LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM FISIKA MATERIAL II Modul 2.3 PENGUKURAN SUSCEPTIBILITAS DAN PERMEABILITAS BAHAN MAGNET Semester Genap Tahun Ajaran 2013 – 2014 2014
Kelompok Praktikum
: PM - 7
Nama Mahasiswa
: Maria Oktafiani
NPM Mahasiswa
: 140310110018
Nama Partner
: Siti Halimah Tusaddiah
NPM Partner
: 140310110001
Hari/Tanggal praktikum
: 08 April 2014
Jam Praktikum
: 13.00 – 15.30 15.30
Asisten Praktikum
: Fajar
Hari/Tanggal penyerahan penyerahan laporan : 15 April 2014
PROGRAM STUDI FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM 2014
I.
TUJUAN
1. Memahami prinsip pengukuran melalui rangkaian RLC 2. Menentukan nilai susceptibilitas dan permeabilitas bahan-bahan magnet
II.
TEORI DASAR
2.1 Magnetisme Gejala magnetisme, seperti halnya listrik, juga telah diamati manusia beberapa abad sebelum masehi. Sebuah material berwarna hitam yang disebut lodestone dapat menarik besi dan benda-benda logam lainnya. Tahun 1269, de Maricourt melakukan studi tentang magnet dan mengamati adanya sepasang kutub pada benda magnetik. Kutub-kutub ini kemudian dinamakan dengan selatan
kutub utara
“
dan
”
kutub
“
. Jika kutub yang sama didekatkan maka akan saling menolak, dan
”
sebaliknya jika kutub yang berlainan didekatkan akan saling menarik.
Gambar 2.1 Gaya saling-tolak dan saling-tarik pada magnet, serupa dengan gaya Coulomb dalam Elektrostatik (usep, 2006)
Gaya saling menolak dan saling menarik menyerupai fenomena listrik statis (gaya Coulomb) yang telah kita pelajarai pada awal kuliah semester ini. Meskipun begitu ada perbedaan cukup penting antara sumber dari gaya (medan) magnet dengan gaya (medan) listrik, yaitu pada magnet kutub utara dan selatan tidak bisa terpisahkan dan selalu berpasangan, berbeda halnya dengan gaya listrik (Coulomb) yang masingmasing muatan (positif dan negatif) bisa terpisah, pada magnet kutub positif selalu muncul berpasangan, bahkan jika sebuah bahan (batang) magnetik dipotong sedemikian rupa,selalu saja muncul sepasang kutub
Gambar 2.2 Dalam Magnet Tidak Terdapat Unipolar (Satu Kutub Terpisah) Seperti Dalam Listrik (Usep, 2006)
Pasangan kutub ini dikenal dengan istilah dipole magnet (di = dua, pole kutub). Dalam magnet tidak (belum) ditemukan kutub tunggal (monopol) berbeda dengan listrik yang memiliki monopol. Sebagaimana pada muatan listrik, sebuah dipol magnet (yang merupakan satuan terkecil magnet) memiliki medan magnet yang arahnya dari kutub utara menuju kutub selatan selatan, Hal ini mirip seperti pada muatan listrik positif, medan listrik mengarah keluar menjauhi muatan, dan pada muatan negatif sebaliknya.
Gambar 2.3 Gaya saling-tolak dan saling-tarik pada magnet, serupa dengan gaya Coulomb dalam Elektrostatik (Usep,2006)
2.2 Medan Magnetik Dari Suatu Muatan Bergerak Medan magnet dapat dihasilkan dari suatu muatan listrik q yang bergerak dengan kecepatan v. Medan magnet yang dihasilkan pada jarak r dari muatan bergerak q adalah sebesar :
(1)
di mana μo adalah kostanta permeabilitas udara yang besarnya 4πx10-7 N/A2. r merupakan jarak dari muatan terhadap titik di mana medan magnet diukur dan r vektor satuan dengan arah tegak lurus permukaan yang dibentuk perkalian vektor v dan r.
