Laporan Praktikum Ayunan Magnetik

Pendahuluan

I.

1.1 Tujuan Menentukan besar gaya magnet yang timbul pada kumparan berarus yang ditempatkan pada medan magnet.

1.2 Teori Dasar Defenisi Medan Magnet Medan magnet didefenisikan sebagai daerah atau wilayah yang jika sebuah benda bermuatan listrik berada pada atau bergerak didaerah itu maka benda tersebut akan mendapatkan gaya magnetic. Adanya medan magnetic disekitar arus listrik dibuktikan oleh Hans Christian Oersted melalui percobaan.(GIANCOLLI Jilid 2). Gaya yang diberikan satu magnet terhadap yang lainnya dapat dideskripsikan sebagai interaksi antara suatu magnet dan medan magnet dari yang lain. Sama seperti kita menggambarkan garis-garis medan listrik, kita juga dapat menggambarkan garis-garis medan magnet. Garisgaris ini dapat digambarkan, seperti garis-garis medan listrik, sedemikian sehingga : 1. Arah medan magnet merupakan tangensial (garis singgung) terhadap suatu garis dititik mana saja 2. Jumlah garis persatuan luas sebanding dengan besar medan magnet. (GIANCOLLI Magnet tidak hanya melakukan gaya pada magnet lain, tetapi juga dapat melakukan gaya pada arus listrik. Jika kawat yang dialiri arus listrik ditempatkan dalam medan magnet, maka kawat tersebut mendapat gaya magnet. Besar dan arah gaya yang dialami kawat yang dialiri arus listrik dalam medan magnet oleh hukun lorentz.

di mana F

1

= gaya yang diukur dalam unit satuan newton

Laporan praktikum fisika dasar 2 Ayunan magnetik Fakultas Sains teknologi UIN bandung 2013 Khoerun Nisa Syaja’ah

I = arus listrik dalam ampere B

= medan magnet dalam satuan tesla = perkalian silang vektor, dan

L

= panjang kawat listrik yang dialiri listrik dalam satuan meter .

Besarnya gaya lorentz yang dialami kawat berarus listrik dapat ditulis F=ILB  Dengan adalah sudut antara vector L dan vektor B Jika kita memiliki sebuah kawat berarus bermasa m, dan berada dalam medan magnet makan kawat tersebut akan bekerja gaya – gaya sebagai berikut:

Berdasarkan gambar, maka gaya magnet yang bekerja pada kumparan adalah : F=W tan  Sehingga tan  = bil/mg

2


1.3 Metoda Percobaan 1.3.1 Alat dan Bahan 1. Kit ayunan magnetik

1 paket

2. Magnet U

2 buah

3. Kumparan

4 buah

4. Tiang pengait

2 buah

5. Kabel Penghubung

6 buah

6. Amperemeter

1 buah

7. Neraca Digital

1 buah

1.3.2 Prosedur Percobaan

Persiapkan alat dan rangkai alat seperti pada gambar

Pasang magnet

Pasang kumparan

di tengah tiang

pada tiang penyangga

penyangga

melewati bagian dalam magnet

Percobaan 1

Percobaan 2

Gunakan pada kumparan

Berikan hambatan

yang berbeda masing –

yang berbeda masing

masing 4 kali

– masing 5 kali

Catat sudut simpangan terjauh dan kuat arus listrik yang ditunjukan amperemeter

Hasil

3


Data dan pengolahan data

II.

Percobaan 1 (variasi kumparan ) Magnet besar Kumparan



I (A)

l (m)

Massa(kg)

tan 

R ohm

sin 

A

g

B (T)

F(N)

1

23,8

44

0,07

0,0025

0,96

1

0,69

47,83

10

17,08

19,63

2

12,1

40

0,065

0,0024

0,83

1

0,64

47,83

10

17,66

8,88

3

7,8

36

0,064

0,0026

0,72

1

0,58

47,83

10

19,43

5,62

4

6,7

26

0,06

0,0026

0,48

1

0,43

47,83

10

20,73

3,58

rata- rata

12,6

36,5

0,06475

0,002525

0,7475

1

0,585

47,83

10

18,72

8,93

Magnet Kecil

Kumparan



I (A)

l (m)

