gabungan l-5 2
DESCRIPTION
kelistrikanTRANSCRIPT
LAPORAN PRAKTIKUM
KELISTRIKAN DAN KEMAGNETAN
INDUKSI MAGNET OLEH KAWAT BERARUS
LISTRIK
Oleh:
1. Nurul Handayani (13030654007)
2. Selsa Fabiola Besari (13030654018)
3. Yuniar Dwi Setyaning (13030654022)
4. Risyalatul Fariska (13030654033)
Prodi Pendidikan IPA A 2013
S1 PRODI PENDIDIKAN IPA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA
2014
INDUKSI MAGNET OLEH KAWAT BERARUS LISTRIK
ABSTRAK
Pada hari Selasa, 10 November 2014 kami telah melakukan praktikum tentang “Induksi Magnet oleh Kawat Berarus Listrik” di Laboratorium IPA FMIPA Universitas Negeri Surabaya. Tujuan dari parktikum kami adalah untuk menyelidiki pengaruh kuat arus dan jarak terhadap besar induksi magnet, pengaruh medan magnet di sekitar paku yang dililiti selenoida, dan pengaruh kawat tembaga terhadap arah kompas. Metode yang kami gunakan yaitu dengan merangkai alat dan bahan sesuai dengan gambar rancangan percobaan sesuai dengan tujuan yang akan dicapai pada masing-masing percobaan. Dihasilkan bahwa hubungan antara jarak dan kuat arus serta medan magnet berbanding terbalik. Tetapi, nilai antara kuat arus pada basicmeter dan hasil perhitungan didapatkan selisih 0.2 A, 0.12 A, dan 0.1 A dengan taraf ketelitian alat basicmeter adalah 84.7%. Selisih kuat arus tersebut haruslah tidak ada, karena secara teori nilai kuat arus yang dihasilkan harus sama. Sedangkan hasil untuk jumlah lilitan dan medan magnet yang dihasilkan adalah semakin banyak jumlah lilitan maka medan magnet yang dihasilkan semakin besar telah sesuai dengan teori. Tetapi, pada arah jarum kompas karena medan magnet menunjukkan hasil bahwa jarak antar kompas sebanding dengan medan magnet hal tersebut tidak sesuai karena kuat arus mengalir dari kutub south ke kutub north dimana menyebabkan jarak antar kompas haruslah berbanding terbalik dengan medan magnet. Kesalahan tersebut disebabkan karena penggunaan penggaris besi pada saat mengukur jarak kawat tembaga dengan magnetometer, mengkalibrasi arah kompas belum pada posisi yang benar, dan penempatan arah kompas belum pada posisi yang benar. Diharapkan laporan praktikum ini dapat bermanfaat kepada pembaca khususnya sebagai literatur untuk praktikum yang sama selanjutnya.
Kata kunci: kuat arus, medan magnet, dan arah kompas
DAFTAR ISI
Cover..............................................................................................................i
Abstrak........................................................................................................... ii
Daftar Isi........................................................................................................ iii
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang................................................................................
1
B. Rumusan Masalah.......................................................................... 1
C. Hipotesis......................................................................................... 1
D. Tujuan Percobaan........................................................................... 2
BAB II KAJIAN TEORI
A. Magnet dan Medan Magnet........................................................... 3
B. Medan Magnet yang Disebabkan oleh Kawat Lurus.................... 3
C. Medan Magnet Akibat Adanya Arus dalam Selenoida................. 4
BAB III RANCANGAN PERCOBAAN
A. Alat dan Bahan............................................................................... 7
B. Rancangan Percobaan.....................................................................8
C. Identifikasi Variabel...................................................................... 8
D. Langkah Percobaan....................................................................... 9
BAB IV DATA DAN ANALISIS
A. Data................................................................................................ 10
B. Analisis........................................................................................... 10
C. Pembahasan.................................................................................... 11
BAB V PENUTUP
A. Kesimpulan.....................................................................................13
B. Saran...............................................................................................13
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Laporan Sementara
Lampiran Foto
Lampiran Perhitungan
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Tahun 1819, Hans Christian O, melalui suatu percobaan mendapatkan
bahwa di sekitar arus listrik timbul medan. Sedangkan Faraday
menggambarkan medan magnet dengan bantuan garis-garis medan. Kemudian
garis medan tersebut dinyatakan dengan angka. Kerapatan garis medan
didefinisikan sebagai banyak garis medan yang menembus suatu bidang secara
tegak lurus. Jika kerapatan garis gaya medan magnetnya membentuk sudut q
terhadap garis normal bidang. Untuk dapat mengetahui itu maka perlu
dilakukan praktikum “Induksi Magnet oleh Kawat Berarus Listrik “.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan uaraian latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan
beberapa rumusan masalah sebagai berikut:
1. Bagaimana pengaruh kuat arus dan jarak terhadap besar magnet induksi?
2. Bagaimana pengaruh medan magnet disekitar paku yang dililiti selenoida?
3. Bagaimana pengaruh kawat tembaga terhadap arah kompas?
C. Hipotesis
- Semakin jauh jarak kawat tembaga dengan magnetometer maka akan
semakin kecil medan magnet dan kuat arusnya.
