Praktikum Garis Ekuipotensial pada fisika

1

LAPORAN PRAKTIKUM LISTRIK MAGNET Praktikum Ke 5 GARIS EKUIPOTENSIAL A.

TUJUAN

1. Mengen Mengenali ali set set peralat peralatan an penguji penguji garis garis equi equipot potens ensial ial.. 2. Menget Mengetahu ahuii garis garis / bidan bidang g equipo equipoten tensia sial. l. 3. Mene Menent ntuk ukan an gari gariss equip equipot oten ensi sial al dari dari sebu sebuah ah perm permuka ukaan an pela pelatt kaca kaca yang yang dilapisi bahan konduktif.

B.

DASAR TEORI

Setiap Setiap titik titik atau benda yang bermuatan listrik listrik pasti mempunyai mempunyai medan listrik disekitarnya. Medan listrik itu digambarkan oleh garis-garis gaya listrik. 1. pakah pakah medan medan list listrik rik itu! itu! "elas "elaskan kan # Medan Medan adalah adalah suatu suatu besara besaran n yang yang mempuny mempunyai ai harga harga pada pada titik  titik  dalam ruang. Medan merupakan besaran scalar. $engan demikian medan list listri rik k atau atau meda medan n gaya gaya list listri rik k dapa dapatt diar diarti tika kan n seba sebaga gaii besar besaran an yang yang memiliki harga gaya listrik pada titik dalam ruang tersebut. Medan listrik   juga dapat diartikan sebagai suatu ruang yang memiliki sifat dapat memberikan gaya listrik. Medan listrik adalah besaran %ektor sebab gaya listrik merupakan besaran %ektor. 2. pakah pakah gari gariss gaya gaya listri listrik k itu! itu! "elask "elaskan an # &aris gaya listrik adalah besaran yang mempunyai nilai dan arah  bergantung pada pad a jenis muatan. 'alau kita ingin mengetahui besar dan arah suat suatu u gari gariss gaya gaya list listri rik k kita kita temp tempat atka kan n muat muatan an uji uji yang yang cuku cukup p kecil kecil sehi sehing ngga ga tidak tidak meng menggan ganggu ggu medan medan yang yang dibe dibent ntuk uk muat muatan an (. Maka Maka intensita intensitass )atau kuat* medan listrik )electrical )electrical field field intensity intensity** E+ karena ( didefinisikan sebagai gaya persatuan muatan pada muatan uji. ,ngkapan garis gaya ini dapat bersifat simetri bola pada system yang kontinue. erlu

2

diketahui garis gaya listrik adalah garis khayal+ kita tidak dapat melihat secara nyata+ garis ini ditarik sedemikian rupa sehingga arahnya sama dengan arah medan pada titik tersebut.

Gambar 1. Garis gaya listrik 

3. agaimanakah persamaan matematis dari medan listrik di sekitar sebuah titik bermuatan listrik ! Medan listrik disekitar sebuah titik bermuatan listrik dapat dinyatakan dengan persamaan ∧

n

 E  = ∑ i =1

a n  R 2

πε  0 Ri

. agaimanakah persamaan matematis dari medan listrik di sekitar sebuah sistem titik bermuatan listrik ! Medan listrik disekitar sebauah system titik bermuatan listrik  adalah  E 

=

1 πε 0

  a    R

1 2

1

∧  R1

+

a2 2

 R 2

∧  R 2

  + .......... .     

. agaimanakah persamaan matematis dari medan listrik di sekitar sebuah  benda)sistem titik yang kontinu* bermuatan listrik ! ila sumber muatan mempunyai ditribusi kontinue maka medan listrik di suatu titik yang disebabkan oleh distribusi muatan dapat ditentukan dengan perumusan

3

$engan

dq

1

 E  =

∫  R

πε 0

2

∧

R

 dq = ρ dV   untuk muatan %olume dq

=

σ dA  untuk muatan luasan

dq = λ dl   untuk muatan garis

$i sekitar titik atau benda yang bermuatan listrik disamping ada medan gaya listrik )E* juga ada medan potensial listrik V. . pakah potensial listrik itu! otensial listrik adalah usaha yang dilakukan oleh suatu satuan muatan listrik apabila muatan tersebut dibiarkan bergerak menuju muatan dari jauh tak hingga. otensial listrik merupakan kuat medan energi  potensial yang merupakan potensial skalar. ermukaan yang memiliki  potensial sama disebut dengan permukaan equipotensial. ermukaan equipotensial dapat ditentukan dengan permasaan  R =