Gambar 2.3 Arah medan magnet yang dihasilkan dari sebuah muatan listrik yang
bergerak (Usep,2006)
2.3 Medan Magnet Di Sekitar Kawat Berarus Listrik Karena medan magnet dapat timbul pada muatan yang bergerak, maka dapat dipastikan bahwa kawat berarus listrik akan menimbulkan medan magnet, sebab arus merupakan muatan listrik yang bergerak. Hal ini pertama kali diamati oleh HC. Oersted pada tahun 1820. Arah dari medan magnet dapat dilihat melalui aturan tangan kanan dengan ibu jari menunjuk arah arus lisrik dan keempat jari lain yang mengepal menunjukkan arah medan megnet. Besarnya medan magnet bergantung dari bentuk kawat berarus dan dapat dihitung dengan hukum Biot-Savart. Untuk kawat berarus, kita hanya menggantikan qv pada persamaan (1) di atas dengan elemen arus Idl, karena keduanya identik, sehingga diperoleh :
(2) r adalah jarak suau titik dengan kawat berarus. Persamaan (2) ini dikenal sebagai hukum Biot-Savart.
Gambar 2.4 Kawat lurus berarus menimbulkan medan B yang arahnya melingkar menurut aturan tangan kanan (Usep,2006)
Pada gambar dl x r akan menghasilkan dl sin φ atau dl cos θ dan l = z tan θ sehingga :
karena itu medan magnet sejauh z adalah :
(3) ` Jika dianggap panjang kawat tak-berhingga dibanding z, maka θ1 = π/2 dan θ2 = +π/2. karenanya :
(4) 2.4 Kawat Lingkaran Berarus Listrik Medan Magnet Di Pusat Lingkaran :
(5) Medan Magnet Sepanjang Sumbu Kawat Melingkar :
(6) 2.5 Solenoida Solenoida adalah induktor yang terdiri gulungan kawat yang kadang di dalamnya dimasukkan sebuah batang besi berbentuk silinder sebagai dengan tujuan memperkuat medan magnet yang dihasilkannya seperti terlihat dalam gambar 6.11 di samping. Solenoida digunakan dalam banyak perangkat elektronika seperti bel pintu atau pengeras suara. Secara skematik bentuk dari solenoida dapat dilihat pada gambar
2.5 di mana solenoida terdiri dari n buah lilitan kawat berarus listrik I, medan magnet yang dihasilkan memiliki arah seperti pada gambar, di mana kutub utara magnet mengikuti aturan tangan kanan 1 (Usep,2006).
Gambar 2.5 solenoida dengan banyaknya lilitan N
Besarnya kuat medan magnet yang dihasilkan pada sebuah titik P pada sumbu di dalam solenida dapat difikirkan sebagai jumlah dari medan magnet yang dihasilkan sebuah kawat berbentuk lingkaran yang telah kita hitung sebelumnya, dengan x yang berubah, sehingga dari persamaan (5) :
Gambar 2.6 Medan magnet dalam suatu solenoida
jika solenoida memiliki panjang L yang terdiri dari N buah lilitan, maka jumlah lilitan persatuan panjang sebut saja n adalah n=N/L. Maka jika kita jumlahkan seluruh lilitan sebanyak ndx, kita harus melakukan integrasi untuk seluruh dx dari – x1 ke x2 :
hasil dari bentuk integral ini dapat dilihat pada tabel-tabel integral baku pada buku kalkulus anda, di mana berlaku :
Sehingga :
Sehingga medan magnet di tengah sumbu solenoida adalah :
(7)
Jika jari jari solenoida R kita anggap jauh lebih kecil dari x1 dan x2, maka suku pertama dalam kurung pada persamaan terakhir dapat didekati :
begitu juga suku kedua, sehingga :
dengan demikian kita peroleh kuat medan magnet untuk solenoida dengan jumlah lilitan persatuan panjang n adalah :
(8) 2.6 Sifat Kemagnetan Bahan Semua bahan tersusun semata dari atom. Setiap atom terdiri dari inti dan elektron yang bergerak mengelilingi inti. Di samping mengorbit inti, elektron melakukan gerakan spin pada sumbunya. Akibat gerakan elektron ini, maka dalam atom timbul medan magnet