- Semakin banyak lilitan selenoida pada paku akan semakin besar medan
magnetnya.
- Semakin jauh jark kompas terhadap kawat tembaga maka akan semakin
mendekati arah utara.
D. Tujuan Percobaan
1. Menyelidiki pengaruh kuat arus dan jarak terhadap besar magnet induksi.
2. Menyelidiki pengaruh medan magnet disekitar paku yang dililiti selenoida.
3. Menyelidiki pengaruh kawat tembaga terhadap arah kompas.
BAB II
KAJIAN TEORI
A. Magnet dan Medan Magnet
Sebuah magnet memiliki dua ujung atau kutub yang disebut kutub,
dimana efek magnet paling kuat. Ketika magnet digantung dengan benang,
ternyata salah satu kutub akan selalu menunjuk ke utara sedangkan kutub
satunya menunjuk arah selatan kutub yang mengarah ke utara disebut kutub
utara sedangkan kutub yang menunjukkan arah selatan disebut kutub selatan.
Dua magnet ketika didekatkan maka masing–masing magnet akan
memberikan gaya satu dengan yang lainnya. Jika kutub yang sama saling
didekatkan maka akan timbul gaya tolak menolak dan sebaliknya jika kutub
yang didekatkan berbeda maka akan saling tarik menarik. Tetapi hal ini tidak
sama dengan gaya yang pada muatan listrik, salah satu hal yang membedakan
jika muatan listrik negatif dan positif dapat dipisahkan sedangakan dengan
mudah, sedangkan jika magnet dipotong–potong tetap akan mendapatkan
kutub utara dan selatan tidak dapat dipisahkan,
(a) (b)
Gambar 1: (a) kutub–kutub magnet yang sama akan tolak–menolak dan yang tidak
sama akan tarik–menarik; (b) Sebuah magnet yang dipotong tidak akan
dapat memisahkan kedua kutubnya, setiap potongnya akan memiliki
kutub utara dan selatan
Gaya yang diberikan satu magnet terhadap yang lainnya dapat
dideskripdikan sebagai interaksi antara suatu magnet dan medan magnet dari
yang lain. Sama halnya pada medan listrik pada medan magnet kita juga dapat
menggambarkan garis – garis medan magnet. Arah medan magnet pada suatu
titik bisa didefinisikan sebagai arah yang ditunjuk kutub utara sebuah jarum
kompas ketika diletakkan dititik tersebut.
Gambar 2: Garis – garis medan magnet
Berdasarkan gambar diatas dapat dilihat bahwa garis – garis tersebut
selalu menunjuk dari kutub utara menuju kutub selatan magnet (kutub utara
jarun kompas tertarik ke kutub selatan magnet). Kita dapat mendifinisikan
medan magnet di sembarang titik sebgai vektor yang dinyatakan dengan simbol
B. Besarnya B dapat didefinisikan dalam momen yang diberikan pada jarum
kompas ketika membentuk sudut tertentu terhadap medan magnet.
B. Medan Magnet yang Disebabkan oleh Kawat Lurus
Pada tahun 1820 Hans Christian Oersted menemukan bahwa ketika jarum
kompas didekatkan kawat listrik maka jarum akan menyimpang. Apa yang
ditemukan Oersted adalah bahwa arus listrikdapat menghasilkan medan
magnet.
Medan magnet yang disebabkan oleh arus listrik pada kawat lurus yang
panjang adalah sedemikian sehingga garis–garis medan magnet merupakn
lingkaran dengan kawat tesebut sebagai pusatnya.
Gambar 3: Arah arus listrik dengan garis – garis medan magnet disekitarmya
sesuai dengan kaidah tangan kanan yaitu ibu jari menunjukkan
arah arus dan tangan yang melingkar merupakan arah medan
magnet.
Kuat medan pada suatu titik akan lebih besar jika arus yang mengalir
pada kawat dan medan akan lbih kecil apabila arus yang mengalir lebih kecil.
Eksperimen yang teliti menunjukkan bahwa medan magnet B pada titik didekat
kawat lurus yang panjang berbanding lurus dengan I pada kawat dan
berbanding terbalik terhadap jarak r dari kawat:
B∝ Ir
Hubungan ini akan valid selama r, jarak tegak lurus ke kawat, jauh lebih
kecil dari jarak ke ujung – ujung kawat. Sehingga untuk menghitung besar
medan magnet disekitar kawat dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan:
B=µ0 . I
2 π . r
Keterangan: B = medan magnet
µo = permeabilitas ruang hampa (4π.0-7 T)
r = jarak dari kawat
C. Medan Magnet Akibat Adanya Arus dalam Selenoida
Selenoida digunakan untuk menghasilkan medan magnet kuat, seragam
dalam daerah yang dikelilingi oleh kumparannya. Perannya dalam magnet
hampir sama seperti kapasitor pada elektrostatik. Setiap kumparan
menghasilkan medan magnet dan medan total dalam selenoida merupakan
jumlah medan – medan yang disebabkan oleh setiap loop arus.
