1

KETENTUAN MENGIKUTI PELAJARAN FISIKA : ^_^

1. ADA BUKU CATATAN & BUKU LATIHAN/PR

2. BUKU DISAMPUL DENGAN KERTAS EMAS / ASTURO / KARTON WARNA

UNGU

3. PENAMPILAN COVER DEPAN BUKU SEPERTI GAMBAR BERIKUT :

4. KERAPIHAN AKAN DINILAI 5. TUGAS AKHIR SEMESTER, MEMBUAT POWER POINT (PPT) DARI

SEMUA CATATAN YANG PERNAH DIBERIKAN, SECARA BERKELOMPOK.

YULIA SARI FAUZIAH

X TKJ

BUKU LATIHAN

2

PEMBAGIAN KELOMPOK KELAS XII

KELOMPOK 1. KELOMPOK 21. TATSA KOMALA S 1. NOVITA2. FAUZAN ADHIMA 2. THORIQ HUDA3. M. TAUFIK NUR 3. HARI PRIBADI4. RIFQI MUHARROM 4. SYAEFUDIN AKBAR

KELOMPOK 3 KELOMPOK 41. SUGENG LAKSONO 1. ANNISA TIARA 2. DICKY ANDRIAN 2. AKBAR HUSEIN3. INDRI 3. MAR’I RAMADHAN4. FIRMAN 4. RAMADHAN DAWUD

3

MATERI YANG AKAN DIPELAJARI PADA SEMESTER 5 :

1. MAGNET DAN ELEKTRO MAGNET2. LISTRIK ARUS BOLAK – BALIK3. OPTIK DAN ALAT OPTIK

MAGNET DAN ELEKTROMAGNET

Kompetisi Dasar :1. Gejala Kemagnetan2. Hukum Kemagnetan dan perhitungan sederhana3. Penggunaan magnet dan elektromagnet

PEMBAHASAN MATERI :

A. GEJALA KEMAGNETAN

2 Jenis magnet yang ada di alam :1) Magnet Alam2) Magnet Buatan (Sementara)

3 Jenis magnet alam dilihat dari bentuk dan kegunaan yaitu :1) Magnet Batang

Digunakan pada speaker

2) Magnet Jarum Digunakan untuk jarum kompas

3) Magnet LadamDigunakan pada magnet sepeda (Sumber Listrik)

Kutub magnet adalah ujung-ujung magnet yang memiliki kekuatan terbesar.

Kutub- kutub sejenis (U-U atau S-S) akan tolak menolak

Kutub – kutub berbeda (U-S atau S-U) akan tarik menarik

U

S

U

S

4

Medan magnet adalah daerah disekitar magnet yang dipengaruhi oleh gaya magnet.

Arah medan magnet adalah dari kutub utara menuju kutub selatan.

Garis gaya magnet adalah garis-garis yang menggambarkan pola medan magnet.

Arah medan magnet :

U = KELUARS = MASUK

Ada 3 cara membuat medan magnet yaitu :1) Mengalirkan arus listrik searah (elektromagnet)2) Menggosok3) Menginduksi

Hanschristian OerstedIlmuwan pertama yang menemukan adanya medan magnet disekitar kawat berarus listrik

Andre Marie AmpereYang menemukan bahwa kumparan bersifat sebagai magnet batang.Hal ini terjadi karena besi lunak dalam kumparan yang dialiri arus listrik berubah menjadi magnet.

