PRAKTIKUM FISIKA DASARPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURATBAB VGAYA LORENTZ5.1 Tujuan praktikumMenyelidiki gaya Lorentz yang timbul pada penghantar berarus listrik dalam medan magnetik.5.2 Dasar TeoriGaya Lorentz adalah gaya yang ditimbulkan oleh muatan listrik yang bergerak atau oleh arus listrik yang berada dalam suatu medan magnet. Muatan listrik yang bergerak dalam medan magnet akan mendapat gaya, yang disebut Gaya Lorentz. Peristiwa ini dimanfaatkan orang untuk membuat berbagai alat seperti alat yang menggerakkan electron pada layar televisi, ataupun dalam kamera televisi (Sutrisno, 1978).Pengamatan-pengamatan menunjukkan bahwa F selalu tegak lurus arah B dan arah gerak muatan atau arah arus I. Arah F dapat ditentukan dengan beberapa cara, diantaranya menggunakan suatu aturan yang disebut aturan penarik gabus. Arah putaran hanya ada dua, yaitu menurut arah putaran jarum jam atau berlawanan arah jarum jam (Kertiasa, 1997).Jika arus listrik mengalir dari A ke B ternyata pita dari alumunium foil melengkung ke atas , ini berarti ada sesuatu gaya yang berarah keatas akibat adanya medan magnet homogen dari utara ke selatan. Gaya ini selanjutnya disebut sebagai gaya magnetik. Jika arus listrik dibalik sehingga mengalir dari B ke A, ternyata pita dari alumunium foil melengkung ke bawah. Jika arus listrik diperbesar maka alumunium foilakan melengkung lebih besar. Ini berarti besar dan arah gaya Lorentz tergantung besar dan arah arus listrik.Sebuah partikel bermuatan listrik yang bergerak dalam daerah medan magnet homogen akan mendapatkan gaya. Gaya ini juga dinamakan gaya Lorentz. Gerak partikel akan menyimpang searah dengan gaya lorentz yang mempengaruhi. Arah gaya Lorentz pada muatan yang bergerak dapat juga ditentukan dengan kaidah tangan kanan dari gaya Lorentz (F) akibat dari arus listrik, I dalam suatu medan magnet B. Ibu jari, menunjukan arah gaya Lorentz. Jari telunjuk, menunjukkan arah medan magnet (B). Jari tengah, menunjukkan arah arus listrik (I).Untuk muatan positif arah gerak searah dengan arah arus, sedang untuk muatan negatif arah gerak berlawanan dengan arah arus.

Sumber: Anonim, 2014Gambar 5.1.Kaidah Tangan KananBerdasarkan rumus di bawah tampak bahwa apabila arah arus listrik tegak lurus dengan arah medan magnet, besar gaya Lorentz bergantung pada panjang kawat, kuat arus listrik, dan kuat medan magnet. Gaya Lorentz yang ditimbulkan makin besar, jika panjang kawat, kuat arus listrik, dan kuat medan magnet makin besar.FL = I x B

(5.1)

Sumber: Anonim, 2014Gambar 5.2.Gaya LorentzBesarnya gaya Lorentz dapat dihitung dengan rumus FL = I.B sin.Rumus ini berlaku untuk panjang kawat 1 meter. Perhitungan diatas adalah gayaLorentz yang mempengaruhi kawat tiap satuan panjang. Jadi jika panjang kawat sama dengan , maka besar gaya Lorentz dapat dihitung dengan rumus:FL = I . . B . Sin

(5.2)

Keterangan:FL = gaya Lorentz dalam newton( N )I = kuat arus listrik dalamampere( A ) = panjang kawat dalam meter( m )B = kuat medan magnet dalam Wb/m2 atau tesla ( T ) = sudut antara arah I dan B(Resnick & Haliday, 1983).5.3 Alat dan BahanAdapun alat dan bahan dari praktikum ini, antara lain:1. Catu daya (Power Supply) ,adalah sebuah piranti elektronika yang berguna sebagai sumber daya untuk piranti lain, terutama daya listrik.

