LAPORAN PRAKTUKUM FISIKA DASAR 2 LISTRIK MAGNET II Abstrak
Jarum galvanometer menyimpang ketika sebuah magnet batang digerakkan keluar masuk kumparan. Besar arus berubah ketika dua kumparan dihubungkan dengan batang ferit. Tujuan praktikum mengamati gejala terjadinya ggl akibat gerakkan magnet keluar-masuk kumparan dan mengamati pengaruh penggunaan batang ferit diantara dua kumparan. Prosedure percobaan menggerakkan magnet batang keluar-masuk kumparan yang dihubungkan dengan galvanometer dan mengamati besarnya arus pada rangkaian dimana kumparan pertama dengan sumber arus (catu daya) dan dan kumparan kedua dengan amperemeter dengan batang ferit. Berdasarkan percobaan, ditunjukkan bahwa gerakan magnet di dalam kumparan menyebabkan jarum galvanometer menyimpang. Jika kutub utara magnet digerakkan mendekati kumparan, jarum galvanometer menyimpang ke kanan. Jika magnet diam dalam kumparan, jarum galvanometer tidak menyimpang. Jika kutub utara magnet digerakkan menjauhi kumparan, jarum galvanometer menyimpang ke kiri. Penyimpangan jarum galvanometer tersebut menunjukkan bahwa pada kedua ujung kumparan terdapat arus listrik. Peristiwa timbulnya arus listrik seperti itulah yang disebut induksi elektromagnetik. Adapun beda potensial yang timbul pada ujung kumparan disebut gaya gerak listrik (GGL) induksi. 1. Pendahuluan
Kemagnetan dan kelistrikan merupakan dua gejala alam yang prosesnya dapat dibolakbalik. Ketika H.C. Oersted membuktikan bahwa di sekitar kawat berarus listrik terdapat medan magnet (artinya listrik menimbulkan magnet), para ilmuwan mulai berpikir keterkaitan antara kelistrikan dan kemagnetan. Tahun 1821 Michael Faraday membuktikan bahwa perubahan medan magnet dapat menimbulkan arus listrik (artinya (artin ya magnet menimbulkan listrik) melalui eksperimen yang sangat sederhana. Sebuah magnet yang digerakkan masuk dan keluar pada kumparan dapat menghasilkan arus listrik pada kumparan itu. Galvanometer merupakan alat yang dapat digunakan untuk mengetahui ada tidaknya arus listrik yang yang mengalir. Ketika sebuah magnet yang digerakkan masuk dan keluar pada kumparan, jarum
galvanometer menyimpang ke kanan dan ke kiri. Bergeraknya jarum galvanometer menunjukkan bahwa magnet yang digerakkan keluar dan masuk pada kumparan menimbulkan arus listrik. Arus listrik bisa terjadi jika pada ujung-ujung kumparan terdapat GGL (gaya gerak listrik). GGL yang terjadi di ujung-ujung kumparan dinamakan GGL induksi. Arus listrik hanya timbul pada saat magnet bergerak. Jika magnet diam di dalam kumparan, di ujung kumparan tidak terjadi arus listrik. 1. 1. Penyebab Terjadinya GGL Induksi
Ketika kutub utara magnet batang digerakkan masuk ke dalam kumparan, jumlah garis gaya-gaya magnet yang terdapat di dalam kumparan bertambah banyak. Bertambahnya jumlah garis- garis gaya ini menimbulkan GGL induksi pada ujung-ujung kumparan. GGL induksi yang ditimbulkan menyebabkan arus listrik mengalir menggerakkan jarum galvanometer. Arah arus induksi dapat ditentukan dengan cara memerhatikan arah medan magnet yang ditimbulkannya. Pada saat magnet masuk, garis gaya dalam kumparan bertambah. Akibatnya medan magnet hasil arus induksi bersifat mengurangi garis gaya itu. Ketika kutub utara magnet batang digerakkan keluar dari dalam kumparan, jumlah garisgaris gaya magnet yang terdapat di dalam kumparan