Medan magnet akibat orbit dan spin elektron ini dapat dipadu seperti perpaduan vektor. Dan hasil perpaduannya disebut resultan medan magnet atomis. Berdasarkan sifat medan magnet atomis bahan dibagi menjadi tiga golongan, yaitu:
Bahan diamagnetik
Bahan diamagnetik adalah bahan yang resultan medan magnet atomis masingmasing atom atau molekulnya nol, tetapi orbit dan spinnya tidak nol (Halliday & Resnick, 1989:427). Bahan diamagnetik tidak mempunyai momen dipol magnet permanen. Jika bahan diamagnetik diberi medan magnet luar, maka elektronelektron dalam atom akan berubah gerakannya sedemikian hingga menghasilkan resultan medan magnet atomis yang arahnya berlawanan dengan medan magnet luar tersebut. Akibatnya, jika bahan ini dimasukkan dalam kumparan toroida akan menyebabkan fluks induksi magnet ( Ф) menjadi lebih kecil, sehingga induksi magnet (B ) yang ditimbukan juga lebih kecil. Material diamagnetik ini mempunyai nilai suseptibilitas magnetik xm negatif dan sangat kecil, beberapa material yang termasuk golongan ini adalah Timah, Tembaga, Intan, Emas, Air raksa, Perak,Hidrogen (1 atm) dan Nitrogen (Tipler,1996). Medan magnet luar yang diberikan pada material diamagnetik akan menyebabkan elektron-elektron dalam atom akan mengubah geraknya menjadi sedemikian rupa sehingga menghasilkan resultan medan magnet atomis yang arahnya berlawanan dengan medan magnet luar tersebut (Young dan Freedman, 2002). Keadaan inilah yang menyebabkan medan magnet total nya menjadi kecil.
Bahan paramagnetik
Bahan paramagnetik adalah bahan yang resultan medan magnet atomis masing-masing atom/molekulnya tidak nol, tetapi resultan medan magnet atomis total seluruh atom/molekul dalam bahan nol (Halliday & Resnick, 1989). Hal ini disebabkan karena gerakan atom/molekul acak, sehingga resultan medan magnet atomis masing-masing atom saling meniadakan. Jika bahan ini diberi medan magnet luar, maka elektron-elektronnya akan berusaha sedemikian rupa sehingga resultan medan magnet atomisnya searah dengan medan magnet luar. Sifat paramagnetik ditimbulkan oleh momen magnetik spin yang menjadi terarah oleh medan magnet luar. Pada bahan ini efek
diamagnetik (efek timbulnya medan magnet yang melawan medan magnet penyebabnya) dapat timbul, tetapi pengaruhnya sangat kecil. Oleh karena itu jika bahan ini dimasukkan dalam kumparan toroida akan menyebabkan induksi magnet
B
bertambah besar. Dalam bahan paramagnetik
hanya sedikit spin elektron yang tidak berpasangan, sehingga bahan ini sedikit menarik garis gaya magnet. Permeabilitas bahan: 0μμ>, dengan suseptibilitas magnetik bahan : . χ m >0 Contoh bahan paramagnetik antara lain : alumunium, magnesium dan wolfram. Material paramagnetik adalah material yang memiliki suseptibilitas magnetik xm yang positif dan sangat kecil (Tipler, 1996). Apabila tidak terdapat medan magnetik luar momen magnetik ini tersusun secara acak, tetapi jika diberi medan magnet luar momen magnetik ini akan cendrung menyearahkan sejajar dengan medannya. Kecendrungan momen magnetik untuk sejajar dengan medannya ini dilawan oleh kecendrungan momen untuk bergerak secara acak akibat gerakan termalnya sehingga suseptibilitas paramagnetik semakin berkurang dengan semakin bertambahnya suhu. Bahan diamagnetik dan paramagnetik mempunyai sifat kemagnetan yang lemah. Perubahan induksi magnet dengan adanya bahan tersebut tidaklah besar apabila digunakan sebagai pengisi kumparan toroida.
