RACHMAD PEMUSA UTAMA.
03041281520090
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2017/2018
M DANU ANDRYAN Medan Magnetik Pada Solenoida
03041281419092
PRAKTIKUM I
MEDAN MAGNETIK PADA SOLENOIDA
1.1 TUJUAN
Untuk mengamati efek dari medan magnet pada sebuah solenoid
1.2 JENIS PERCOBAAN
Medan magnetik dari sebuah solenoid
Gaya tarik magnetik pada sebuah solenoid
Efek arus solenoid terhadap gaya tarik
1.3 ALAT DAN BAHAN
Modul 61-400
Induction test rig
Kumparan
Kompas
Solenoid test rig
Mistar
1.4 DASAR TEORI
Medan magnet dalam solenoid jauh lebih kuat bila dibandingkan dengan medan magnet pada kawat lurus. Jika arah arus sesuai dengan arah putaran jarum jam, berarti ujung solenoid yang dituju menjadi kutub utara. Jika arah arus berlawanan arah dengan putaran jarum jam berarti ujung solenoida yang dituju menjadi kutub selatan.
Cara menimbulkan medan magnet dengan mengaliri arus listrik disebut elektromagnetik. Cara memperkuat electromagnet yaitu sebagai berikut :
Memperbanyak jumlah lilitan pada kumparan.
Memperbesar kuat arus yang mengalir pada kumparan.
Alat – alat yang bekerja berdasrkan prinsip kerja electromagnet :
Katrol magnet
Bel listrik
Pesawat telepon
Relai magnetic
Loudspeaker
Menurut Lorentz, penghantar berarus listrik dalam medan magnet akan mendapat gaya yang besarnya :
Sebanding dengan kuat medan magnet
Sebanding dengan kuat arus
Sebanding dengan panjang kawat penghantar
Kelistrikan dan kemagnetan telah lama dikenal. Namun para ilmuwan belum mengetahui bahwa ada hubungan antara keduanya. Hubungan keduamya baru diketahui ketika Hans Christian Oersted menunjukkan bahwa kompas yang berada di bawa kawat konduktor berarus akan menyimpang. Besarnya induksi magnet pada kawat konduktor lurus berarus yang panjang tak berhingga dituliskan secara matematis B = µi/ 2πa. Dimana B adalah induksi magnet (T), i adalah arus (A) dan a adalah jarak dari kawat konduktor (m).
Gambar 1.1. Garis gaya magnet mengelilingi sebuah konduktor
Apabila kawat konduktor dibentuk menjadi banyak lilitan akan terbentuklah sebuah solenoida. Solenoida yang dialiri arus listrik akan memiliki garis-garis gaya magnet yang serupa dengan sebuah magnet batang.
Gambar 1.2. Garis gaya magnet di sekitar solenoida
Sebuah kumparan solenoida dapat disisipi dengan sebuah inti. Inti dengan permeabilitas yang tinggi dapat meningkatkan induksi magnet, misalnya sebuah inti dengan perneabilitas relatif μ = 1000, dapat meningkatkan induksi magnet pada solenoida hingga 1000 kali besar.
Solenoida yang dialiri arus listrik akan menyerupai sebuah magnet batang. Prinsip inilah yang digunakan pada sebuah relay dan konstaktor magnetis dimana sebuah logam akan ditarik ketika arus mengalir pada sebuah solenoida. Aksi ini dimanfaatkan untuk menyambung dan memutuskan sebuah saklar.
Solenoid adalah salah satu jenis kumparan terbuat dari kabel panjang yang dililitkan secara rapat dan dapat diasumsikan bahwa panjangnya jauh lebih besar daripada diameternya. Dalam kasus solenoid ideal, panjang kumparan adalah tak hingga dan dibangun dengan kabel yang saling berhimpit dalam lilitannya, dan medan magnet di dalamnya adalah seragam dan paralel terhadap sumbu solenoid.
Kuat medan magnet untuk solenoid ideal adalah:
di mana:
adalah kuat medan magnet,
adalah permeabilitas ruang kosong,
adalah kuat arus yang mengalir,
dan adalah jumlah lilitan.
Jika terdapat batang besi dan ditempatkan sebagian panjangnya di dalam solenoid, batang tersebut akan bergerak masuk ke dalam solenoid saat arus dialirkan. Hal ini dapat dimanfaatkan untuk menggerakkan tuas, membuka pintu, atau mengoperasikan relai.