5

B. HUKUM KEMAGNETAN DAN MELAKUKAN PERHITUNGAN SEDERHANA

1. Hukum Biot-Savart2. Kaidah Tangan Kanan 3. Medan Magnetik di sekitar kawat lurus sangat panjang4. Medan magnetik di sekitar kawat melingkar berarus5. Medan magnetik di sekitar Solenoida6. Medan magnetik di sekitar Toroida

PEMBAHASAN MATERI

1. Hukum Biot – SavartAdalah hukum yang menerangkan terbentuknya medan magnet disekitar kawat konduktor berarus listrik.

Gambar :

Keterangan : arus dalam elemen kawat dB menghasilkan medan magnet pada jarak r dari suatu titik

RUMUS : dB =

Keterangan :I : Kuat arus ……. Ampere (A)dI : elemen arus

: sudut antara elemen arus I dI dengan garis hubung titik ke elemen arus I dI

0 : Permeabilitas ruang hampa (4 .10-7 Wb/A. m)dB : Medan magnetik di suatu titik yang disebabkan oleh

elemen arus I dI …… Tesla (T) atau Wb/m2

6

2. Kaidah tangan kanan

Untuk memudahkan dalam menentukan arah medan magnet magnetik di sekitar penghantar lurus yang dialiri arus listrik.

Caranya : “Jika tangan kanan menggenggam kawat berarus listrik, arah ibu jari sama dengan arah arus, arah lipatan keempat jari lainnya menyatakan arah putaran garis-garis medan magnetik”

3. Medan Magnetik / Induksi magnetik di sekitar kawat lurus

a)Kawat lurus sangat panjang

Gambar

Keterangan :Besarnya induksi magnetik (B) di suatu titik (P) sejauh a dari kawat penghantar yang dialiri arus listrik, dan kawat itu sangat panjang (l = ~)

Rumus :

B =

Keterangan :B : Medan Magnetik/Induksi Magnetik …….. (Tesla) / (Wb/m2)

: Permeabilitas magnet dalam ruang hampa / udara 4 x 10-7 Wb/A. m

i : kuat arus ….. Amperea : Jarak titik P terhadap kawat …… meter

7

b)Kawat Lurus Pendek

( Gambar bisa dilihat pada LKS Halaman 6)

Rumus :

B = (Cos - Cos )

Contoh Soal :(1) Sebuah saluran listrik bertegangan tinggi berarus listrik 50 MA

(Mega Ampere). Jika tinggi kawat saluran dari tanah 30 m, maka berapakah besar kuat medan magnet tepat dibawah kawat saluran tersebut? (3,3 x 10-1 Wb/m2)

Diketahui :

Ditanya :

Jawab :

(2) Sebuah kawat yang sangat panjang dialiri arus listrik sebesar 30 A. Hitunglah medan magnetik di titik P yang jaraknya 2 cm dari kawat itu!(3 x 10-4 Wb/m2)

Diketahui :

Ditanya :

Jawab :

Latihan soal / PR : Lks hal. 12 No. 5 Lks hal. 13 No. 12 dan 13

8

4. Medan Magnetik di sekitar kawat melingkar berarus

(Gambar bisa dilihat pada LKS Halaman 6)

a) Medan magnetik di sepanjang sumbu lingkaran

Rumus :

BP = r = Sin =

Keterangan :Bp : Induksi magnet di titik P …. (Tesla) / (Wb/m2)

: …………(Diisi sendiri, WAJIB)………………..i : …………(Diisi sendiri, WAJIB)………………..a : jari-jari penghantar melingkar ……. Meterx : jarak titik ke pusat lingkaran ….. meterr : jarak titik ke garis singgung lingkaran …. Meter

b) Medan magnetik di pusat lingkaran arus (Titik O)

Rumus :

BO =

Keterangan :Bo : Induksi magnet di titik O ….. (Tesla) / (Wb/m2)

: …………(Diisi sendiri, WAJIB)………………..i : …………(Diisi sendiri, WAJIB)………………..a : …………(Diisi sendiri, WAJIB)………………..

9

c) Medan magnetik di pusat lingkaran jika kawat berarus tipis serta dibuat lilitan .