Gambar 4: medan magnet pada kumparan selenoida
Untuk menghitung besarnya medan magnet yang ada disekitar kumparan
dapat menggunakan persamaan sebagai berikut:
B=μo. N . I
dengan: B = medan magnet
µo = permeabilitas ruang hampa (4π.10-7 T)
N = jumlah lilitan/kumparan
I = arus listrik
Dalam hal ini perlu diperhatikan bahwa B hanya bergantung pada jumlah
loop persatuan panjang, N dan arus I. Medan tidak bergantung pada posisi
didalam selenoida, sehingga B seragam. Hal ini hanya berlaku untuk selenoida
tak hingga, tetapi merupakan pendekatan yang baik untuk titik – titik yang
sebenarnya yang tidak dekat ke ujung.
BAB III
RANCANGAN PERCOBAAN
A. Alat dan Bahan
Alat Bahan
- Tahanan geser 1 buah - Baterai 3 buah
- Basicmeter 1 buah - Kawat tembaga 1 buah
- Magnetometer 1 buah - Kawat selenoida secukupnya
- Kompas 4 buah - Paku 1 buah
- Mistar 1 buah - Serbuk besi secukupnya
- Penjepit buaya 1 buah
B. Rancangan Percobaan
- Menyelidiki pengaruh kuat arus dan jarak terhadap besar magnet induksi
- Menyelidiki pengaruh medan magnet di sekitar paku yang dililiti solenoida
-+
Kawat tembaga
-+
Magnetometer
BasicmeTahanan
Serbuk besi
Paku dililiti solenoida
- Menyelidiki pengaruh kawat tembaga terhadap arah kompas
C. Identifikasi Variabel
1. Menyelidiki pengaruh kuat arus dan jarak terhadap besar magnet induksi
Variabel manipulasi Variabel kontrol Variabel respon
Jumlah baterai,
tahanan geser dan
jarak kawat tembaga
terhadap
magnetometer
Basicmeter dan
magnetometer
Skala dan arah jarum
yang ditunjukkan pada
magnetometer
Definisi Operasional Definisi Operasional Definisi Operasional
Jumlah baterai
menggunakan 1.5 V, 3
V, dan 4.5 V dan jarak
yang digunakan 1 cm
dan 2 cm
Basicmeter alat
pengukur kuat arus
dan magnetometer
adalah aplikasi di hp
android
Skala magnetometer
menggunakan satuan
µT dan arah jarum
menunjukkan kanan
atau kiri
2. Menyelidiki pengaruh medan magnet di sekitar paku yang dililiti solenoid
Variabel manipulasi Variabel kontrol Variabel respon
Kawat tembaga
kompas
-+
Jumlah lilitan
solenoida
Baterai, serbuk besi,
dan paku
Medan magnet
Definisi Operasional Definisi Operasional Definisi Operasional
Jumlah lilitan
selenoida
menggunakan 20, 30,
40, 50, dan 60
Jumlah baterai
menggunakan 2 baterai
Daerah medan magnet
yang terjadi di sekitar
paku yang dililiti
selenoida
3. Menyelidiki pengaruh kawat tembaga terhadap arah kompas
Variabel manipulasi Variabel kontrol Variabel respon
Jarak 4 kompas dari
titik pusat
Baterai dan kawat
tembaga
Arah kompas
Definisi Operasional Definisi Operasional Definisi Operasional
Jarak kompas yang
digunakan meliputi 2
cm, 3 cm, 4 cm, 5 cm,
dan 6 cm
Jumlah baterai
menggunakan 2
baterai dan kawat
tembaga lurus 1 buah
Arah kompas yang
ditunjuk yaitu
bergerak searah jarum
jam atau berlawanan
arah jarum jam
D. Langkah Percobaan
- Menyelidiki pengaruh kuat arus dan jarak terhadap besar magnet induksi
1. Menghubungkan baterai dengan tahanan geser dan basicmeter dengan
menggunakan penjepit buaya.
2. Kemudian menjepitkan/menghubungkan kawat tembaga pada kedua
ujung penjepit buaya yang telah dihubungkan dengan baterai, tahanan
geser, dan basicmeter. Setelah itu memastikan bahwa rangkaian telah
terhubung dengan benar dengan mengamati basicmeter apakah sudah
menyala atau belum dengan mengubah batas ukurnya.
3. Mengkalibrasi magnetometer
4. Mendekatkan kawat tembaga pada magnetometer dengan jarak tertentu
menggunakan mistar.
5. Mengamati perubahan yang terjadi pada magnetometer dan mencatat
hasilnya dalam bentuk tabel.
6. Mengulangi langkah-langkah di atas sebanyak 3 kali dengan
memanipulasi jumlah baterai, tahanan geser, dan jarak kawat tembaga
terhadap magnetometer.