Medan Magnet Pada Solenoida
Pada kehidupan sehari – hari kita selalu berdekatan dengan magnet. Bumi tempat kita tinggal merupakan magnet raksasa, tubuh kita dan benda – benda sekeliling kita banyak yang mepunyai sifat magnet. Kekuatan magnet sangat tergantung pada sumbernya, dan daerah disekitar sumber magnet dinamakan medan magnet.
Medan magnet mempunyai kekuatan untuk menarik atau menolak bahan/benda yang mempunya sifat kemagnetan. Sifat kemagnetan bahan sering diukur oleh mudah tidaknya suatu bahan dipengaruhi oleh medan magnet. Medan magnet ini muncul pada suatu konduktor yang dialiri arus. Arus yang berubah terhadap waktu akan menimbulkan medan magnet yang berubah terhadap waktu dan menimbulkan medan listrik induksi. Jadi sifat kemagnetan dan kelistrikan dan terjadi bolak – balik sebagai penyebab dan akibat, dan sering dinamakan sebagai medan electromagnet. Penerapa medan magnet dan medan electromagnet suda sangat banyak dalam berbagai bidang, misalnya bidang kedokteran, permesinan, alat transportasi, komunikasi dan hardware komputer.
Medan Magnet oleh Arus Listrik
Percobaan Oerstedt :
I
timur
Utara selatan
barat
Jika di atas kompas diletakkan kawat berarus listrik yang arahnya dari selatan ke utara ternyata : kutub U kompas menyimpang ke barat sedangkan kutub S kompas menyimpang ke timur. Percobaan ini membuktikan bahwa arus listrik (muatan listrik yang bergerak) dapat menimbulkan medan magnet disekitarnya.
Pertanyaan :
Jika kawat ada di atas kompas, dan arusnya dari utara ke selatan kemanakah kutub U dan kutub S menyimpang ?
Jawab :
Jika kawat ada di bawah kompas, dan arusnya dari selatan ke utara, kemanakah kutub U dan kutub S menyimpang?
Jawab :
Jika kawat ada di bawah kompas, dan arusnya dari utara ke selatan, kemanakah kutub U dan kutub S menyimpang ?
Jawab :
Arah garis medan magnet yang dihasilkan dapat ditentukan dengan aturan genggaman tangan kanan Ampere, yakni :
arah ibu jari = arah arus listrik I
arah lipatan 4 jari lainnya = arah medan magnet B
I
Lingkaran garis medan
BP
P
Medan magnet disekitar kawat lurus panjang berarus :
Dengan menggunakan hukum Biot-Savart dapat diturunkan medan magnet di sekitar kawat lurus panjang berarus adalah ....
Dimana,
= 4x10-1 Wb.A-1m-1 ( permeabilitas magnetik untuk ruang vakum )
I : kuat arus listrik (A)
a : jarak titik ke kawat berarus (m)
B : induksi magnetik (tesla) atau (Wb m-2)
= 3,14
Menurut gambar di atas, arah induksi magnet di titik P menuju ke pemabaca atau :
Sedangkan arah induksi magnet di titik Q menjauhi pembaca atau :
Medan Magnetik Pada Solenoida
Kemagnetan [11]
Sifat kemagnetan dapat dilihat dari kedua kutub magnet yang berlawanan, yaitu kutub utara dan kutub selatan magnet. Apabila kedua kutub itu didekatkan maka akan terjadi saling tarik menarik, sebaliknya apabila dua kutub sejenis (misal kutub utara dengan kutub utara lagi ) maka akan terjadi saling tolak–menolak.Hal tersebut seanalog dengan sifat kedua muatan listrik yaitu positf dan negatif.
Sifat magnet yang lainnya, yaitu memisahkan kutub utara dan selatan pada magnet panjang dengan membelahnya menjadi dua, kita mendapati bahwa kutub utara dan selatan dengan segera muncul pada ujung yang dipatahkan, maka tiap bagian sisanya menjadi magnet utuh dengan kedua kutubnya utara dan selatan. Buktinya, tidak menjadi masalah bagaimana banyaknya potongan magnet yang dipatahkan, tiap potongan memiliki kutub utara dan selatan yang sama kuatnya. Lagi pula, sejumlah unsur partikel, seperti electron, proton, dan neutron, berperan sebagai magnet utuh dengan kutub utara dan selatan. Karena unsur partikel dengan satu kutub magnet saja tidak pernah didapati, kekurangan mendasar pada kutub magnet signifikan bahwa muatan listrik ada.
