praktikum : 12 April 2021 Nama Asisten : Indah Rahmawati Ilham
Nama : Sang Ayu Pinaring Gusti NIM : 205090800111013 Fak/Jurusan : MIPA/Fisika Kelompok : 3 Tgl. Praktikum : 12 April 2021 Nama Asisten : Indah Rahmawati Ilham Catatan : ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………
kawat. Dan untuk mendapatkan nilai medan magnet pada titik P, maka sumbangan dari seluruh elemen arus harus dijumlahkan, sehingga terdapat persamaan:
𝜇 0 𝐼 4 𝜋
𝑑𝑠⃗⃗⃗⃗ 𝑥𝑟̂ 𝑟^2
Gambar : 1.2 Kawat soleinode Sumber : Buku Fisika Dasar, 2012. (Satriawan, 2012). Seorang peneliti bernama Hendrik Anton Lorentz melakukan penelitian, dan menemukan gaya Lorentz. Arah gaya Lorentz selalu mengarah pada arah maju sekrup yang diputar searah gerak muatan yang menuju arah medan magnet, sehingga muncul persamaan : 𝐹 = 𝑞𝑣 × 𝐵⃗ …………………….........(2) Gambar : 1.3 Hardware Komputer Sumber : Buku University Physiscs with Modern Physics, 2012. (Young & Freedman, 2012)
2.1 Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan pada praktikum medan magnet adalah dua boleh solenoid, sebuah gaussmeter, sebuah power supply, sebuah ampermeter, kabel-kabel penghubung, dan sebuah mistar atau penggaris. 2.2 Tata Laksana Percobaan Alat dan bahan percobaaan disusun sesuai dengan fungsi alat. Power supply disetel dari harga terendah. (arus maksimum dalam percobaan adalah 1 A) Gaussmeter dikalibrasi untuk dilakukannya pengukuran. Diameter masing-masing koil diukur. Medan magnet untuk bermacam-macam posisi diukur untuk sebuah koil. Medan magnet untuk bermacam-macam posisi diukur untuk dua buah koil. Medan magnet untuk bermacam-macam posisi diukur untuk sebuah koil dengan arus 1 A. Medan magnet untuk bermacam-macam posisi diukur untuk dua koil dengan arus 1 A. Koil dan solenoid kemudian diukur medan sepanjang sumbu.
3.2 Grafik 3.2.1 Koil 0,5 A Gambar 3.1 Grafik Koil 0,5 A Sumber : Excel Medan Magnet 3.2.2 Koil 1 A Gambar 3. 2 Grafik Koil 1 A Sumber : Excel Medan Magnet
0.82, 1 0,
0
1
-15 -10 -5 0 5 10 15 Koil B (mT) S (cm) Grafik Koil Berarus 0,5 A
1
0
1
2
3
4 -15 -10 -5 0 5 10 15 Koil B (mT) S (cm) Grafik Koil Berarus 1 A
3.2.3 Selenoid 0,5 A Gambar 3. 3 Grafik Solenoid 0,5 A Sumber : Excel Medan Magnet 3.2.4 Selenoid 1 A Gambar 3. 4 Grafik Solenoid 1 A Sumber : Excel Medan Magnet
2
0
1
2
3
4 -15 -10 -5 0 5 10 15 Solenoid B (mT) S (cm) Grafik Soleinod 0,5 A
0
1
2
3 -15 -10 -5 0 5 10 15 Solenoid B (mT) S (cm)
3.3.2 Analisa Hasil Dari percobaan medan magnet terdapat data hasil percobaan yang terdiri dari jarak probe kepada solenoid (S), kuat medan magnet solenoid dan koil pada arus 0,5 A dan 1 A (B). Pada tiap solenoid dan koil juga terdapat nilai medan magnet sesuai dengan jarak probe, dengan interval 2 cm yaitu - 10 cm sampai dengan 10 cm. Untuk arus 0,5 A pada koil nilai medan magnet terbesar dihasilkan pada jarak 0 cm probe hingga koil, dengan nilai medan magnet sebesar 1 mT dan nilai terkecil pada jarak - 10 cm dengan nilai medan magnet 0, mT. Sedangkan pada arus 1 A pada koil nilai medan magnet terbesar pada jarak 0 cm juga dengan nilai medan magnet sebesar 3,8 mT dan nilai terkecil pada jarak - 10 cm dengan nilai medan magnet 0,69 mT. Untuk arus 0,5 A pada solenoid nilai medan magnet terbesar dihasilkan pada jarak 0 cm probe hingga solenoid, dengan nilai medan magnet sebesar 3, mT dan nilai terkecil pada jarak - 10 cm dengan nilai medan magnet 0,7 mT. Sedangkan pada arus 1 A pada solenoid nilai medan magnet terbesar pada jarak 0 cm juga dengan nilai medan magnet sebesar 2,75 mT dan nilai