Massa(kg)

tan 

R ( ohm)

sin 

a

g

B (T)

F(N)

1

22,4

35

0,07

0,0025

0,7

1

0,57

30,19

10

10,78

9,64

2

20,8

34

0,065

0,0024

0,67

1

0,55

30,19

10

11,15

8,29

3

8,9

23

0,064

0,0026

0,42

1

0,39

30,19

10

12,26

2,72

4

7,9

23

0,06

0,0026

0,42

1

0,39

30,19

10

13,08

2,42

15

28,75

0,06475

0,002525

0,5525

1

0,475

30,19

10

11,82

5,77

rata-rata

Grafik Magnet besar

4

magnet kecil


tan teta terhadap l

tan teta terhadap l

y = 47.833x - 2.3497 R² = 0.9343

1.5 a t e t

1

a t e t

n a t

0.5

n a t

0 0.055

0.06

0.065

0.07

y = 30.197x - 1.4028 R² = 0.6548

1 0.5 0 0.055

0.075

0.06

0.065

0.07

0.075

l (m)

l (m)

Percobaan ke 2 Magnet besar NO

R (ohm)

m(kg)

I(A)

teta

l (m)

tan teta

sin teta

a

G

B

F

1

1

0,0026

18,5

36

0,07

0,72

0,58

0,011

10

0,0041

0,003069

2

2,2

0,0026

18,1

36

0,07

0,72

0,58

0,011

10

0,0041

0,003002

3

2,7

0,0026

15,2

35

0,07

0,7

0,57

0,011

10

0,0041

0,002478

4

3,3

0,0026

14,4

34

0,07

0,67

0,55

0,011

10

0,0041

0,002265

5

4,7

0,0026

12,1

33

0,07

0,65

0,54

0,011

10

0,0041

0,001869

rata-rata

2,78

0,0026

15,66

34,8

0,07

0,692

0,564

0,011

10

0,0041

0,002537

Magnet kecil NO

R (ohm)

m(kg)

I(A)

Teta

l (m)

tan teta

sin teta

a

g

B

F

1

1

0,0026

15,5

25

0,07

0,46

0,42

0,017

10

0,0063

0,0029

2

2,2

0,0026

15,4

24

0,07

0,44

0,4

0,017

10

0,0063

0,0027

3

2,7

0,0026

15,1

23

0,07

0,42

0,39

0,017

10

0,0063

0,0026

4

3,3

0,0026

12,4

22

0,07

0,4

0,37

0,017

10

0,0063

0,0020

5

4,7

0,0026

12,1

21

0,07

0,38

0,35

0,017

10

0,0063

0,0019

rata-rata

2,78

0,0026

14,1

23

0,07

0,42

0,386

0,017

10

0,0063

0,0024

Grafik Magnet besar

5


magnet kecil

tan teta terhadap i

tan teta terhadap i y = 0.017x + 0.1805 R² = 0.8322

0.5

0.74

a t e t

0.3

a t e t

0.7

n a t

0.2

n a t

0.68

0.1

0.66

0

0.64 0

5

10

15

20

i (A)

III.

6

y = 0.0113x + 0.5153 R² = 0.9344

0.72

0.4

0

5

10

15

20

i (A)