Rumus : B =

Keterangan :B : Induksi magnet ….. (Tesla) / (Wb/m2)

: …………(Diisi sendiri, WAJIB)………………..i : …………(Diisi sendiri, WAJIB)………………..a : …………(Diisi sendiri, WAJIB)………………..N : Jumlah lilitan

Contoh Soal :(1) Arus listrik sebesar 2,5 A mengalir pada kawat yang berupa

lingkaran dengan jari-jari 3 cm. Berapakah besar induksi magnet yang terjadi di titik P jika :a. Titik P berada di sumbu lingkaran yang berjarak 4 cm dari

pusat lingkaran (3,6 x 10-6 Wb/m2)

b. Titik P berada di pusat lingkaran (1,7 x 10-5 Wb/m2)

(2) (Soal di LKS Halaman 12 No. 6)

Latihan soal/PR Lks halaman 13 No. 14, 15, 2 (essay)

10

5. Medan Magnetik di sekitar Solenoida

Solenoida adalah sebuah kawat panjang yang digulung rapat menjadi sebuah helix yang lilitannya sangat rapat (seperti halnya per/besi)

Gambar Solenoida

Besarnya induksi magnetic di pusat solenoida :

B =

Besarnya Induksi Magnetik di ujung solenoid :

B =

Keterangan :B : Induksi Magnetik (Wb/m2)

11

: …………(Diisi sendiri, WAJIB)………………..i : …………(Diisi sendiri, WAJIB)………………..N : Jumlah Lilitan` : panjang solenoid (m)

Contoh soal :

1. Sebuah Solenoida terdiri 300 lilitan dan dialiri arus 2A, panjang solenoid 30 cm. Hitunglah a. Induksi Magnet di tengah-tengah solenoida (8 x 10-4Wb/m2)b. Induksi Magnet pada ujung solenoid (4 x 10-4 Tesla)

2. Sebuah Solenoida panjang 2 m memiliki 800 lilitan. Bila Solenoida dialiri arus sebesar 0,5 A, tentukan induksi magnet pada :a. Pusat solenoid b. Ujung solenoid

Latihan soal : LKS FISIKA Hal. 12 No. 7

6. Medan Magnetik di sekitar Toroida

Toroida adalah suatu solenoid yang dilengkungkan seperti kue donat.

Gambar toroida :

RUMUS :

B =

Keterangan :

12

B : Induksi Magnetik pada sumbu toroida (Wb/m2) : …………(Diisi sendiri, WAJIB)………………..

i : …………(Diisi sendiri, WAJIB)………………..N : Jumlah Lilitana : jari-jari toroida (m)

Contoh soal:

1. Sebuah toroida yang berjari-jari 2 cm dengan jumlah lilitan 120 lilitan dihubungkan dengan sumber arus 4A. Berapakah besar induksi magnetic pada titik pusat toroida? (4,8 x 10-3

Tesla)

Latihan soal :LKS FISIKA Hal. 14 No. 3

C) GAYA LORENTZ

1. Arah gaya lorentz2. Gaya lorentz pada kawat berarus listrik3. Gaya lorentz antara 2 kawat sejajar berarus4. Gaya lorentz pada muatan yang bergerak dalam medan

magnet

PEMBAHASAN MATERI :

Saat kawat belum dialiri listrik, kawat tetap lurus. Namun saat arus listrik mengalir, kawat akan melengkung. Bila arah arus dibalik, kawat akan melengkung ke arah yang berlawanan.Gaya lorentz inilah yang menyebabkan kawat tersebut melengkung.Gaya lorentz adalah gaya yang timbul pada kawat konduktor berarus listrik atau pada muatan bebas yang bergerak karena adanya medan magnet di dalam ruangan dimana kawat atau muatan bebas tadi berada.