Sumber: Dokumentasi, 2014Gambar 5.3.Catu Daya2. Kabel penghubung (Cable Connector), disebut merupakan sebuah alat yang digunakan untuk mentransmisikan sinyal dari satu tempat ke tempat lain.

Sumber: Dokumentasi, 2014Gambar 5.4.Kabel Penghubung3. Papan rangkaian (Electronic Circuit), merupakan plastik ABS injection dengan plugsheet 5 lubang yang tidak mudah melukai. Alat ini berfungsi sebagai alat untuk merangkai jembatan penghubung dan penghubung alat listrik lainnya. Cara kerja dari alat ini yaitu papan rangkaian diletakkan mendatar kemudian jembatan penghubung atau penghubung alat listrik lainnya diletakkan pada plugsheet.

Sumber: Dokumentasi, 2014Gambar 5.5.Papan Rangkaian4. Jembatan penghubung(Electrical Bridge), merupakan medium yang dapat menghantarkan listrik yang hanya mampu menjangkau aliran listrik pada papan rangkaian. Alat ini berfungsi untuk menghubungkan aliran arus listrik. Alat ini digunakan oleh praktikan dengan cara mencolokkan kedua kaki jembatan penghubung pada papan rangkaian.

Sumber: Dokumentasi, 2014Gambar 5.6.Jembatan Penghubung5. Steker perangkai (Coupling Plug), adalah Sebuah piranti untuk menyambung peralatan listrik atau elektronik ke arus listrik.Berfungsi sebagai perangkai 2 katrol pada posisi horizontal, beban dengan kereta.

Sumber: Dokumentasi, 2014Gambar 5.7.Steker Perangkai6. Jepit Steker (Jack Plug), untuk menyalurkan energi listrik dari sumber daya adaptor ke pemakai. Merupakan penghubung untuk arus searah, sehingga antara kawat yang satu dengan yang lain dibedakan dengan warna merah dan hitam, untuk polaritas positive dan negative.

Sumber: Dokumentasi, 2014Gambar 5.8.Jepit Steker7. Multimeter, merupakan alat ukur yang dipakai untuk mengukur tegangan listrik, arus listrik, hambatan, dan. Alat ini berfungsi untuk mengukur tegangan, arus, hambatan. Selain itu alat ini juga untuk mengukur suatu besaran nilai secara detil, serta juga berfungsi sebagai pemeriksa dioda.

Sumber: Dokumentasi, 2014Gambar 5.9.Multimeter 8. Magnet Batang Alnico, adalah suatu materi yang mempunyai suatu medan magnet.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.

Sumber: Dokumentasi, 2014Gambar 5.10.Magnet Batang Alnico9. Saklar satu kutub, merupakan alat untuk melewatkan atau memutuskan arus dalam suatu rangkaian listrik. Alat ini berfungsi untuk menghidupkan dan mematikan lampu, serta juga berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan arus listrik ke beban.

Sumber: Dokumentasi, 2014Gambar 5.11.Saklar Satu Kutub10. Kawat tembaga, banyak alat listrik menggunakan kawat tembaga karena memiliki konduktivitas listrik tinggi, tahan korosi, ekspansi termal rendah, konduktivitas termal tinggi, dapat disolder, dan mudah dipasang.Kawat tembaga digunakan untuk pembangkit listrik, transmisi tenaga, distribusi tenaga, telekomunikasi, sirkuit elektronik, dan berbagai macam peralatan listrik lainnya.

