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