PERCOBAAN OERSTED Roudlotun Nafingah (6494) Dedi Nur Wakhid (6541) Siti Ngazizah (6724) Guru Pembimbing: Drs. M. Yasin Kholifudin, M. Pd Tanggal Percobaan: 20/12/2014 Fisika Kelas XII IPA A
Laboratorium Fisika Dasar SMA Negeri 2 Kebumen Abstrak Percobaan oersted bertujuan untuk (1) membuktikan bahwa di sekitar kawat berarus (i) terdapat medan magnet (B), (2) menentukkan besar dan arah medan magnet (B), (3) menyelidiki hubungan antara kelistrikan dan kemagnetan. Percobaan ini menggunakan metode mengaliri arus listrik (i) disekitar kawat tembaga yang memiliki jarak tertentu dengan dengan kompas sehingga sehingga terjadi penyimpangan penyimpangan pada kompas. Data yang dapat diperoleh diperoleh yaitu besar dan arah kuat arus listrik (i), jarak kompas dengan arus listrik (a) sehingga kita dapat mengetahui arah medan magnet dengan kaidah tangan kanan dan besar medan magnet dengan persamaan induksi magnetik. Setelah dilakukan percobaan dengan beberapa sumber tegangan dan jarak kompas yang berbeda serta arah arus yang berbeda disimpulkan bahwa disekitar kawat berarus terdapat medan magnet yang ditandai dengan menyimpangnya kompas akibat arus listrik, dan pergeseran kompas dipengaruhi oleh besar dan arah arus listrik serta jarak kompas dengan kawat. K a t a k u n c i : Medan
1.
Magnet, Kuat Arus Listrik, Arah Arus Listrik
PENDAHULUAN
Pada tahun 1820 seorang ilmuwan Denmark, Hans Christian Oersted telah mengamati hubungan antara kelistrikan dan kemagnetan ketika melakukan percobaan yang menunjukkan bahwa jarum kompas [3] dibelokkan oleh arus listrik . Melalui percobaan Oersted kita dapat mengetahui hubungan antara kemagnetan dan kelistrikan. Dengan tegangan, arus, dan jarak titik dengan kawat yang berbeda, kita akan mendapatkan data yang berbeda pula. Dengan itu, kita akan menenmukan hubungan antara kemagnetan dengan kelistrikan, yaitu hubungan antar besar medan magnet(B), arus listrik (i), dan jarak titik ke kawat (a). Percobaan yang telah dilakukan oleh Oersted tersebut menjadi dasar dalam pembuatan alat yang memanfaatkan hubungan antara kelistrikan dan kemagnetan seperti pembuatan arloji dan kompas. 2.
LANDASAN T EORI
Seorang ahli bangsa Denmark yang bernama Hans Christian Oersted (1770-1851) pertama kali mengadakan penelitian untuk menentukkan adanya medan magnet di sekitar kawat berarus listrik. (perhatikan gambar 2.1). Kegiatan yang dilakukan dalam penelitian tersebut adalah sebagai berikut.
Gambar 2.1 Medan 2.1 Medan Magnet di Sekitar Kawat Berarus
Yang memutar magnet adalah medan magnet. Jika diperhatikan gerakan magnet terjadi sesaat arus listrik mengalir, munculnya medan magnet ada hubungannya dengan arus listrik. Dengan gejala yang terjadi maka Oersted menyimpulkan bahwa [4] arus listrik dapat menghasilkan mdan magnet. 2.1 T UJUAN 1. Untuk mengamati peristiwa induksi magnet pada sekitar kawat berarus.
a.
Kawat yang tidak dialiri dialiri arus listrik, magnet magnet jarum sejajar sejajar dan segaris segaris kawat. kawat.
2.
Untuk menyelidiki menyeli diki hubungan kemagnetan dan kelistrikan
b.
Kawat dialiri dialiri arus listrik dari arah Utara Selatan, kutub U magnet jarum menyimpang ke kanan.
3.
Untuk menentukkan besar dan arah medan magnet di sekitar kawat berarus.
c.
Kawat dialiri arus listrik listri k dari arah Selatan – Utara, kutub U dari magnet jarum menyimpang ke kiri terhadap arah aliran arus listrik. Laporan Praktikum – Laboratorium Fisika Dasar SMA N 2 Kebumen
antara
1
3.