Bahan ferromagnetik
Material feromagnetik merupakan material yang memiliki banyak spin elektron yang tidak berpasangan dan masing-masing spin elektron yang tidak berpasangan ini akan menimbulkan medan magnetik, sehingga medan magnet total yang dihasilkan oleh satu atom menjadi lebih besar (Halliday dan Resnick, 1998). Material yang masuk pada golongan feromagnetik adalah besi murni, kobalt dan nikel serta gabungannya. Material feromagnetik ini terdiri dari daerahdaerah kecil yang disebut domain, yang berprilaku seperti magnet kecil dengan kutub utara dan selatan (Giancoli, 1998). Medan magnet luar yang diberikan pada material ini akan membuat domain dengan momen magnet paralel terhadap medan eksternal akan mengembang sementara yang lain mengerut. Bahan ferromagnetik adalah bahan yang mempunyai resultan medan atomis besar (Halliday & Resnick, 1998:422). Hal ini terutama disebabkan oleh momen
magnetik spin elektron. Pada bahan ferromagnetik banyak spin elektron yang tidak berpasangan, misalnya pada atom besi terdapat empat buah spin elektron yang tidak berpasangan. Masing-masing spin elektron yang tidak berpasangan ini akan memberikan medan magnetik, sehingga total medan magnetik yang dihasilkan oleh suatu atom lebih besar. Medan magnet dari masing-masing atom dalam bahan ferromagnetik sangat kuat, sehingga interaksi diantara atom-atom tetangganya menyebabkan sebagian besar atom akan mensejajarkan diri membentuk kelompok-kelompok. Kelompok atom yang mensejajarkan dirinya dalam suatu daerah dinamakan domain. Bahan feromagnetik sebelum diberi medan magnet luar mempunyai domain yang momen magnetiknya kuat. Momen magnetik ini mempunyai arah yang berbeda-beda dari satu domain ke domain yang lain, sehingga medan magnet yang dihasilkan tiap domain saling meniadakan.Jika bahan ini diberi medan magnet dari luar, maka domain-domain ini akan mensejajarkan diri searah dengan medan magnet dari luar tersebut. Semakin kuat medan magnetnya semakin banyak domain-domain yang mensejajarkan dirinya. Setelah seluruh domain terarahkan, penambahan medan magnet luar tidak memberi pengaruh apa-apa karena tidak ada lagi domain yang disearahkan. Keadaan ini dinamakan keadaan saturasi (jenuh). Berbeda dengan bahan paramagnetik, bahan ferromagnetik ini tetap bersifat magnet (memiliki medan magnet) meskipun pengaruh magnet dari luar dihilangkan. Karena itu bahan ini sangat baik sebagai sumber magnet permanen. Jika toroida diisi bahan ferromagnetik, maka induksi bahan magnetik yang dihasilkan oleh toroida bertambah besar sampai ribuan kali. Permeabilitas bahan: μ>>>μ0, dengan suseptibilitas bahan : χ m >>> 0. Contoh bahan ferromagnetik antara lain: besi, baja dan besi silikon. Sifat kemagnetan bahan ferromagnetik ini akan hilang pada temperatur yang disebut Temperatur Currie. Temperatur Curie 0
0
untuk besi lemah adalah 770 C, dan untuk baja adalah 1043 C. 2.7 Rangkaian RL dan RC
Rangkaian RL
N jj