terkecil pada jarak - 10 cm dengan nilai medan magnet 0,9 mT. Menurut Salomo, dkk (2012) nilai medan magnet dipengaruhi oleh kuat arus yang dikeluarkan oleh power supply, semakin besar kuat arus maka nilai medan magnet sesuai dengan data hasil percobaan medan magnet. Nilai medan magnet pada arus 1 A lebih besar daripada arus 0,5 A pada koil tetapi pada solenoid bertentangan dengan statemen karena nilai medan magnet pada arus 0,5 A lebih besar daripada arus 1 A. Hal tersebut bisa terjadi akibat adanya kesalahan saat pengambilan data percobaan saat praktikum. Selain itu sesuai dengan jurnal yang ada pada Salomo, dkk (2012) jarak probe dengan solenoid atau koil juga berpengaruh dalam nilai medan magnet. Semakin jauh jarak probe dengan solenoid maka nilai medan magnet akan semakin kecil sesuai dengan data hasil percobaan medan magnet. Karena nilai medan magnet koil dan solenoid pada jarak 10 cm atau – 10 cm menjadi nilai medan magnet terkecil sesuai dengan statemen yang ada. Untuk grafik pada percobaan medan magnet ini memiliki bentuk semakin naik keatas saat mendekati koordinat (0,0), sama dengan grafik yang ada pada percobaan Salomo, dkk (201 2 ). Dengan nilai x jarak probe dengan inti solenoid dan nilai y besar nilai medan magnet. Grafik tersebut menunjukan pengaruh medan magnet terhadap jarak probe dengan solenoid atau koil. Dari grafik tersebut dapat dilihat semakin kecil jarak probe dengan solenoid maka nilai medan magnet nya akan semakin besar. Sesuai dengan grafik yang ada pada percobaan.
Gambar 3.1 Grafik Medan Magnet Sumber : Jurnal Pengaruh Inti Koil Terhadap Tegangan Induktor Dan Resistor Yang Dirangkai Secara Seri, 2012 (Salomo, dkk, 2012) Seperti yang diketahui bumi diumpamakan sebagai batang magnet besar, bumi memiliki medan magnet besar yang dapat mempengaruhi arah navigasi. Sehingga pada medan magnet kutub utaranya kana menghadap pada arah utara bumi akibat adanya gaya tarik pada kutub selatan bumi dan sebaliknya. Oleh karena itu, pengaruh medan magnet bumi kutub magnet akan selalu menjadi kutub utara dan kutub selatan. Dari gambar dibawah ini juga dapat dilihat bahwa garis-garis medan magnet memiliki pola arah yang sama (3.2 ). Dapat disimpulkan juga medan magnet di luar titik magnet keluar dari kutub utara kutub selatan. Gambar 3. 2 Arah Medan Magnet Sumber : Fisika Dasar Kemagnetan, 2019 Gambar 3. 3 Arah Medan Magnet Sumber : Fisika Dasar Kemagnetan, 2019. (Fatmaryanti, 2019)
Gambar 3. 5 Arah Medan Magnet Pada Kawat Lurus Sumber : Slide.net Sedangkan pada medan magnet kawat melingkar, ibu jari tangan kanan menyatakan arah medan magnet (B) dan keempar jari lainnya sebagai arah arus listrik (i) dapat dilihat melalui gambar ilustrasi dibawah ini. Gambar 3. 6 Arah Medan Magnet Pada Kawat Melingkar Sumber : Slide.net Dalam menimbulkan medan magnet dalam suatu benda dapat dilakukan dengan 3 cara. Cara pertama yaitu dengan cara menggosok magnet permanen pada benda yang akan ditimbulkan medan magnetnya. Digosokkan dengan arah yang sama dan beraturan, sehingga benda tersebut akan ikut terpengaruh oleh gaya yang dikeluarkan oleh magnet permanen. Cara kedua yaitu dengan elektromagnetik, dengan memanfaatkan benda yang memiliki sumber listrik seperti batu baterai. Selain itu, juga diperlukannya arus listrik searah. Lilitkan kabel pada benda yang akan ditimbulkan medan magnetnya lalu hubungkan kedua ujung kabel dengan kutub utara dan selatan pada baterai. Sehingga arus listrik yang keluar dari baterai dapat menimbulkan medan magnet pada benda tersebut. Cara ketiga yaitu dengan