Sumber: Dokumentasi, 2014Gambar 5.12.Kawat Tembaga5.4 Prosedur KerjaAdapun prosedur kerja dari praktikum ini adalah sebagai berikut.1. Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan2. Rangkai alat seperti pada gambar di bawah ini :

Sumber: Dokumentasi, 2014Gambar 5.13.Rangkaian Alat Gaya Lorentz3. Hidupkan catu daya.4. Tutup saklar, amati arah medan magnet di daerah kawat tembaga, arah arus listrik, arah gerak kawat tembaga serta kuat arus yang di perlihatkan oleh amperemeter. Catat dalam table.5. Perbesar arus dengan mengubah tegangan catu daya menjadi 6 VDC.6. Ulangi langkah 27. Matikan catu daya, ubah arah arus dengan menukar kedudukan kedua kabel catu daya.8. Ulangi langkah 3 -7.9. Matikan Catu daya, ubah jenis kutub magnet yang berada di bawah kawat tembaga (dengan cara magnet diputar 180o).10. Ulangi langkah 3 9.11. Kemasi semua alat yang sudah selesai di pakai dengan rapi.5.5 Pengolahan DataBerikut adalah pengolahan data dari praktikum yang kami laksanakan.Tabel 5.1.Hasil Percobaan Gaya LorentzKutub magnet di bawah kawat PQArah medan magnet pada kawat PQTegangan sumber (V)Kuat arusArah arus pada kawat PQArah simpangan kawat PQBesar / kecil simpangan kawat PQ

U (utara)Ke atas

3V80AP QMasukKecil

6V150AP QMasukBesar

3V80AQ PKeluarKecil

6V150AQ PKeluarBesar

S (selatan)Ke bawah

3V80AP QKeluarKecil

6V150AP QKeluar Besar

3V80AQ PMasukKecil

6V150AQ PMasukBesar

5.6 PembahasanPembahasan dari praktikum Gaya Lorentz menurut hasil percobaan pada tabel 5.1. yang kami peroleh adalah apabila tengangan sumber (V) diperbesar maka kuat arus yang diperoleh akan semakin besar pula dan juga akan memperbesar simpangan kawat PQ. Arah arus pada kawat PQ juga berpengaruh terhadap arah simpangan kawat PQ. Kutub magnet dibawah kawat PQ, kutub U (utara) dan S (selatan) juga berpengaruh terhadap arah simpangan kawat PQ.5.7 Penutup1. Kesimpulana. Dari pembahasan di atas dapat disimpulkan bahwa suatu gaya yang dihasilkan dalam suatu medan magnet sangat dipengaruhi oleh besarnya muatan, kuat medan magnet, kuat arus listrik, panjang penghantar, dan arah muatan, sehingga dari pengaruh-pengaruh tersebut dapat dimanfaatkan untuk menentukan arah dan besar gaya yang akan dihasilkan, contohnya pada motor kipas, alat ukur listrik, dll.b. Bila sebuah partikel bermuatan listrik bergerak tegak lurus dengan medan magnet homogen yang mempengaruhi selama geraknya, maka muatan akan bergerak dengan lintasan berupa lingkaran. Sebuah muatan positive bergerak dalam medan magnet B (dengan arah menembus bidang) secara terus menerus akan membentuk lintasan lingkaran dengan gaya Lorentz yang timbul menuju ke pusat lingkaran. Demikian juga untuk muatan negative.2. SaranSaran yang dapat kelompok kami berikan ialah:a. Sebaiknya menggunakan kaidah tangan kanan harus benar-benar melakukannya sesuai dengan aturan yang telah ada, sehingga pada saat pengerjaan soal-soal yang berhubungan dengan hukum Lorentz praktikan tidak mengalami kesulitan.b. Sebaiknya setiap praktikum diberi durasi waktu pada setiap kelompok, supaya kelompok lain tidak menunggu terlalu lama (antri).c. Pembahasan ini cukup rumit jika tidak diimbangi dengan pendalaman materi dan banyak berlatih soal. Jadi kelompok kami menyarankan agar praktikan-praktikan giat belajar dan berlatih soal-soal.Kelompok IV