METODOLOGI-LANGKAH KERJA
Percobaan oersted ini menggunakan power supply, amperemeter, statif, kawat tembaga, rheostat, dan kompas. Untuk melakukan percobaan Oersted perhatikan gambar 3-1 berikut. siapkan alat dan bahan
•
1
Tabel Percobaan Oersted untuk Arah Arus Selatan ke Utara Sumber V (volt)
Besar i (A)
Arah i
3
0,25
s-u
Jarak a dari kawat (cm) 2
s-u
3
4˚
ke barat
s-u
4
3˚
ke barat
s-u
5
2˚
ke barat
s-u
6
1˚
ke barat
s-u
2
10˚ ke
s-u
3
8˚
ke barat
s-u
4
6˚
ke barat
s-u
5
4˚
ke barat
s-u
6
3˚
ke barat
s-u
2
15˚ ke
barat
s-u
3
12˚ ke
barat
s-u
4
8˚
ke barat
s-u
5
6˚
ke barat
s-u
6
5˚
ke barat
s-u
2
20˚ ke barat
s-u
3
16˚ ke barat
s-u
4
12˚ ke barat
s-u
5
9˚ ke barat
s-u
6
8˚ ke barat
letakkan kompas di antara meja dan kawat tembaga
•
2
atur jarak kompas dengan kawat tembaga, usahakan saling tegak lurus
•
3
6
0,48
nyalakan power supply
•
4
amati perubahan yang terjadi
•
5
ulangi langkah tersebut dengan tegangan, arus, dan jarak yang berbeda
9
•
6
0,75
Gambar 3-1 Diagram Langkah Kerja
4.
HASIL DAN ANALISIS
Tabel Percobaan Oersted untuk Arah Arus dari Utara
Sumber V (volt)
Besar i (A)
3
0,25
6
9
12
0,48
0,75
1
Arah i
u-s
Jarak a dari kawat (cm) 2
Sudut penyim pangan kompas
u-s
3
4˚ ke timur
u-s
4
3˚ ke timur
u-s
5
2˚ ke timur
u-s
6
1˚ ke timur
u-s
2
10˚ ke timur
u-s
3
8˚
u-s
4
6˚ ke timur
u-s
5
4˚ ke timur
u-s
6
3˚ ke timur
u-s
2
15˚ ke timur
u-s
3
12˚ ke timur
u-s
4
8˚
ke timur
u-s
5
6˚
ke timur
u-s
6
5˚
ke timur
u-s
2
20˚ ke timur
u-s
3
16˚ ke timur
u-s
4
12˚ ke timur
u-s
5
9˚ ke timur
u-s
6
8˚ ke timur
6˚ ke timur
ke timur
12
1
Sudut penyimpa ngan kompas 6˚ ke barat
barat
Berdasarkan percobaan Oersted yang telah kami lakukan, kami mendapat fakta bahwa jarum kompas mengalami penyimpangan saat berada di sekitar kawat yang berarus. Selain itu juga dapat diketahui bahwa penyimpangan jarum kompas dipengaruhi oleh besar arus yang mengalir pada kawat, jika arusnya diperbesar, maka jarum yang menyimpang akan semakin jauh akan tetapi jika arusnya diperkecil maka penyimpangan yang terjadi juga semakin dekat juga. Jarak antara kawat yang berarus dengan kompas juga mempengaruhi penyimpangan pada kompas, jika kompas didekatkan dengan kawat berarus penyimpangan yang terjadi akan semakin jauh dan sebaliknya. Di samping hal tersebut arah arus yang mengalir pada kawat juga berpengaruh pada sudut penyimpangan kompas. Jika arus mengalir dari selatan ke utara maka kompas akan menyimpang ke barat, sedangkan jika arusnya dari utara ke selatan, kompas akan menyimpang ke arah timur.
Laporan Praktikum – Laboratorium Fisika Dasar SMA N 2 Kebumen
2
5.