- Menyelidiki pengaruh medan magnet di sekitar paku yang dililiti solenoida
1. Melilitkan kawat solenoida pada paku.
2. Menghubungkan kedua ujung kawat solenoida pada baterai dengan
menggunakan penjepit buaya.
3. Mendekatkan paku yang telah dililiti solenoida pada serbuk besi.
4. Mengamati perubahan yang terjadi dan mencatat hasilnya dalam bentuk
tabel.
5. Mengulangi sebanyak 5 kali percobaan dengan memanipulasi jumlah
lilitan kawat solenoida.
- Menyelidiki pengaruh kawat tembaga terhadap arah kompas
1. Menghubungkan baterai dengan kawat tembaga menggunakan penjepit
buaya.
2. Mendekatkan kawat tembaga pada 4 kompas tepat di titik pusat dengan
mengatur jarak tiap kompas dari titik pusatnya.
3. Mengamati perubahan yang terjadi dan mencatat hasilnya dalam bentuk
tabel.
4. Mengulangi percobaan sebanyak 5 kali dengan memanipulasi jarak
kompas terhadap titik pusat.
BAB IV
DATA DAN ANALISIS
A. Data
Berdasarkan praktikum yang telah kami lakukan diperoleh data sebagai
berikut:
1. Pengaruh kuat arus dan jarak terhadap magnet induksi yang timbul
No. Tegangan
Tegangan
Geser
(± 0.1) cm
Kuat Arus
(I ± 2) A
Jarak
(r ± 0.1) cm
Penyimpangan
Jarum
(B ± 1) µT Arah
1. 1.5 V
5 43.10-3 A
1
6 µT kanan
10 21.10-3 A 4 µTkiri
15 19.10-3 A 3 µT
5 43.10-3 A
2
3 µT
kiri10 21.10-3 A 2 µT
15 19.10-3 A 2 µT
2. 3 V 5 1.10-2 A
1
3 µT kiri
10 4.10-2 A 2 µT
15 2.10-2 A 2 µT
5 1.10-2 A 2 2 µT
10 4.10-2 A 2 µT
15 2.10-2 A 1 µT
3. 4.5 V
5 14.10-2 A
1
1 µT
kiri
10 6.10-2 A 1 µT
15 4.10-2 A 1 µT
5 14.10-2 A
2
1 µT
10 6.10-2 A 1 µT
15 4.10-2 A 1 µT
2. Pengaruh arah medan magnet di sekitar kawat berarus yang dililiti
selenoida
No. Jumlah Lilitan Medan Magnet
1. 20 +
2. 30 ++
3. 40 +++
4. 50 ++++
5. 60 +++++
Keterangan:
+ :
++ :
+++ :
++++ :
+++++ :
3. Pengaruh arah kompas di sekitar kawat tembaga
No. Jarak (r ± 0.1) cm Arah Kompas
1. 2
2. 3
paku
daerah medan magnet
N
SEW
N
W
NW
NW
SE
SE
SE
SE
SE
SE
SE
N
W
N
W
N
W
N
W
3. 4
4. 5
5. 6
B. Analisis
Berdasarkan praktikum yang telah kami lakukan tentang induksi magnet
oleh kawat berarus listrik diperoleh data seperti pada tabel tersebut di atas.
SE
SE
SE
SE
SE
SE
SE
SE
SE
N
W
N N
N
W
N
W
N
W
N
W
N
W
N
W
N
W
N
W
Dalam praktikum kami melakukan tiga percobaan yaitu pengaruh kuat arus dan
jarak terhadap magnet induksi yang timbul, pengaruh arah medan magnet di
sekitar kawat berarus yang dililiti oleh selenoida, dan pengaruh arah kompas di
sekitar kawat tembaga.
Pada percobaan pertama, alat dan bahan dirangkai seperti yang terdapat
pada rangkaian percobaan. Tiga buah baterai disusun pada tempatnya
kemudian dihubungkan dengan tahanan gesar dan basicmeter menggunakan
penjepit buaya. Kawat tembaga dihubungkan dengan rangkaian tersebut
menggunakan penjepit buaya tetapi sebelum itu, diamplas dulu agar kuat arus
yang mengalir dapat sempurna. Kemudian kawat tembaga didekatkan pada
jarak tertentu dengan magnetometer.
Percobaan pertama berfungsi untuk mencari nilai medan magnet di
sekitar kawat berarus menggunakan aplikasi magnetometer di hp android.
Terdapat pula basicmeter yang digunakan untuk mengukur kuat arus jika
tahanan geser, sumber tegangan (baterai), dan jarak diubah-ubah. Hasil kuat
arus yang didapatkan pada alat basicmeter kemudian dihitung menggunakan
rumus di bawah ini, sehingga diperoleh data kuat arus seperti pada tabel di
atas:
kuat arus (A)= skala yangditunjukskala maksimal
x batasukur
Pada hasil yang diperoleh dari penggunaan basicmeter untuk mengukur
kuat arus dapat dihitung taraf ketelitian alat tersebut. Adapun hasilnya adalah
84.7 %. Dengan rincian perhitungan pada lampiran perhitungan.