Pembahasan Percobaan ayunan magnetik, pada percobaan pertama melakukan pengamatan dengan memvariasikan kumparan dengan massa dan panjang terntentu dan percobaan kedua memvariasikan besar hambatan kemudian mengamati hasil dari sudut pada simpangan dan besar arus yang dihasilkan. Dari hasil percobaan pertama masing – masing kumparan menghasilkan arus dan sudut yang berbeda – beda, begitu juga dengan percobaan kedua, hal ini mempengaruhi terhadap nilai gaya magnetik yang sangat dipengaruhi oleh medan magnet ( T )sudut yang dibentuk(  ), panjang kumparan(l), dan (i) kuat arus listrik, dari hasil pengamatan semuanya berbanding lurus terhadap F maka ketika sudut, atau medan magnet, panjang kumparan dan arus lisrik milainya diperbesar maka nilai F (gaya) juga akan besar dan sesuai dengan persamaan F=I lB . Setelah menentukan sudut yang dihasilkan pada kumparan yang dialiri listrik kemudian diperoleh nilai tan  untuk mengetahui nilai medan magnet (T) pada kumparan. Selanjutnya nilai medan magnet ini melengkapi menentukan nilai gaya magnetik yang dihasilkan oleh sebuah kumparan yang dialiri listrik. Ada dua jenis magnet U yang digunakan pada percobaan kali ini yaitu jenis magnet U besar dan jenis Magnet U kecil masing – masing magnet menghasilkan sudut yang berbeda pada saat didekatkan menuju kumparan berarus listrik pada percobaan pertama variasi kumparan bisa dilihat pada tabel data dan pengolahan medan magnet yang dihasilkan diperoleh dengan besar sudut yang dihasilakan adapun besar rata – rata medan magnet yang dihasilkan untuk masing – masing magnet besar dan kecil adalah 18,72 T Laporan praktikum fisika dasar 2 Ayunan magnetik Fakultas Sains teknologi UIN bandung 2013 Khoerun Nisa Syaja’ah

dan 11,82 T adapun gaya magnetik yang dihasilkan diambil dari gradien a antara tan  dengan panjang l adapun hasil besar gaya magnetik yang dihasilkan magnet kecil adalah dengan rata – rata 5,77 N sedangkan untuk magnet besar adalah dengan rata-rata 8,93 N magnet besar menghasilkan gaya magnetik yang lebih besar dibandingkan magnet kecil. Pada percobaan kedua variasi berupa hambatan, hambatan ini akan mempengaruhi arus listrik dan tegangan yang diberikan kepada sebuah kumparan, dan akan menyebabkan perbedaan sudut yang dihasilkan pada saat masing – masing magnet U besar maupun kecil ketika didekatkan menuju kumparan. Seperti halnya percobaan pertama hasil ini akan menetukan besarnya medan magnet, adapun medan magnet rata – rata untuk magnet besar dan kecil adalah : rata – rata besar medan magnet untuk magnet besar 0,0041 T dan magnet kecil 0,0063 dan grafik anatara tan  terhadap i kemudian bisa menentukan gaya magnetik untuk setiap variasi hambatan adapun rata – rata gaya magnetik yang dihasilkan masing – masing magnet besar dan kecil adalah : rata – rata besar gaya magnetik untuk magnet besar 0,002537 N dan untuk magnet kecil 0,0024 N Perbanding F dan B yang dihasilkan percobaan pertama dan kedua berbeda hal ini dikarenakan pengaruh sudut dan perbedaan arus yang diterima oleh masing – masing kumparan, resistor yang konstan memberikan arus dan tegangan yang konstan pula, namun pada percobaan kedua resistor atau hambatan dibuat bervariasi sehingga jalannya arus tegangan dan arus listrik yang mengalir pada kumparan menjadi berbeda kemudian hal ini akan mempengaruhi medan magnet pada ayunan kumparan yang digerakan oleh magnet tersebut. Medan magnet akan melengkapi mempengaruhi besarnyat nilai gaya magnetik.

IV.

Kesimpulan Besar gaya magnet pada kawat berarus dapat ditentukan dengan melihat persimpangan sudut yang dihasilkan pada saat ayunan magnetik sebuah kumparan, Jika kawat yang dialiri arus listrik ditempatkan dalam medan magnet, maka kawat tersebut mendapat gaya magnet. Besar dan arah gaya yang dialami kawat yang dialiri arus listrik dalam medan magnet oleh hukun lorentz.

7


Daftar Pustaka

V.

Mikrajudin Abdullah, Diktat fisika ITB jilid 2, Fakultas FMIPA 2006, bandung Haliday resnick, fundamental of physic vol 2, versi ebook Tipler P.”Fisika untuk sain dan Teknik jilid II “ Erlangga ( terjemahan )

http://www.slideshare.net/anniskenny/makalah-fisika-magnet (diakses tangga 11042013) Kanginan, Marthen, fisika untuk kelas XII SMA, Erlangga jakarta

VI.

8

Lampiran


Laporan Praktikum Ayunan Magnetik

Recommend Documents