Sesaat setelah saklar ditutup pada rangkaian tidak mengalir arus (karena sifat induktor yang tidak bisa berubah dengan seketika) maka sesaat setelah penutupan saklar arus pada rangkaian adalah nol. Misalkan I adalah arus pada waktu t sesaat setelah saklar ditutup maka laju perubahan arus pada waktu tersebut adalah sebesar di/dt , sehingga besarnya tegangan yang melalui resistor pada waktu tersebut adalah VR = IR sedangkan tegangan yang melalui induktor adalah VL = L di/dt Hukum Kirchhoff yang berlaku untuk rangkaian RL ini adalah ε − IR − L di/dt = 0 Solusi persamaan arus transier untuk persamaan diatas adalah I(t) = ε/R (1 – e
–Rt/L
)
dimana: VR = Tegangan resistor (Volt) VL = Tegangan induktor (Volt) I = Arus (Ampere) R = Resistansi (Ω) L = Induktansi (Henry)
di/dt= Laju perubahan arus Induktor juga sering disebut dengan solenoida atau kumparan adalah sebuah koil yang terdiri dari banyak lilitan dalam bentuk struktur silindris dengan jari-jari R dan panjang ℓ . Fungsi utama dari induktor dalam rangkaian sederhana RL ini adalah sebagai penyimpan energi, dimana energi yang disimpan ini adalah dalam bentuk medan magnetik internal dengan garis-garis gaya magnet merupakan gabungan dari garis-garis gaya magnet dari kawat melingkar. Besarnya medan magnet B yang dihasilkan induktor dengan jumlah lilitan persatuan panjang n adalah : B = μ0 . n . I
Induktor yang diberi tambahan inti apabila dialiri arus listrik dapat menghasilkan medan magnet yang lebih besar dibanding induktor yang hanya memiliki inti udara. Hal ini disebabkan medan magnet induktor akan membuat magnet-magnet elementer (dipol – dipol magnet) material inti tersebut searah dan termagnetisasi. Sebagai hasilnya, medan magnet yang terjadi merupakan gabungan dari medan magnet selenoida (B0) dan medan magnet material inti (Binti), secara matematis ditulis dengan : BT = B0 + Binti Besarnya medan magnet yang ditimbulkan material inti adalah : B inti = μ0 . M M menyatakan magnetisasi, untuk bahan paramagnetik dan feromagnetik magnetisasi mempunyai arah yang sama dengan B0. Sehingga magnetisasi berbanding lurus dengan medan magnetik solenoida yang dikerahkan untuk menyearahkan dipol magnetik pada material inti tersebut. Dengan demikian dapat ditulis : M = xm (B0/μ0) xm adalah suseptibilitas magnetik, yang nilainya berbeda-beda untuk masingmasing material. III.
METODOLOGI
3.1 Alat dan Bahan Eksperimen
Perangkat sinyal Function generator dan Osiloskop Digital
Perangkat Rangkaian RLC, (R = 1k Ω, C = 68 nF, dan L)
Bahan padat aluminium dan besi
3.2 Prosedur Eksperimen 1. Dalam kondisi tanpa beban
Periksa input sinyal : hubungkan rangkaian RLC dengan sinyal Function Generator (SFG) dan osiloskop (OSC), pilih salah satu frekuensi (SFG) lalu crosscek frekuensi dan amplitudonya pada OSC
Periksa output sinyal : hubungkan rangkaian RLC dengan Sinyal Function Generator (SFG) dan Osiloskop (OSC), amati apakah ada perubahan pada frekuensi dan atau amplitudonya pada OSC
Periksa lagi output sinyal jika resonansi tidak terjadi : hubungkan rangkaian RLC
, rangkaian OP AMP (perbesaran 10x) dengan sinyal function generator dan osiloskop. Atur SFG untuk menemukan frekuensi resonansi hingga terjadi perubahan amplitudo 2. Dalam kondisi dengan beban Ulangi langkah 1 bagian poin ke tiga diatas dengan memasukkan masing-masing
bahan ke dalam induktor, lalu tentukan frekuensi resonansinya IV.