Selain menghitung nilai kuat arus dengan menggunakan basicmeter, pada
magnetometer menunjukkan hasil medan magnet yang dihasilkan akibat
pengaruh kawat tembaga yang didekatkan dengan jarak tertentu. Magnetometer
yang digunakan dalam satuan µT karena taraf ketelitian alat (B ± 1) µT. Pada
arah jarum yang ditunjukkan oleh magnetometer merupakan arah medan
magnet yang dihasilkan. Pada tabel pengamatan hanya dihasilkan 1 medan
magnet untuk masing-masing kondisi yaitu ke arah kanan dan ke arah kiri.
Besar kuat arus juga dapat dihitung dengan menggunakan persamaan
matematis medan magnet, sehingga didapatkan rumus seperti di bawah ini:
B=µ o . I2 π .r
I=2 π . r . Bµ o
I= r . B
2.10−7
Keterangan:
µo=4 π .10−7 T.m/A
Berikut ini adalah tabel hasil kuat arus yang diperoleh dari penggunaan
rumus di atas:
Pada percobaan kedua, alat dan bahan juga dirangkai sedemikian rupa
sesuai dengan rangkaian percobaan. Jumlah baterai yang digunakan dalam
percobaan ini sebanyak 2 baterai dengan besar tegangan total 3 V. Kemudian
dihubungkan dengan paku yang dililiti dengan selenoida. Tetapi sebelum paku
No. TeganganTegangan Geser
(± 0.1) cm
Jarak
(r ± 0.1) cm
Medan Magnet
(B ± 1) µT
Kuat Arus
(I ± 2) A
1. 1.5 V
5
1
6 µT 3.10-1 A
10 4 µT 2.10-1 A
15 3 µT 1.5.10-1 A
5
2
3 µT 3.10-1 A
10 2 µT 2.10-1 A
15 2 µT 2.10-1 A
2. 3 V
5
1
3 µT 1.5.10-1 A
10 2 µT 1.10-1 A
15 2 µT 1.10-1 A
5
2
2 µT 2.10-1 A
10 2 µT 2.10-1 A
15 1 µT 1.10-1 A
3. 4.5 V
5
1
1 µT 0.5.10-1 A
10 1 µT 0.5.10-1 A
15 1 µT 0.5.10-1 A
5
2
1 µT 0.5.10-1 A
10 1 µT 0.5.10-1 A
15 1 µT 0.5.10-1 A
dililiti dengan selenoida, selenoida diamplas agar arus listrik dapat mengalir
dengan sempurna. Lalu diberi serbuk besi di sekitar paku yang telah dililiti
selenoida. Banyaknya sebuk besi yang tertempel pada paku dan daerah sekitar
paku adalah daerah medan megnetnya.
Pada tabel data dapat diketahui bahwa jumlah lilitan mempengaruhi
besarnya medan magnet. Lingkaran di bawah paku memiliki diameter sangat
besar ketika jumlah lilitan paling banyak yaitu 60 lilitan. Sedangkan diameter
lingkaran yang sangat kecil ketika jumlah lilitan hanya sedikit yaitu 10 lilitan.
Pada percobaan paku tidak disentuh dengan tangan ketika didekatkan dengan
serbuk besi. Tetapi paku ditancapkan di meja dengan tujuan agar tidak teraliri
oleh elektron yang berada di tangan praktikan.
Pada percobaan ketiga, yaitu pengaruh arah 4 kompas yang didekatkan
dengan kawat tembaga yang dialiri listrik dari sumber tegangan sebanyak 2
baterai. Baterai mempunyai fungsi yang sama dengan beberapa percobaan di
atas yaitu sebagai penyedia tegangan agar kuat arus dapat mengalir pada kawat
tembaga. Setelah kawat telah teraliri oleh arus listrik maka didekatkan dengan
4 kompas yang disusun mengitari kawat tembaga. Tetapi sebelum didekatkan
dengan kawat tembaga kompas dikalibarsi hingga arah jarumnya menunjukkan
north dan south dengan konstan.
Pada tabel data di atas diperoleh bahwa jarum 4 kompas bergerak dengan
arah yang berbeda ketika kawat tembaga didekatkan dengannnya. Ketika jarak
kompas hanya 2 cm dari kawat berarus, maka jarum kompas yang bergerak
hanya 2 kompas. Tetapi jika dibandingkan dengan jarak kompas hingga 6 cm,
4 jarum kompas yang bergerak semuanya. Sehingga jarak kompas
mempengaruhi pergerakan arah jarum kompas yang menunjukkan bahwa
semakin dekat jarak kawat tembaga dengan kompas, maka hanya sedikit
jumlah kompas yang terpengaruh. Tetapi jika semakin jauh jaraknya kawat
tembaga dengan kompas, maka jarum kompas akan bergerak semua.
