LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR II

INDUKTANSI (L2)

Senin, 19 Mei 2014 Jam: 9-10

Disusun Oleh:

Winda Roviana 081311533017

Dosen Pendamping Praktikum : Bapak Franky Chandra, S.T.M.T

Asisten dosen : Risa Yuni Astuti

LABORATORIUM FISIKA DASAR

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS AIRLANGGA

2014

PERCOBAAN B1

KEMAGNETAN

A. TUJUAN

1. Mengukur medan magnet dari sebuah selenois dan membandingkan hasil

pengukuran dengan perhitungan teoritis

2. Mengukur frekuensi arus listrik PLN dengan eksperimen Melde

B. DASAR TEORI

1. Medan Magnet

Besi dapat tertarik oleh magnet karena adanya gaya magnetik. Gaya tarik magnet

terhadap besi ini semakin jauh semakin kecil, dan

pada suatu saat nol. Selama besi masih dapat

tertarik oleh magnet berarti besi tersebut masih

berada dalam medan magnetik. Medan magnetik

adalah daerah di sekitar magnet di mana benda

dipengaruhi oleh gaya magnetik.

Dari gambar tersebut dapat diketahui bahwa

pola medan magnetik tersebut berbentuk garis

lengkung dari kutub utara ke kutub selatan,

(Menurut kesepakatan, arah medan magnetik berasal dari kutub utara menuju

kutub selatan magnetik).

Medan Magnetik di Sekitar Kawat Berarus Listrik

Kumparan kawat berinti besi yang dialiri listrik dapat menarik besi dan baja.

Hal ini menunjukkan bahwa kumparan kawat berarus listrik dapat menghasilkan

medan magnetik. Medan magnetik juga dapat ditimbulkan oleh kawat penghantar

lurus yang dialiri listrik. Hal pertama diselidiki oleh Hans Christian Oersted

(1777-1851) dengan percobaan sebagai berikut.

Berdasarkan hasil percobaan tersebut terbukti bahwa arus listrik yang

mengalir dalam kawat penghantar itu menghasilkan medan magnetik, atau di

sekitar kawat berarus listrik terdapat medan magnetik. 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 magnet magnetik yang dihasilkan.

Arah medan magnetik di sekitar kawat penghantar lurus berarus listrik dapat

ditentukan dengan kaidah tangan kanan. Jika arah ibu jari menunjukkan arah arus

listrik (I), maka arah keempat jarimu yang lain menunjukkan arah medan

magnetik (B). Kaidah tangan kanan ini juga dapat digunakan untuk menentukan

arah medan magnetik pada penghantar berbentuk lingkaran yang dialiri listrik.

Untuk mengetahui letak kutub utara dan kutub selatan yang terbentuk pada

kumparan berarus listrik dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut.

Perhatikan arah arus listrik yang mengalir pada kumparan. Ujung kumparan yang

pertama ksli mendapat arus listrik dijadikan pedoman untuk menentukan letak

kutub-kutub magnet. Caranya, genggamlah ujung kumparan yang pertama kali

teraliri arus listrik dengan posisi jari tangan kanan sesuai dengan letak kawat

pada inti besi. Apabila kawat itu berada di depan inti besi, letakkan telapak

tangan menghadap ke depan, kemudian genggamlah kumparan berinti besi itu.

Letak kutub utara magnet ditunjukkan oleh arah ibu jari, sedangkan arah

sebaliknya menunjukkan kutub selatan. Jika kawat penghantar yang pertama kali

teraliri arus listrik berada di belakang inti besi, maka hadapkan telapak tanganmu

ke belakang, kemudian genggamlah kumparan kawat itu. Dengan cara yang sama

kamu dapat menentukan letak kutub utara dan kutub selatan magnet.

2. SELENOID

Solenoid adalah salah satu jenis kumparan terbuat dari kabel panjang yang

dililitkan secara rapat dan dapat diasumsikan bahwa panjangnya jauh lebih besar

daripada diameternya.[1] Dalam kasus solenoid ideal, panjang kumparan adalah

tak hingga dan dibangun dengan kabel yang saling berhimpit dalam lilitannya,

dan medan magnet di dalamnya adalah seragam dan paralel terhadap sumbu

solenoid.

Kuat medan magnet untuk solenoid ideal adalah

di mana:

B adalah kuat medan magnet,

adalah permeabilitas ruang kosong,

I adalah kuat arus yang mengalir,

Dan n adalah jumlah lilitan.

Jika terdapat batang besi dan ditempatkan sebagian panjangnya di dalam

solenoid, batang tersebut akan bergerak masuk ke dalam solenoid saat arus

dialirkan.Hal ini dapat dimanfaatkan untuk menggerakkan tuas, membuka pintu,

atau mengoperasikan relai.

3. Percobaan Melde

Hukum Melde mempelajari tentang besaran-besaran yang mempengaruhi

cepat rambat gelombang transversal pada tali. Melalui percobaannya (lakukan

kegiatan 1.1), Melde menemukan bahwa cepat rambat gelombang pada dawai

sebanding dengan akar gaya tegangan tali dan berbanding terbalik dengan akar

massa persatuan panjang dawai.

Percobaan Melde digunakan untuk menyelidiki cepat rambat gelombang

transversal dalam dawai. Perhatikan gambar di bawah ini.

