STUDENT PROJECT : INDUKSI MAGNETAlbert Agung Yohanes Hutapea (140310120034)

Program Studi Fisika, FMIPA Universitas Padjadjaran05 Desember 2014

Asisten : Purwansyah

ABSTRAK

Percobaan Induksi Magnet ini adalah untuk mengetahui fenomena induksi solenoid besar terhadap solenoid kecil yang berada di tengah-tengahnya dengan memberikan gelombang input yang berbeda-beda (sinus, segitiga dan kotak). Hal yang diamati dari percobaan ini meliputi bentuk gelombang output, perbandingan amplitudo tegangan input dan output serta pengaruh frekuensi terhadap tegangan output yang dihasilkannya. Sehingga dalam praktikum ini memperlihatkan adanya pengaruh medan magnet pada dua kawat konduktor yang sejajar, dengan salah satu bertindak sebagai kawat penginduksi dengan terlebih dahulu mencari besar frekuensi induksi berdasarkan frekuensi penginduksi yang diberikan serta menentukan nilai amplitudo tegangan induksi berdasarkan tegangan penginduksi yang diberikan. Kata Kunci : Magnet, Kumparan, Induksi, Arus, Tegangan, Medan Magnet

1

I.PendahuluanBagaimana terjadinya fenomena induksi

solenoid besar terhadap solenoid kecil yang berada di tengah- tengahnya dengan memberikan gelombang input/ tegangan masukan merupakan dasar dari praktikum ini. Dengan menentukan besar frekuensi induksi berdasarkan frekuensi penginduksi yang diberikan dan menentukan nilai amplitudo tegangan induksi berdasarkan tegangan penginduksi yang diberikan maka fenomena yang dijelaskan tadi akan dibuktikan. Pada praktikum ini juga akan mengetahui seberapa besar perbandingan antara arus penginduksi dengan arus hasil induksi (Uind) sebagaimana diberikan oleh persamaan 12.3, juga untuk mengetahui fenomena induksi akibat adanya arus bolakbalik dengan bentuk gelombang input yang berbeda (sinus, kotak dan segitiga). Oleh karena itu dalam pelaksanaanya, praktikum ini tidak mengambil data tegangan input dan output saja, namun perlu juga mengambil cuplikan gambar masing-masing tampilan gelombang output dari bentuk gelombang input yang berbeda.

II. Tinjauan Pustaka Faraday dalam percobaannya, dapat membangkitkan arus listrik dari suatu konduktor dengan menggerak-gerakkan batang magnet yang berada di dekat bahan konduktor tersebut. Hal serupa juga dapat dilakukan seperti dengan mengalirkan arus bolakbalik pada kawat konduktor, sebagai penginduksi kawat konduktor lain yang sejajar dan berada didekatnya. Konsep dua kawat sejajar ini tidak lain merupakan prinsip dasar penggunaan dua solenida dalam praktikum ini, di mana solenoid besar bertindak sebagai kawat penginduksi dan solenoid kecil sebagai kawat yang diinduksi. Sedangkan apabila terdapat medan magnet dalam suatu solenoida, kuat medan magnet dalam suatu solenoida dengan diameter d tersebut diberikan oleh persamaan 12.1. Jika diberikan solenoida dengan diameter yang lebih

kecil, diletakkan sejajar dan tepat di tengah-tengahnya, jumlah fluks yang mengenai kawat pada solenoid kecil nilainya akan sebanding dengan persamaan

B = μoNI ...........(2.1)

Dan dengan persamaan :

= BAn ...........(2.2)

Dimana :B= Medan Magnetμo = PermeabilitasN = Jumlah LilitanI = Arus

= Fluks Listrik

Gambar 2.1 Medan Magnet Pada Solenoida

Dan apabila fluks magnet yang mengenai solenoid kecil berasal dari arus yang mengalir bolak-balik (AC), maka pada kawat yang terkenai medan tersebut akan terjadi ggl induksi (εe) yang nilainya sebanding dengan persamaan :

εe = Uind = -ANnμo dt.......(2.3)Uind dapat disebut juga sebagai tegangan hasil induksi arus penginduksi I. Kemudian berdasarkan persamaan 12.3 di atas, karena Uind

berbanding lurus dengan I, maka dapat diasumsikan pula Uind berbanding lurus dengan U penginduksinya. [1]

III. Percobaan2

Dalam melakukan percobaan ini dilakukan tahapan sebagai berikut :

1. Menyalakan Function Generator. 2. Memasangkan dua kabel penghubung

ke conector bagian tengah Signal Generator.

3. Pada Signal Generator pula, set tombol base 1, pengali x100, mode gelombang sinus, dan amplitudo ±45° dari sudut awal.