Q πε 0V 

 4ilai 5 adalah konstan dan permukaan tersebut berpusat di muatan (. 6. Menurutmu apakah yang dimaksud dengan daerah )permukaan/garis* equipotensial itu! 7ang

dimaksud

dengan

dengan

daerah

)permukaan/garis*

equipotensial adalah tempat/daerah-daerah atau titik-titik yang mempunyai  potensial sama diantara dua muatan paling sedikit+ yang ditimbulkan dari interaksi antar muatan yang menimbulkan medan listrik dan mempunyai medan potensial listrik )8*.



Gambar 2. Garis ekiupotensial 

9. agaimanakah persamaan matematis dari potensial listrik di sekitar sebuah titik bermuatan listrik ! otensial listrik disekitar sebuah titik bermuatan listrik diberikan  persamaan n

V  = ∑ i =1

qi πε 0 Ri

:. agaimanakah persamaan matematis dari potensial listrik di sekitar sebuah sistem titik bermuatan listrik ! otensial listrik disekitar sebuah sistem bermuatan listrik diberikan  persamaan V  =

Q πε 0 R

10. agaimanakah persamaan matematis dari potensial listrik di sekitar sebuah  benda )sistem titik yang kontinu* bermuatan listrik ! otensial listrik disekitar sebuah benda )sistem titik yang kontinu*  bermuatan listrik diberikan persamaan V  =

1 πε 0

dq

∫   R



11. agaimanakah persamaan matematis dari medan listrik di sekitar sebuah  benda )sistem titik yang kontinu* bermuatan listrik yang berbentuk  lempeng/permukaan! Medan listrik disekitar sebauh benda )system titik yang kontinue*  bermuatan listrik yang berbentuk lempeng/permukaan+ ditentukan dengan  permasaan  E  =

$engan

C.

σ  

2ε  0

σ    ;

∧

k 

rapat muatan lempeng dan

∧

k   ;

%ektor posisi arah sumbu  z .

ALAT-ALAT

1. elat kaca konduktif berukuran 10 < 10 mm 2. &enerator daya frekuensi rendah =rekuensi terbangkit mendekati lk>? 'eluaran maksimum  @

Gambar 3. Generator daya frekuensi rendah

3. Sumber $aya  00):8* . 'abel penghubung . embeban



D.

LANGKA EKSPERIMEN

1. Memutar

kembali

ke

empat

sekrop

pada

unit

alat

dan

menghubungkan/memasang tiga baterei aksesori )00+ :8* pada kunci 00. 2. Menghubungkan penyumbat pisang )banana plug* dari kaAat penunjuk   berAarna merah dengan batang penunjuk pada terminal masukan )input* merah+ dan penyumbat kaAat merah dengan klip penjepit pada terminal keluaran)output*. 3. Menempatkan pelat kaca konduktif pada bangku atau meja dengan  permukaan atas konduktif. Memasang knop %olume dari unit peralatan pada  posisi pusat/tengah-tengah. 'emudian menyalakan tombol poAer. Sebuah  bunyi keras dihasilkan ketika batang penunjuk dan klip penjepit diperkenankan kontak dengan dua titik sebarang pada permukaan konduktif  dari pelat kaca. . Menghubungkan kaAat penunjuk hitam dengan terminal masukan hitam dan terminal-terminal keluaran dengan penyumbat dari batang penunjuk  yang disisipkan pada terminal masukan dan dengan klip penjepit yang disisipkan pada terminal keluaran. . Menggunakan kunci-kunci+ penjepit pada penunjuk keluaran untuk  menahan

pembeban-pembeban

tambahan

agar

tidak bergeser-geser.

Menggunakan tes ini untuk menyentuh dua titik pada pelat kaca sambil menjaga jarak antara kedua penunjuk. . Menyentuh sebuah titik sebarang pada pelat antara dua pembeban dengan ujung penunjuk tes hitam+ kemudian menggunakan penunjuk tes merah untuk menempatkan titik-titik yang berbeda pada pelat yang tidak  membangkitkan bunyi ketika penunjuk ini kontak dengan pelat. Menandai titik-titik yang ditemukan.