KESIMPULAN
Dari analisis data yang disajikan di atas disimpulkan bahwa terdapat hubungan antara kemagnetan dan kelistrikan yang ditandai dengan menyimpangnya jarum kompas. Penyimpangan jarum kompas dipengaruhi oleh besar dan arah arus listrik, dan jarak antara kawat berarus dengan kompas. Dalam percobaan ini diperlukan kesabaran dan ketelitian untuk mendapatkan hasil yang valid.
D AFTAR PUSTAKA
[1]
M. Yasin Kholifudin, Panduan Praktikum Fisika Dasar , SMA Negeri 2 Kebumen, 2010
[2]
Jackstar H. S., Panduan Penulisan Laporan , Jacks Publishing, Bandung, 2008.
[3]
Supiyanto, Fisika 3 Untuk SMA Kelas XII , PHIETA, Jakarta, 2007.
[4]
Sutejo, FISIKA 3, Balai Pustaka, Jakarta, 2007. 6.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
PERTANYAAN DAN K ONSEP
Bagaimana kedudukan jarum pada kompas saat diletakkan di sekitar kawat yang tak dialiri arus listrik ? Jawab : diam/tetap pada posisi awalnya Bagaimana kedudukan jarum kompas setelah kawat dialiri arus listrik ? Jawab : jarum kompas menyimpang Kemana arah jarum pada kompas saat kawat dialiri arus listrik yang mengalir dari selatan ke utara ? Jawab : ke arah barat Mengapa arah penyimpangan pada jarum kompas berbeda jika arus listrik dibalik ? Jawab : karena pennyimpangan pada kompas bergantung pada arah arus yang mengalir Faktor apa yang mempengaruhi penyimpangan pada jarum kompas ? Jawab : hal yang mempengaruhi penyimpangan pada kompas yaitu besar tegangan, besar dan arah arus listrik yang mengalir pada kawat, serta jarak kawat pada kompas Jika tegangan diperbesar apa yang terjadi dengan arus listrik yang ,mengalir ? Jawab : jika tegangan diperbesar maka arus yang mengalir juga akan membesar, karena tegangan sebanding dengan arus. Jika arus yang mengalir semakin besar bagaimana penyimpangan pada kompas ? Jawab : jika arus yang mengalir pada kawat semakin besar maka jarum akan menyimpang semakin jauh dari keadaan awal Jika jarak kawat dengan kompas dijauhkan. Bagaimana penyimpangan yang terjadi pada kompas ? Jawab : penyimpangan pada kompas akan semakin kecil bahkan jika dijauhkan dengan
jarak tertentu tidak akan terjadi penyimpangan pada kompas. 9. Berdasarkan analisis data di atas, jelaskan persamaan dan perbedaan medan magnet pada kompas dari kedua tabel tersebut! Jawab : berdasarkan analisis data yang diperoleh dari percobaan oersted tersebut, pada kedua table tersebut memiliki kesamaan besar arus listrik yang mengalir pada kawat dan besar penyimpangan sudut pada jarum kompas, namun dari kedua percobaan tersebut juga terdapat perbedaan, pada table 1 didapat medan magnet menyimpang ke arah timur, sedangkan table 2 menunjukkan bahwa medan magnet bergerak ke arah barat. 10. Mengapa arus listrik memengaruhi medan magnet ? Jawab : karena magnet tersusun dari muatan – muatan yang diam dan apabila muatan tersebut terusik makan akan terbentuk medan magnet dimana medan magnet keluar dari kutub utara menuju kutub selatan, sehingga jika arus yang mengalir dari arah selatan ke utara medan magnet yang terbentuk menuju ke barat dan sebaliknya, sebab sifat dasar magnet yaitu akan tolak menolak jika bertemu dengan kutub yang sama, atau dengan muatan yang sama. 11. Arah medan magnet ditentukan dengan kaidah tangan kanan dan selalu menghadap kawat. Ibu jari menunjukan arah arus listrik. Empat jari lain menunjukan arah medan magnet
L AMPIRAN
Gambar.1 kawat tidak dialiri arus
Gb.2 medan magnet pada jarak 6cm dari kawat
Gambar.2 kawat dialiri arus dengan jarak 2cm ke arah utara
Laporan Praktikum – Laboratorium Fisika Dasar SMA N 2 Kebumen
3
Laporan Praktikum – Laboratorium Fisika Dasar SMA N 2 Kebumen
4