4. Menyambungkan salah satu kabel Osciloscope di atas kedua kabel penghubung tadi, sehingga kabel Osciloscope menyambung secara bersusun.

5. Menyambungkan ujung yang lain ke channel I, set time/div 2 ms, Volt/div 5 V dan gelombang sedikit digeser ke atas (menggunakan tombol ypos). Gelombang ini tidak lain adalah yang disebut sebagai gelombang input dalam praktikum ini.

6. Menyambungkan Kabel Penghubung dari Magnet ke Resistor, lalu ke signal generator negatif, dan menyambungkan kabel dari keluaran resistor ke osiloskop yang sinyalnya disebut dengan output.

Seharusnya dalam Praktikum ini selain untuk mengetahui seberapa besar perbandingan antara arus penginduksi dengan arus hasil induksi (Uind) sebagaimana diberikan oleh persamaan 12.3, juga untuk mengetahui fenomena induksi akibat adanya arus bolakbalik dengan bentuk gelombang input yang berbeda (sinus, kotak dan segitiga). Oleh karena itu dalam pelaksanaanya, praktikum ini tidak mengambil data tegangan input dan output saja, namun perlu juga mengambil cuplikan gambar masing-masing tampilan gelombang output dari bentuk gelombang input yang berbeda.

Gambar 3.1 Skema Alat Induksi Magnet

IV. Data dan Analisis Percobaan dilakukan dengan menggunakan

alat peraga seperti pada subbab tiga.

Tabel 4.1 Data Pengamatan Signal OsiloskopBahan V input (Volt) V output (Volt) f input

Besi dengan Lilitan Besi 20 7.5 100 HzBesi dengan Lilitan Tembaga 20 2.5 100 Hz

Gambar 4.1 Sinyal Bentukan Besi dengan lilitan tembaga

3

Gambar 4.1 Sinyal Bentukan Besi dengan lilitan besi

Analisa :

Pada praktikum ini sebenarnya objek yang akan diamati adalah magnet yang dililiti besi dan tembaga dan diberi tegangan setelah itu diamati tegangan penginduksi dan terinduksi begitu juga dengan frekuensi penginduksi dan terinduksi. Namun karena tidak adanya magnet pada saat praktikum maka digunakan batang besi biasa yang didapatkan di laboratorium fisika eksperimen. Pada signal generator dengan menggunakan kabel penghubung magnet yang dililiti besi dan tembaga di hubungkan ke signal generator. Satu sisi lainnya dihubungkan ke resistor dan ke signal generator negatif. Pada besi batang yang dililit besi dan tembaga di sisi kanan dihubungkan ke osiloskop yang selanjutnya dikatakan gelombang inputan. Pada resistor dihubungkan ke osiloskop yang selanjutnya dikatakan sebagai gelombang outputnya. Pada osiloskop terlihat gelombang input besarnya tidak sama dengan gelombang output. Pada osiloskop terlihat gelombang output lebih kecil dari gelombang input. Hal ini bisa dijelaskan karena adanya resistor yang digunakan dalam rangkaian. Dalam persamaan V = I R terlihat bahwa hambatan/resistor berpengaruh dengan tegangan. Maka ketika dalam rangkaian

terdapat sebuah hambatan/ resistor tegangan akan tertahan sehingga V output tidak akan sama dengan V inputnya (lebih kecil). Bila kita lihat pada tabel 4.1 besar V input yang sebesar 20 volt menghasilkan V output yang hanya sebesar 7.5 volt, besar V output yang kecil ini dipengaruhi oleh penggunaan resistor yang sebesar 100 ohm. Namun jika kita lihat lagi besar V output yang terkecil terjadi pada saat bahan yang digunakan adalah besi dengan lilitan tembaga. Hal yang dapat dijelaskan adalah karena bahan tembaga memiliki konnduktivitas yang tidak lebih besar dari besi.

V. Kesimpulan

Bahan V input (Volt) V output (Volt) f input Besi dengan Lilitan Besi 20 7.5 100 Hz

Besi dengan Lilitan Tembaga 20 2.5 100 Hz

Dengan data yang didapatkan dapat disimpulkan bahwa :

1. Besar V input dan V output yang juga merupakan amplitudo sinyal masukan dan keluaran tidaklah sama yang disebabkan karena adanya resistor pada rangkaian yang menghambat tegangan inputan.

2. Pengaruh magnet tidak dapat kami ketahui dalam percobaan ini karena tidak digunakan magnet dalam praktikum.

Daftar Pustaka

[1] Serway, and Jewett. 2002. Principles of Physics. Edisi ketiga. Thomson Learning. Singapore

4