6

6. Mengulangi prosedur ini sambil menjaga agar penunjuk tes hitam tetap  pada satu titik. 9. Setelah penempatan titik-titik yang yang tidak membangkitkan bunyi yang menyatakan sebuah garis equipotensial.

Gambar 4. Garis ekuipotensial 

Ba!a" Per#$%aa"

Gambar 5. Bagan Percobaan, cara menempatkan batang penunuk pada plat 

9

E.

DATA PERCOBAAN

Gambar !. Garisekuipotensial hasil percobaan

:

&.

ANALISIS DATA'Ja(a%a" )erta"*aa" +a,am tu!a

1. Sebelum melakukan percobaan/ eksperimen kerjakanlah pertanyaan pertanyaan yang ada pada dasar teori # )da dalam dasar teori*

2. "elaskan proses terbangkitkannya medan elektrik pada permukaan kaca yang dilapisi bahan konduktif # roses terbangkitnya medan elektrik pada permukaan kaca yang dilapisi  bahan konduktif adalah a. eban yang diberi muatan dari input terminal akan mempunyai beda  potensial.  b. eban yang kemudian diletakkan di atas kaca konduktif tersebut mempunyai beda potensial yang dapat ditunjukkan oleh sinyal audio dari speaker. c. pabila disuatu titik terjadi beda potensial sama oleh beban satu dan  beban yang lain di atas kaca konduktif+ maka tidak terdengar bunyi dari speaker indicator.

3. pa yang terjadi jika pada pelat kaca yang terlapisi bahan konduktif hanya dihubungkan dengan satu kutup keluaran saja! )positip saja atau negatip saja*. agaimana kedudukan garis-garis equipotensialnya! "ika pada plat kaca yang dilapisi bahan konduktif hanya dihubungkan dengan satu kutub keluaran saja+ maka tidak akan terbentuk garis ekuipitensial karena semua permukaan hanya terhubung dengan satu kutub keluaran. 'ita bayangkan seperti mengukur potensial baterai+ untuk  mengukur beda potensial maka kutub-kutub keluaran harus dihubungkan dengan ujung-ujung sesuatu yang mau kita ukur beda potensialnya+ dengan kata lain pengukuran beda potensial harus dipasang parallel dengan sesuatu yang mau kita ukur. $engan demikian bila pada permukaan kaca konduktif 

10

untuk mengetahui beda potensial hanya satu kutub keluaran+ maka tidak  dapat kita ketahui beda potensialnya dan kita tidak akan memperoleh kedudukan garis ekuipotensial.

G.

PEMBAASAN

Set up alat pada praktikum ini sudah tinggal memasang kabel-kabel konektor ke  beban dan input+ serta output. $engan menetapkan salah satu kabel input ke plat kaca konduktif yaitu kabel hitam pada titik yang tetap dan meletakkan kabel merah pada titik lain sehingga didapatkan sinyal audio yang peling rendah+ karena sinyal audio yang paling rendah ini menandakan potensial di titik di mana kabel hitam ditempatkan sama dengan potensial di titik baru di mana kabel merah ditempatkan.

.

KESIMPULAN

1. Set peralatan penguji garis ekuipotensial adalah sebuah generator daya frekuensi rendah yang mempunyai dua kutub output dan dua kutub input dan speaker sebagai indicator ada tidaknya beda potensial. 2. &aris ekuipotensial adalah tempat kedudukan titik-titik yang memiliki harga  potensial listrik yang sama. 3. erdasarkan hasil percobaan+ garis ekuipotensial yang diperoleh tegak lurus dengan garis gaya medan listrik. &aris ekuipotensial timbul akibat terbangkitnya medan elektrik pada permukaan kaca yang dilapisi bahan konduktif.

11

Gambar ". Garisekuipotensial tegak lurus dengan medan listrik 

I.

DA&TAR PUSTAKA

Beam. 200.  Petunuk Praktikum #istrik $agnet . Malang  Caboratorium Dlektromagnetik+ =isika =ME ,M. Schaum Series. 1::6. %lekomagnetika. "akarta  enerbit Drlangga.