PENGOLAHAN DATA
4.1 Data Hasil Eksperimen
Kondisi Tanpa Beban No
SG (Hz)
V input (mV)
V Output (mV)
F input (Hz)
F Output (Hz)
1
50
200
10.4
50.64
50.25
2
100
192
10.4
51.76
50.44
3
500
192
7.6
49.44
49.42
4
1000
208
10
50.45
50.31
5
5000
184
8
51.76
50.34
Kondisi 1 Beban Besi No
SG (Hz)
V input (mV)
V Output (mV)
F input (Hz)
F Output (Hz)
1
50
200
8
49.79
48.54
2
100
216
9.6
51.84
49.88
3
500
192
9.6
53.09
50.44
4
1000
184
8
51.82
50.08
5
5000
232
10.4
53.57
50
Kondisi 2 Beban Besi No
SG (Hz)
V input (mV)
V Output (mV)
F input (Hz)
F Output (Hz)
1
50
192
10
51.87
49.67
2
100
168
10.8
52.32
50
3
500
192
9.6
51.59
50.17
4
1000
216
11.2
52.53
50
5
5000
216
10.8
48.02
50.17
Kondisi 3 Beban Besi No
SG (Hz)
V input (mV)
V Output (mV)
F input (Hz)
F Output (Hz)
1
50
208
8.8
51.27
49.88
2
100
200
10.4
50.38
50.25
3
500
208
9.6
52.4
50
4
1000
208
9.6
50.46
50.25
5
5000
200
10
52.39
50.4
Kondisi 1 Beban Aluminium No
SG (Hz)
V input (mV)
V Output (mV)
F input (Hz)
F Output (Hz)
1
50
224
9.6
51.39
50.25
2
100
200
9.6
52.84
50.17
3
500
232
10
50.48
50.25
4
1000
208
9.6
53.96
50
5
5000
208
7.6
52.95
50.46
Keterangan : Keadaan saat terjadi resonansi 4.2 Menentukan Frekuensi Resonansi (Fo) Keadaan resonansi ditunjukkan pada tabel data diatas disaat pengambilan data nomor 3 yakni di baris yang di tengah-tengah, sehingga frekuensi resonansi untuk masing-masing kondisi adalah sebagai berikut : No
kondisi beban
Fo (resonansi) (Hz)
1
udara
49,42
2
1 besi
50,44
3
2 besi
50,17
4
3 besi
50
5
aluminium
50,52
4.3 Menentukan nilai induktansi (L) Nilai induktansi L dapat dihitung dengan persamaan : L=
Dengan C adalah kapasitansi kapasitor sebesar : 68 nF, maka didapat nilai induktansi L untuk masing-masing kondisi sebesar :
No
kondisi beban
Fo (resonansi) (Hz)
L (H)
1
udara
49,42
152,6744
2
1 besi
50,44
146,5621
3
2 besi
50,17
148,1438
4
3 besi
50
149,1529
5
aluminium
50,52
146,0983
4.4 Menentukan nilai permeabilitas bahan (μ bahan) Dengan menggunakan rumus :
=
dengan R adalah jari-jari pada solenoida = 0.014 m , maka diperoleh hasil sebagai berikut : No
kondisi beban
Fo (resonansi) (Hz)
L (H)
bahan
1
udara
49,42
152,6744
0,411
2
1 besi
50,44
146,5621
0,395
3
2 besi
50,17
148,1438
0,399
4
3 besi
50
149,1529
0,402
5
aluminium
50,52
146,0983
0,393
4.5 Menentukan nilai susceptibilitas bahan (χ m) Dengan menggunakan rumus :
χ m =
- 1
maka diperoleh hasil sebagai berikut : No
kondisi beban
Fo (resonansi) (Hz)
bahan
χ m
1
udara
49,42
0,411
-0,589
2
1 besi
50,44
0,395
-0,605
3
2 besi
50,17
0,399
-0,601
4
3 besi
50
0,402
-0,598
5
aluminium
50,52
0,393
-0,607
V.
PEMBAHASAN HASIL
Pada percobaan kali ini, telah dilakukan variasi pemberian beban pada suatu kumparan solenoida dengan berjumlah N lilitan dimana pengaruh beban ini sebetulnya dapat diandaikan sebagai inti dari solenoida ini, yang secara teoritis sebetulnya keberadaan beban atau inti solenoida ini akan mempengaruhi mekanisme fluks magnetik yang terjadi diantara kumparan solenoida tersebut. Pertama-tama, solenoida tidak diberi beban dahulu yang artinya medan magnet B yang terdapat pada solenoida merupakan medan magnet solenoida (Bo) saja tanpa adanya beban. Namun ketika diberi beban, beban ini tentu saja akan berkontribusi dalam penambahan nilai medan magnetik B pada solenoida, sehingga akibat kehadiran beban ini, medan magnet total BT pada solenoida menjadi : B T = B0 + Binti dimana Binti adalah medan magnet material inti yang besarnya adalah Binti = μ . M dimana M menyatakan magnetisasi, untuk bahan paramagnetik dan feromagnetik magnetisasi mempunyai arah yang sama dengan B0. Sehingga magnetisasi berbanding lurus dengan medan magnetik solenoida yang dikerahkan untuk meyearahkan dipol magnetik pada material inti tersebut. Dengan demikian dapat ditulis