berkurang. Berkurangnya jumlah garisgaris gaya ini juga menimbulkan GGL induksi pada ujung-ujung kumparan. GGL induksi yang ditimbulkan menyebabkan arus listrik mengalir dan menggerakkan jarum galvanometer. Sama halnya ketika magnet batang masuk ke kumparan. pada saat magnet keluar garis gaya dalam kumparan berkurang. Akibatnya medan magnet hasil arus induksi bersifat menambah garis gaya itu. Dengan demikian, ujung, kumparan itu merupakan kutub selatan, sehingga arah arus induksi seperti yang ditunjukkan Gambar 12.1.b. Ketika kutub utara magnet batang diam di dalam kumparan, jumlah garis-garis gaya magnet di dalam kumparan tidak terjadi perubahan (tetap). Karena jumlah garis-garis gaya tetap, maka pada ujung-ujung kumparan tidak terjadi GGL induksi. Akibatnya, tidak terjadi arus listrik dan jarum galvanometer tidak bergerak. Jadi, GGL induksi dapat terjadi pada kedua ujung kumparan jika di dalam kumparan terjadi perubahan jumlah garis-garis gaya magnet (fluks magnetik). GGL yang timbul akibat adanya perubahan jumlah garis-garis gaya magnet dalam kumparan disebut GGL induksi. Arus listrik yang ditimbulkan GGL induksi disebut arus induksi. Peristiwa timbulnya GGL induksi dan arus induksi akibat adanya perubahan jumlah garis-garis gaya magnet disebut
induksi elektromagnetik. Coba sebutkan bagaimana cara memperlakukan magnet dan kumparan agar timbul GGL induksi? 2. Faktor yang Memengaruhi Besar GGL Induksi Sebenarnya besar kecil GGL induksi dapat dilihat pada besar kecilnya penyimpangan sudut jarum galvanometer. Jika sudut penyimpangan jarum galvanometer besar, GGL induksi dan arus induksi yang dihasilkan besar. Bagaimanakah cara memperbesar GGL induksi? Ada tiga faktor yang memengaruhi GGL induksi, yaitu : a. kecepatan gerakan magnet atau kecepatan perubahan jumlah garis-garis gaya magnet (fluks magnetik), b. jumlah lilitan, c. medan magnet 2. Metode
Langkah-langkah percobaan, menggerakkan magnet batang keluar-masuk kumparan yang telah dihubungkan dengan galvanometer, mengamati arah gerak jarum galvanometer, pengaruh jumlah lilitan kumparan, dan kecepatan gerakkan magnet batang. Meghubungkan kumparan pertama dengan sumber arus (catu daya) dan dan kumparan kedua dengan amperemeter, mengamati besarnya arus pada rangkaian dengan variasi jumlah lilitan dan penggunaan batang ferit. 3. Alat dan Bahan
1.Galvanometer 2.Kumparan 3.Kabel penghubung 4.Batang ferit 5.Sumber arus/tegangan 6.Saklar 7.Magnet batang
4. Hasil dan Pembahasan
1. Hasil a. Variasi jumlah kumparan dan kecepatan
1000 lilitan
Kutub Utara
masuk
keluar
Kutub Selatan
masuk
keluar
arah jarum kekiri simpangan 2
lambat
Arah jarum kekiri simpanagan 0,5
cepat
Arah jarum kekanan simpangan 2
lambat
Arah jarum kekanan simpangan 1
cepat
Arah jarum kekanan simpangan 2
lambat
Arah jarum kekanan simpangan 0,5
cepat
Arah jarum kekiri simpangan 2
lambat
Arah jarum kekiri simpangan 0,5
cepat
arah jarum kekiri simpangan 2
lambat
Arah jarum kekiri simpanagan 0,5
cepat
Arah jarum kekanan simpangan 2
lambat
Arah jarum kekanan simpangan 0,5
cepat
Arah jarum kekanan simpangan 1
lambat
Arah jarum kekanan simpangan 0,5
cepat
Arah jarum kekiri simpangan 1
lambat
Arah jarum kekiri simpangan 0,5
cepat
arah jarum kekiri
lambat
Arah jarum kekiri
cepat
Arah jarum kekanan
lambat
Arah jarum kekanan
cepat
Arah jarum kekanan
lambat
Arah jarum kekanan