C. Pembahasan
Pada pecobaan kami tentang induksi magnet oleh kawat berarus listrik
yang membuktikan tentang pengaruh kuat arus dan jarak terhadap induksi
magnet yang timbul dapat diketahui. Sesuai rumus matematisnya di atas, dapat
diketahui juga bahwa medan magnet berbanding tembaga dengan kuat arus dan
berbanding terbalik dengan jarak. Selain itu, tahanan geser dan besarnya
tegangan juga mempengaruhi besar kuat arus dan medan magnet yang timbul.
Meskipun secara matematis tidak terdapat dalam rumus.
Dapat diketahui bahwa ketika tahanan geser digeser sejauh 5 cm maka
kuat arusnya sebesar 43.10-3 A sedangkan ketika tahanan geser digeser sejauh
15 cm maka kuat arusnya menjadi 19.10-3 A. sehingga dapat diketahui bahwa
semakin besar jarak tahanan geser maka semakin kecil arus yang mengalir
dengan nilai sumber tegangan yang sama besar. Tahanan geser disini bisa
berfungsi sebagai hambatan dalam rangkaian listrik.
Hubungan antara tahanan geser dengan sumber tegangan serta kuat arus
adalah semakin besar tegangan maka kuat arusnya semakin kecil dengan nilai
tahanan geser dianggap tetap. Hal tersebut dapat ditunjukkan pada nilai sumber
tegangan 1.5 V maka kuat arus yang mengalir adalah 19.10-3 A, sedangkan
dengan nilai sumber tegangan 4.5 V maka kuat arus yang mengalir yaitu
sebesar 4.10-2 A dengan nilai tahanan geser yang sama yaitu 15 cm. Jadi, dapat
disimpulkan bahwa nilai tegangan berbanding tembaga dengan tahanan geser
dan berbanding terbalik dengan kuat arus. Hal tersebut terbukti dari rumus
matematis di bawah ini: I=VR
Keterangan:
I adalah kuat arus (A)
V adalah sumber tegangan (V)
R adalah hambatan (Ω)/tahanan geser (m)
Sedangkan hubungan antara kuat arus dan jarak serta medan magnet
yang timbul adalah semakin besar kuat arus maka medan magnet yang
dihasilkan akan semakin besar dan berbanding terbalik dengan jaraknya. Hal
tersebut dapat dilihat pada tabel data di bawah ini:
No.
Medan
Magnet
(B ± 1) µT
Jarak
(r ± 1) cm
Kuat Arus pada
Basicmeter (I ± 2) A
Kuat Arus Hasil
Perhitungan
1.
6 µT
1
43.10-3 A 3.10-1 A
4 µT 21.10-3 A 2.10-1 A
3 µT 19.10-3 A 1.5.10-1 A
3 µT
2
43.10-3 A 3.10-1 A
2 µT 21.10-3 A 2.10-1 A
2 µT 19.10-3 A 2.10-1 A
2.
3 µT
1
1.10-2 A 1.5.10-1 A
2 µT 4.10-2 A 1.10-1 A
2 µT 2.10-2 A 1.10-1 A
2 µT
2
1.10-2 A 2.10-1 A
2 µT 4.10-2 A 2.10-1 A
1 µT 2.10-2 A 1.10-1 A
3.
1 µT
1
14.10-2 A 0.5.10-1 A
1 µT 6.10-2 A 0.5.10-1 A
1 µT 4.10-2 A 0.5.10-1 A
1 µT
2
14.10-2 A 0.5.10-1 A
1 µT 6.10-2 A 0.5.10-1 A
1 µT 4.10-2 A 0.5.10-1 A
Berdasarkan tabel data di atas, dapat diketahui bahwa pada percobaan
pertama dengan menggunakan 1.5 V baterai hasil kuat arus pada basicmeter
dengan perhitungan memiliki beda cukup jauh sebesar 0.2 A. Hal tersebut
dikarenakan pada mengukur jarak kawat tembaga terhadap megnetometer
menggunakan penggaris besi yang mana itu berpengaruh terhadap skala yang
ditunjuk pada magnetometer. Sebab besi merupakan salah satu benda
konduktor listrik yang baik.
Pada percobaan kedua dengan menggunakan 3 V baterai hasil kuat arus
pada basicmeter dibandingkan dengan hasil perhitungan adalah memiliki
selisih sebesar 0.12 A. Nilai selisih kuat arus tersebut sudah mengalami
penurunan dibandingkan dengan percobaan pertama. Hal tersebut dikarenakan
dalam mengukur jarak kawat dengan magnetometer tidak menggunakan
penggaris besi melainkan dengan menggunakan penggaris plastik, dimana
plastik merupakan benda isolator yang tidak mempengaruhi besar medan
magnet.