1) Arah gaya lorentz

Gambar di LKS fisika halaman 7

Caranya :Rentangkan ketiga jari sebelah kanan yaitu ibu jari, jari telunjuk, dan jari tengah.Ibu jari menunjukkan arah arus listrik (i)Jari telunjuk menunjukkan arah medan magnet (b)Jari tengah menunjukkan arah gaya lorentz (F)

Alat yang menerapkan gaya lorentz adalah 1. Motor listrik

- Tape recorder

i

B

F

θ

A

13

- Pompa air listrik- Komputer

2. Alat-alat ukur listrik- Amperemeter- Voltmeter- Ohmmeter

2) Gaya lorentz pada kawat berarus listrik

Rumus :

Keterangan :FL : Gaya Lorentz (N)l : panjang penghantar (m)B : Medan magnetik (Wb/m2)i : Arus listrik (A)θ : Sudut antara arah i dengan arah B

Gambar Arah gaya magnetik dalam kawat berarus listrik

3) Gaya lorentz antara 2 kawat sejajar berarus

Gambar di LKS Hal 8

• FL FL FL FL

FL = l i B Sin θ

i1

l1

a

i2

l2

2 Kawat arus searah

a

2 Kawat arus berlawanan arah

14

2 buah kawat lurus berarus listrik yang diletakkan sejajar dan berdekatan akan mengalami gaya lorentz berupa :a. Gaya tarik menarik, terjadi bila arus pada kedua kawat

searahb. Gaya tolak menolak, terjadi jika arus pada kedua kawat

berlawanan arah.

Rumus :

Gaya tarik/tolak antara dua kawat sejajar berarus

Gaya tarik/Tolak tiap satuan panjang

Keterangan :F : Gaya Lorentz (N)F/l : Gaya Lorentz per satuan panjang (N/m)i1 : Arus pada kawat pertama (A)i2 : Arus pada kawat kedua (A)a : Jarak antara dua kawat (m)l : panjang kawat (m)

Contoh soal :1.Dua kawat lurus A dan B pada gambar dialiri arus masing-

masing 2 A dan 4 A dengan jarak 8 cm. Tentukan gaya lorentz yang dialami kedua kawat per satuan panjang.

2. LKS FISIKA Hal. 14 no. 5 (PR)

15

4) Gaya lorentz pada muatan yang bergerak dalam medan magnet

v

q

Jika muatan listrik sebesar q bergerak dengan kecepatan v dalam sebuah medan magnetik yang homogen, B dimana arah v dan arah B membentuk sudut θ , maka gaya lorentz dirumuskan :

…… (i)

Keterangan :FL : Gaya Lorentz (N)B : kuat medan magnet (T)q : Muatan Listrik (C) Coulombθ : Sudut antara arah v dan Bv : kecepatan gerak muatan (m/s)

Gaya yang bekerja pada elemen kawat sepanjang l dan dilewati arus listrik i diperhitungkan sebesar :

…. (ii)

Keterangan :F : Gaya Lorentz (N)B : kuat medan magnet (T)i : Besar arus pada kawat (A)l : panjang kawat (m)θ : Sudut antara arah v dan B

-

Gaya Lorentz pada muatan bergerak

FL = q v B sin θ

F = B i l sin θ

16

Contoh soal :1. Sebuah kawat dialiri arus listrik sebesar 5A mengarah

ke pengamat, memotong tegak lurus garis gaya magnet dengan besar induksi magnet B = 2 x 10-4 Wb/m2. Jika panjang kawat yang terpengaruh adalah 4 cm, berapakah besar gaya magnetik yang timbul pada kawat? pakai rumus (ii)Diket

Dit

Jawab :

Sifat bahan Berdasarkan sifat kemagnetannya :a. Bahan feromagnetik adalah bahan yang sifat

kemagnetannya sangat besar.Contoh : baja, ferit, besi, nikel, kobalt

b. Bahan paramagnetik adalah bahan yang sifat kemagnetannya lemah.Contoh : Aluminium, tembaga, platina, dan oksigen padat.

c. Bahan diagmagnetik adalah bahan yang tidak bersifat magnet. Contoh : seng, bismuth, emas dan sodium klorida.