Pada salah satu ujung tangkai garpu tala diikatkan erat-erat sehelai kawat halus

lagi kuat. kawat halus tersebut ditumpu pada sebuah katrol dan ujung kawat

diberi beban, misalnya sebesar g gram. Garpu tala digetarkan dengan

elektromagnet secara terus menerus, hingga amplitudo yang ditimbulkan oleh

garpu tala konstan.

Gelombang Mekanik dan Frekuensi Listrik

Gelombang yang membutuhkan media untuk merambat disebut gelombang

mekanik, kelajuan rambat gelombang mekanik ditentukan oleh mediumnya. Pada

kasus ini diberikan persamaa

v=√TρDengan T adalah Tegangan tali (Newton) dan ρ adalah masa jenis kawat yang

digunakan. Sedangkan panjang gelombang dapat ditentukan dengan persamaan,

yakni :

λ=Ln

Dengan L adalah panjang kawat dan n adalah banyak gelombang. Sehingga dapat

dicari nilai dari frekuensi arus listrik yang akan dicari dalam percobaan Melde ini

dengan persamaan berikut ini

fλ=v

Karena gelombang adalah getaran

C. ALAT DAN BAHAN

I. Pengukuran Medan Magnet dari Solenoid

1. Satu buah solenoid.

2. Sebuah catu daya yang tegangan keluarannya dapat divariasikan

sebagai sumber gaya gerak listrik (ggl).

3. Sebuah AVOmeter.

4. Seperangkat teslameter.

5. Penggaris.

II. Pengukuran frekuensi dari arus listrik PLN

1. Seperangkat papan eksperimen Melde yang terdiri dari:

a. Sebuah kawat listrik halus

b. Sebuah penjepit kawat listrik

c. Sebuah katrol

d. Sebuah batang magnet U

2. Neraca dan sejumlah anak neraca

3. Catu daya yang dilengkapi transformator sep-down untuk penurunan

tegangan PLN

4. Seperangkat kabel-kabel penghubung

5. Penggaris.

D. PROSEDUR PERCOBAAN

I. Pengukuran Medan Mgnet dari Solenoida

1. Hitung jumlah lilitan dan panjang solenoid, lalu tentukan kerapatan lilitan

untuk solenoid tersebut.

2. Rangkailah perangkat eksperimen seperti pada gambar 9. Gunakan

Solenoid A. Perhatikan bahwa catu daya dan teslameter membutuhkan

listrik dari PLN, namun, sambungan ke PLN dilakukan jika rangkaian telah

siap dan benar.

3. Atur AVOmeter untuk mengukur kuat arus. Tanya asisten apakan

menggunakan skala ampere atau miliampere.

4. Pilih tegangan keluaran catu daya yang hendak dipakai. Tanya asisten jika

ragu.

5. Nyalakan catu daya dan teslameter.

6. Catat nilai ggl dari satu catu daya dan besar kuat arus yang lewat.

Perhatikan bahwa pencatatan pengukuran mengikuti kaidah ketidakpastian

yang berlaku.

7. Ukur dan catat kekuatan medan magnet pada titik 1 (di tengah-tengah

solenoid), 2 dan 3 (tepat di sisi ujung solenoid), 4 dan 5 (1/4 panjang

solenoid dari masing-masing sisi ujung), serta 6 dan 7 (1 cm dari sisi ujung

solenoid). Lakukan pengukuran lima kali untuk setiap titik.

8. Ulangi prosedur 6 dan 7 untuk dua nilai ggl yang berbeda (jadi anda punya

data kekuatan medan magnet untuk tiga nilai kuat arus yang berbeda).

II. Pengukuran Frekuensi dari arus listrik PLN

1. Ukur panjang dan massa kawat listrik yang digunakan. Lakukan

pengukuran setidaknya tiga kali dengan orang yang berbeda. Catat

hasil pengukuran sesuai dengan kaidah ketidakpastian.

2. Pilih sebuah anak neraca, beri nama N1. Catat nilai anak neraca

tersebut. Berat anak neraca adalah sama dengan tegangan kawat pada

persamaan 7.

3. Rangkailah perangkat eksperimen seperti pada gambar 10, dengan A

adalah catu daya, B adalah penjepit kawat, C adalah katrol, kawat

dibentang antara B dan C, D adalah anak neraca, E adalah magnet U

yang diletakkan pada posisi sembarang, dan F adalah pemutar pada

papan eksperimen.

4. Nyalakan catu daya jika rangkaian telah siap dan benar.

5. Atur ketegangan tali dengan cara memutar-mutar F sedemikian rupa

sehingga gelombang berdiri yang terbentuk dapat diamati dengan

jelas. Teramati jelas yaitu jika amplitudo gelombang yang tercipta

cukup besar untuk dilihat.

6. Ukur panjang antara B dan C, yaitu besaran L pada persamaan 8.

Lakukan pengukuran setidaknya tiga kali dengan orang yang berbeda.

Catat hasil pengukuran sesuai dengan kaidah ketidakpastian.

7. Hitung dan catat jumlah gelombang, yaitu besaran n pada persamaan

8, yang terbentuk sepanjang BC.

8. Lakukan prosedur 2-7 untuk dua buah anak neraca dengan massa

berbeda-beda (jadi anda punya semua data untuk tiga jenis anak

neraca yang massanya berbeda). Beri nama neraca N2 dan N3.