Pada percobaan ketiga yaitu dengan menggunakan sumber tegangan 4.5
V baterai diperoleh hasil selisih antara kuat arus pada basicmeter dengan hasil
perhitungan adalah 0.1 A. Nilai selisih yang sudah tidak terlalu jauh jika
dibandingkan dengan percobaan pertama dan kedua. Karena secara teori
seharusnya nilai tersebut haruslah sama. Selain itu, hasil medan magnet
seharusnya tidak sama ketika besar kuat arus dan jaraknya berbeda. Namun,
kelompok kami menemukan hasil yang sama. Hal tersebut dikarenakan
kesalahan yang disebabkan oleh magnetometer yang tidak merespon ketika
didekatkan dengan kawat tembaga sehingga hasil medan magnetnya sama.
Pada percobaan tentang pengaruh arah medan magnet di sekitar kawat
berarus listrik yang dililiti oleh selenoida dihasilkan bahwa sebuah selenoida
yang dililitkan pada paku yang dialiri arus listrik akan menghasilkan medan
magnet. Hal tersebut dapat diketahui dengan memberikan serbuk besi pada
kertas di sekitar paku yang telah dililiti. Tetapi paku tidak boleh dipegang oleh
tangan karena tangan mengandung elektron yang mempengaruhi besar kuat
arus yang mengalir.
Pada percobaan kami, diketahui bahwa lilitan yang berjumlah 20
memiliki daerah medan magnet lebih kecil dibandingkan dengan jumlah lilitan
30. Hal tersebut ditunjukkan dari besar diameternya yang lebih kecil. Pada
jumlah lilitan yang sangat banyak yaitu 60 lilitan daerah medan magnetnya
paling besar, karena diameternya paling besar. Hasil tersebut telah sesuai
dengan teori matematisnya, dimana nilai kuat arus yang mengalir tetap, yaitu:
B=μo. N . I
Berdasarkan rumus matematis di atas dapat diketahui bahwa besar medan
magnet sebanding dengan jumlah lilitan pada paku. Jika jumlah lilitan banyak
maka medan magnet besar, jika jumlah lilitan sedikit maka medan magnet
kecil. Berdasarkan teori tersebut, hasil praktikum kami telah sesuai dengan
teori.
Pada percobaan ketiga yaitu tentang pengaruh arah kompas di sekitar
kawat tembaga dengan menggunakan 4 buah kompas yang didekatkan pada
jarak tertentu. Hasil pada tabel data menunjukkan bahwa pergerakan arah
kompas tidak terlalu mencolok jika jarak antar kompas diletakkan 2 cm
mengitari kawat tembaga. Hanya 3 buah kompas yang bergerak searah jarum
jam, sedangkan 1 kompas jarumnya tetap mengarah di kutub north. Hal
berbeda terlihat pada jarak antar kompas yaitu 3 cm, terlihat bahwa 4 buah
kompas jarumnya bergerak searah jarum jam.
Pada jarak 4 cm antar kompas terjadi perbedaan yaitu, salah satu komaps
tetap menunjukkan kutub north. Hal tersebut juga terjadi pada jarak antar
kompas 5 cm mengitari kawat tembaga. Sebuah kompas arah jarumnya tidak
bergerak dan tetap di arah north. Tetapi pada jarak antar kompas sebesar 6 cm,
jarum pada 4 buah kompas mengalami pergerakan semua dengan sudut yang
lebih besar dibandingkan dengan jarak kompas di atas.
Berdasarkan hasil data tersebut, jika dihubungkan secara teori kurang
benar. Teori menunjukkan bahwa pada saat arus listrik yang mengalir dalam
penghantar diperbesar, ternyata kutub utara jarum kompas menyimpang lebih
jauh. Hal ini berarti semakin besar arus listrik yang digunakan semakin besar
medan magnetik yang dihasilkan. Sehingga dapat diketahui bahwa medan
magnet sebanding dengan kuat arus listrik dan berbanding terbalik dengan
jarak.
Jadi, dapat diketahui bahwa gambar kompas yang kami peroleh dalam
percobaan kurang benar. Pada jarak antar kompas kecil, maka penyimpangan
jarum kompas juga kecil sedangkan pada jarak antar kompas besar, maka
penyimpangan jarum magnet besar. Sebenarnya haruslah berbanding terbalik
antara jarak antar kompas dengan penyimpangan jarum kompas. Hal tersebut
disebabkan kesalahan praktikan dalam menempatkan kompas tidak sesuai
dengan posisi yang benar. Selain itu, pada saat mengkalibrasi kompas, jarum
kompas tidak ditunggu hingga berhenti untuk dilakukan percobaan.
BAB V
PENUTUP
A. Kesimpulan
Berdasarkan percobaan yang telah kami lakukan tentang induksi magnet
oleh kawat berarus listrik dapat disimpulkan bahwa:
1. Pengaruh kuat arus terhadap jarak kawat tembaga dengan magnetometer
berbanding terbalik. Semakin dekat jarak kawat dengan magnetometer,
maka semakin besar arus listrik yang mengalir. Hal tersebut terbukti pada
hasil percobaan kami dan rumus matematis pada kajian teori.
2. Pengaruh daerah medan magnet terhadap paku yang dililiti selenoida
menunjukkan bahwa semakin banyak jumlah lilitan pada paku maka
semakin besar medan magnet yang dihasilkan. Karena berdasarkan rumus
matematis medan magnet dan jumlah lilitan berbanding lurus.