Sekarang, akan dilihat bagaimana pengaruh variasi beban pada kumparan solenoida terhadap medan magnetik dan parameter lain seperti suseptibilitas μ dan permeabilitas χ m , dari hasil percobaan, kita asumsikan bahwa nilai suseptibilitas dan permeabilitas ketika inti solenoida diberi tanpa beban (keadaan vakum) merupakan nilai acuan awal untuk dibandingkan dengan keadaan ketika diberi beban. Tampak bahwa ketika diberi 1 beban besi,`suseptbilitas μ lebih kecil dibanding ketika solenoida tidak diberikan beban, padahal seharusnya kehadiran beban besi ini akan memberikan kontribusi penambahan nilai fluks induksi magnetik ( Ф) karena besi merupakan bahan feromagnetik yang merupakan material yang memiliki banyak spin elektron yang tidak berpasangan dan masing-masing spin elektron yang tidak berpasangan ini akan menimbulkan medan magnetik, sehingga medan magnet total yang dihasilkan seharusnya menjadi lebih besar, hal ini memang terbukti ketika beban besi ditambah, nilai suseptibilitasnya semakin besar karena dari rumusan hubungan B dengan suseptibilitas μ adalah berbanding lurus dan permeabilitasnya semakin kecil karena besaran B ini berbanding terbalik dengan permeabilitas bahan magnet. dan tampak bahwa nilai permeabilitasnya adalah negatif padahal seharusnya bahan feromagnetik dapat memberikan nilai atau harga positif terhadap
permeabilitas, namun hal ini tidak terjadi pada hasil eksperimen dikarenakan keadaan awal yakni saat tidak diberikan beban sudah memberikan nilai negatif sejak awal, mungkin beban besi ini mengandung banyak pengotor sehingga peran besi untuk memperbesar medan magnet B menjadi terhambat. Kemudian ketika diberi beban aluminium yang mana aluminium merupakan bahan diamagnetik dimana material diamagnetik ini mempunyai nilai suseptibilitas magnetik xm negatif dan sangat kecil serta medan magnet luar yang diberikan pada material diamagnetik akan menyebabkan elektron-elektron dalam solenoida akan mengubah geraknya menjadi sedemikian rupa sehingga menghasilkan resultan medan magnet atomis yang arahnya berlawanan dengan medan magnet luar tersebut. Keadaan inilah yang menyebabkan medan magnet totalnya menjadi kecil. Sehingga seharusnya keberadaan bahan diamagnetik ini akan menyebabkan medan magnet totalnya mengecil yang berakibat mengecilnya suseptibilitas dan permeabilitas bahkan akan menjadi berharga negatif, hal ini sesuai dengan hasil data eksperimen yang diperoleh.
VI.
KESIMPULAN
Prinsip pengukuran menggunakan rangkaian RLC pada percobaan kali ini adalah dengan menentukan frekuensi resonansi fo yang kemudian dapat dihitung nilai induktansi L nya sehingga dari nilai L ini akan didapat nilai suseptibiltas dan permeabilitas bahan
Nilai suseptibilitas dan permeabilitas bahan-bahan magnet diperoleh yakni : Besi (rata-rata dari 3 besi) : = 0.398 ; χ m = - 0.602 Aluminium
: = 0.393 ; χ m = - 0.607
DAFTAR PUSTAKA
Usep, 2006. Magnetisme. [pdf] diakses dari laman 06+Magnetisme+1.pdf pada tanggal 31 maret pukul 06:31 Giancoli,D.C. 1998. Fisika jilid 2. Terjemahan Dra.Yuhilza Hanum,M.Eng dan Ir.Irwan Arifin, M.Eng. Penerbit Erlangga, Jakarta Halliday,D. dan Resnick,R. 1998. Fisika Cetakan Ketiga. Terjemahan. Penerbit Erlangga, Jakarta. Reitz, J.R., Milford, F.J., Christy, R.W. 1992. Foundation of Electromagnetic Theory. Penerbit, Addison-wesley publishing company, Inc Tipler,P.A. 1996,
“Fisika Untuk Saint dan Teknik” Jilid
Erlangga,Jakarta
2, Edisi ketiga, Penerbit