induksi, cara ini terjadi akibat adanya pengaruh gaya magnet pada benda magnet konduktor. Yang perlu disiapkan adalah magnet permanen, benda yang akan ditimbulkan medan magnetnya. Dalam kehidupan sehari-hari medan magnet memiliki banyak kontribusi dalam membantu keberlangsungan kegiatan manusia. Pertama pada galvanometer yaitu komponen mendasar yang ada pada amperemeter dan voltmeter analog, dengan kumparan yang dialiri arus listrik dapat berputar saat diletakkan pada medan magnet. Kedua ada pada kompas, magnet yang ada kompas berbentuk jarum panjang yang akan bergerak sesuai dengan arah yang dituju. Jarum tersebut dipengaruhi oleh kutub utara dan kutub selatan yang ada pada medan magnet bumi. Dan yang ketiga ada bel listrik, yang sering digunakan pada kediaman rumah atau sekolah. Prinsip kerjanya yaitu arus listrik yang mengalir ke kumparan melalui interuptor yang ajan menarik pemukul yang disebabkan oleh medan magnet sehingga akan menghasilkan suara. Solenoida adalah kumparan kabel panjang yang dililitkan. Besar medan magnet pada titik tengah solenoida dapat dituang dalam persamaan berikut : 𝐵 =
Sedangkan pada ujung solenoid : 𝐵 =
B = Medan magnet (mT) 𝜇 0 = Permeabilitas ruang hampa (4 x 10-^7 Wb.A-^1 m-^1 ) 𝐼 = Kuat arus yang mengalir dalam kawat (A) 𝑁 = Banyak lilitan 𝐿 = Panjang solenoida (m) Dari persamaan diatas dapat disimpulkan solenoida dipengaruhi oleh panjang solenoida, arus listrik, jumlah lilitan, dan bahan yang ada pada sisipan solenoida. Pada solenoida arus berputar sesuai dengan kawatnya hingga dapat dimudahkannya kaidah tangan kanan, arah putaran keempat jari yang dirapatkan menunjukkan arah putaran arus, sedangkan ibu jari menunjukkan arah medan magnetik. Saat solenoida dialiri listrik maka garis medan
4.1 Kesimpulan Setelah dilaksanakannya percobaan tentang medan magnet ini diharapkan praktikan dapat dipahami konsep medan magnet. Diharapkan juga praktikan dapat dijelaskannya hukum Biot-Savart untuk lilitan kawat dan solenoid dan dapat diukurnya kuat medan magnet disekitar solenoid. Dari percobaan tersebut dapat disimpulkan bahwa nilai medan magnet suatu solenoid dipengaruhi oleh besar arus yang keluar dari sumber tegangan dan jarak antara probe dengan titik inti solenoid. Semakin besar arus yang keluar maka nilai medan magnet akan semakin besar dan sebaliknya. Sedangkan semakin jauh jarak probe dengan titik solenoid maka nilai medan magnet akan semakin kecil dan sebaliknya. 4.2 Saran Diharapkan praktikum selanjutnya berjalan lancar. Terima kasih untuk asisten praktikum untuk bantuan dan penjelasannya semoga bermanfaat untuk kedepannya. Walaupun online tetapi pemaparan yang diberikan sangat jelas. Semoga praktikum kedepannya lebih baik lagi.
Fatmaryanti, Siska Desy. 2019. Fisika Dasar Kemagnetan. Deepublish Publisher. Sleman Halliday, David. Resnick, Robert. Walker, Jearl. 2011. Fundamentals of Physics. John Wiley & Sons. US. Salomo. Erwin. Ningsih, Surya. 2012. Pengaruh Inti Koil Terhadap Tegangan Induktor Dan Resistor Yang Dirangkai Secara Seri. Jurusan Fisika. FMIPA. Universitas Riau Satriawan, Mirza. 2012. Fisika Dasar. Yogyakarta. Universtas Gadjah Mada. Surya, Yohanes. 2009. Listrik dan Magnet. Penerbit Kandel. Tangerang Young, Hugh D. Freedman, Roger A. 2012. University Phisics with Modern Phisics. Person Education. California.
Gambar : 2 Screenshoot Ebook Sumber : Buku University Physiscs with Modern Physics, 2012.
Gambar : 3 Screenshoot Ebook Sumber : Buku Fisika Dasar, 2012.