3. Pengaruh kawat tembaga terhadap arah kompas yaitu kuat arus yang
mengalir dari kutub positif ke kutub negatif menunjukkan bahwa kuat arus
mengalir dari south ke north yang menyebabkan penyimpangan jarum
kompas bergerak searah jarum jam. Dimana jarak antar masing-masing
kompas berbanding terbalik dengan medan magnet.
B. Saran
1. Sebaiknya tempat baterai yang digunakan lebih diperbanyak dan diperbarui.
Karena banyak tempat baterai yang sudah tidak bisa mengalirkan tegangan.
2. Jumlah peralatan seperti tahanan geser bisa ditambah agar setiap kelompok
langsung melaksanakan praktikum secara serentak.
DAFTAR PUSTAKA
Giancolli, Douglas.C.2001. FISIKA Edisi Kelima Jilid 2. Jakarta: Erlangga.
Giancolli, D. C. 2004. Physics, Princiles with Application. New Jersey: Prentice-Hall.
Sears, Zemansky.2003. Fisika Universitas Edisi Kesepuluh Jilid 2. Jakarta: Erlangga.
Tipler, Paul.A.1998. FISIKA Untuk Sains dan Teknik Edisi Ketiga Jilid 2. Jakarta: Erlangga.
LAMPIRAN PERHITUNGAN
A. Menghitung nilai kuat arus pada basicmeter
Rumus yang digunakan yaitu:
kuat arus (A)= skala yangditunjukskala maksimal
x batasukur
Pada tegangan 1.5 V dengan tegangan geser berturut-turut 5 cm, 10 cm, dan
15 cm
I= 43100
x100=43 x 10−3 A
I= 21100
x100=21 x10−3 A
I= 19100
x100=19 x10−3 A
Pada tegangan 3 V dengan tegangan geser berturut-turut 5 cm, 10 cm, dan
15 cm
I= 10100
x1=1x 10−1 A
I= 4100
x1=4 x 10−2 A
I= 2100
x1=1x 10−2 A
Pada tegangan 4.5 V dengan tegangan geser berturut-turut 5 cm, 10 cm, dan
15 cm
I= 14100
x1=14 x10−2 A
I= 6100
x1=6 x10−2 A
I= 4100
x1=1 x 10−2 A
B. Menghitung niai kuat arus dengan menggunakan rumus matematis
Rumus yang digunakan yaitu:
I= r . B
2.10−7
Pada tegangan 1.5 V dengan 1 cm
I=10−2 .6.10−6
2.10−7 =3.10−1 A
I=10−2 . 4.10−6
2. 10−7 =2. 10−1 A
I=10−2 .3.10−6
2.10−7 =1.5 .10−1 A
Pada tegangan 1.5 V dengan 2 cm
I=2.10−2 .3.10−6
2.10−7 =3.10−1 A
I=2.10−2 .2.10−6
2.10−7 =2. 10−1 A
I=2.10−2 .2.10−6
2.10−7 =2.10−1 A
Pada tegangan 3 V dengan 1 cm
I=10−2 .3.10−6
2.10−7 =1.5 .10−1 A
I=10−2 .2.10−6
2.10−7 =1.10−1 A
I=10−2 .2.10−6
2.10−7 =1.10−1 A
Pada tegangan 3 V dengan 2 cm
I=2.10−2 .2.10−6
2.10−7 =2.10−1 A
I=2.10−2 .2.10−6
2.10−7 =2. 10−1 A
I=2.10−2 .10−6
2.10−7 =1.10−1 A
Pada tegangan 4.5 V dengan 1 cm
I=10−2 .10−6
2.10−7 =0.5 . 10−1 A
I=10−2 .10−6
2.10−7 =0.5 . 10−1 A
I=10−2 .10−6
2.10−7 =0.5 . 10−1 A
Pada tegangan 4.5 V dengan 2 cm
I=2.10−2 .10−6
2.10−7 =1.10−1 A
I=2.10−2 .10−6
2.10−7 =1.10−1 A
I=2.10−2 .10−6
2.10−7 =1.10−1 A
C. Tabel data taraf ketelitian
I d d2
43 29.3 858.49
21 7.3 53.29
19 5.3 28.09
43 29.3 858.49
21 7.3 53.29
19 5.3 28.09
10 3.7 13.69
4 9.7 94.09
2 11.7 136.89
10 3.7 13.69
4 9.7 94.09
Ketelitian: √ Σ d2
n ( n−1 )
¿√ 1338.0118 (17 )
¿√4.37
¿2.1
Ketidakpastian: ketelitian
rata−ratax 100%
= 2.1
13.7x 100%
= 84.7%
2 11.7 136.89
14 0.3 0.09
6 7.7 59.29
4 9.7 94.09
14 0.3 0.09
6 7.7 59.29
4 9.7 94.09
Mean: 24618
=13.7 Σ d2 = 2676.02