500 lilitan
Kutub Utara
masuk
keluar
Kutub Selatan
masuk
keluar
cepat
150 lilitan
Kutub Utara
Masuk
keluar
Kutub Selatan
masuk
keluar
cepat
Arah jarum kekiri
lambat
Arah jarum kekiri
b. Arah Pergerakan Jarum Jumlah Lilitan 150
Kutub
500 1000
Utara Selatan Utara Selatan Utara
Arah pergerakan jarum Ke kanan Ke kiri Ke kanan Ke kiri Ke kanan
c. Percobaan Menggunakan Batang Ferit
Jumlah Lilitan Di Catu Ampermeter Daya 500 1000 150 1000 150 500
Arus yang dihasilkan (mA) Sebelum diberi Setelah diberi ferit ferit 0,04 0,38 0,14 1,08 0,17 1,30
2. Pembahasan Untuk variasai jumlah lilitan didapatkan data bahwa semakin banyak jumlah kumparannya maka arah penyimpangannya semakin besar dan jika digabung dengan variasi kecepatan saat memasukkan magnet dalam kumparan maka didapatkan hasil semakin banyak jumlah lilitan dan kecepatan yang diberikan semakin besar maka arah simpangannya pun akan besar.Dan untuk variasi kutub didapatkan hasil bahwa jika kutub yang dimasukkan adalah kutub utara maka arah penyimpangannya ke kanan,begitu pun jika yang dimasukkan ke dalam kumparan adalah kutub selatan maka arah penyimpangannya ke arah kiri. Pada tabel 3 terdiri dari 2 kumparan, dimana kumparan 1 dirangkai dengan amperemeter digital dan kumparan lainnya dihubungkan dengan catu daya (sumber arus). Pengamatan dilakukan pada besarnya arus pada rangkaian dimana kedua kumparan dihubungkan dengan dan tanpa batang ferit. Ketika dihubungkan dengan batang ferit arus yang terbaca lebih besar dibanding tanpa dihubungkan dengan batang ferit sehingga adanya batang ferit dapat memperbesar arus yang mengalir pada rangkaian.
Medan magnet yang dihasilkan oleh kumparan berarus listrik tidak terlalu kuat. Agar medan magnet yang dihasilkan kumparan berarus listrik bertambah kuat, maka di dalamnya harus dimasukkan inti besi lunak. Besi lunak merupakan besi yang tidak dapat dibuat menjadi magnet tetap. Kumparan berarus listrik dan dilengkapi dengan batang ferit itulah yang dikenal sebagai elektromagnet.
5. simpulan dan saran A. simpulan
Ketika kutub magnet dimasukkan kedalam kumparan maka medan magnet (garisgaris gaya) yang masuk ke dalam kumparan itu bertambah banyak. Akibatnya, pada kedua ujung kumparan timbul gaya gerak listrik (ggl atau beda potensial yang dapat mengalirkan arus listrik).
Pada saat kutub magnet diam di dalam kumparan maka tidak terjadi perubahan jumlah garis-garis gaya sehingga gaya gerak listrik juga tidak ada.
Ketika kutub magnet dikeluarkan dari kumparan, terjadi pengurangan jumlah garisgaris gaya di dalam kumparan tersebut. Akibatnya pada kedua ujung kumparan dapat timbul gaya gerak listrik
Besarnya GGL induksi bergantung pada kecepatan perubahan fluks magnetik (Hk.Faraday)
B. Saran
Praktikan hendaknya lebih teliti dalam melakukan praktikum.
Praktikan hendaknya menguasai materi yang akan dipraktikan.
Praktikan hendaknya mengerti bagaimana cara merangkai alat yang benar 6. Daftar Pustaka
Serway, R. Physics for scientist & Engineers With Modern Physics , James Madison University Harrison burg, Virginia, 1989 Bab 28.
Resnick & Haliday, “ Fisika Jilid 2 ” (terjemahan) Bab 32.
Tim Dosen Fisika Dasar 2. 2010. Buku Panduan Praktikum Fisika Dasar 2. Semarang : Universitas Negeri Semarang
Tipler, Paul A. 2001. Fisika jilid 2. Jakarta : Erlangga
Grancule.2009.Fisika Edisi Kelima Jilid 2.Jakarta:Erlangga