Sebuah medan magnet B dapat didefinisikan pada cara yang sama sebagaimana kita mendefinisikan medan listrik E. Mengingat bahwa magnet listrik pada berbagai titik di ruang merupakan gaya yang system muatannya akan mendesak pada satu kesatuan muatan listrik positif yang ditempatkan di titik tersebut. Demikian juga, medan magnet pada berbagai titik di ruang merupakan gaya yang system muatannya akan mendesak pada satu unit kutub utara magnet yang ditempatkan pada titik tersebut. Semenjak kutub terisolasi tidak eksis, kita harus menggunakan jarum kompas untuk mengukur medan.
Hubungan antara arah medan dan arah arus diberikan pada kaidah tangan kanan : Ketika sebuah kawat digenggamdengan tangan kanan dengan cara bahwa ibu jari menandakan arah arus, gambar kawat melingkar dalam pengertian yang sama sebagai medan magnet. Magnitudo B pada medan magnet di titik dekat kawat arus pembawa yang sangat panjang sepadan dengan dengan arus I dan sebaliknya berbandingan tegaklurus dengan jarak r dari titik ke kawat.Arah gaya magnet pada sebuah arus adalah tegak lurus baik terhadap medan magnet maupun terhadap arus. Hal itu didapat dengan menggunakan kaidah tangan kanan. Jari telunjuk di tangan kanan sebagai penunjuk arah arus, sementara jari tengah sebagai penunjuk arah medan. Kemudian ibu jari sebagai penunjuk arah gaya. Tentunya sebuah arus pembawa pada sepotong kawat tidak dapat bertahan lama dengan sendirinya.Magnet biasanya terjadi pada benda dengan sifat ferromagnetik. Ferromagnetik adalah kecenderungan dipole-dipol magnet electron terluar pada sebuah atom untuk lurus pararel sendiri terhadap dipole magnet electron bersesuaian pada atom tetangga. Pada magnet permanent, dipole electron terluar semua atom pada volume materi besar terluruskan, maka medan magnetnya dijumlahkan bersama untuk menghasilkan medan magnet di luar magnet. Pada besi nonmagnet, dipole-dipolenya lurus dengan volume kecil, atau daerah miliknya, arah pelurusannya berbeda pada daerah yang berbeda pula. Sebagai akibat, medan magnet pada daerah tersebut menarik kembali satu sama lain sehingga tidak ada medan magnet di luar logam.
Listrik Magnet [12]
Medan merupakan metode yang digunakan fisikawan untuk menjelaskan cara benda-benda yang ada saling berinteraksi dan memengaruhi. Misalnya, seperti yang telah kita pelajari pada beberapa bagian yang lalu, yakni medan listrik. Sebuah benda bermuatan mempengaruhi ruangan di sekitarnya dengan medan listrik, sehingga bila ada muatan lainberada di sekitar benda bermuatan itu, maka keduanya akan berinteraksi (saling menarik atau saling menolak). Dapat pula dipahami bahwa benda bermuatan merupakan sumber adanya medan listrik di ruangan sehingga apabila ada benda lain yang juga bermuatan di ruangan itu, maka benda bermuatan terakhir ini akan merasakan gaya listrik. Jadi, muatan listrik adalah sumber medan listrik dan sekaligus penyebab sebuah benda dipengaruhi oleh medan listrik.
Sebuah benda bermassa menebar medan gravitasi di sekitarnya, sehingga bila ada benda bermassa lain berada dalam ruangan itu, maka benda kedua ini akan mengalami gaya tarik ke arah benda pertama. Massa adalah sumber adanya medan gravitasi sekaligus penyebab terjadinya tarikan gravitasi oleh medan gravitasi. Mirip-mirip dengan interaksi listrik dan gravitasi adalah interaksi magnetik yang ditebar oleh arus listrik. Aliran muatan atau arus merupakan sumber medan magnetik. Benda berarus menebar medan magnetik di sekitarnya. Bila di dalam medan magnetik itu ada benda lain yang juga mengandung arus listrik, maka benda kedua ini akan menderita gaya magnet.Kuat arus yang melalui suatu titik didefinisikan sebagai jumlah muatan yang melalui titik itu tiap satu satuan waktu.
Solenoida merupakan kumparan kawat yang terlilit pada sebuah bangun berbentuk silinder. Bangun silinder ini bisa benar-benar sebuah benda yang berbentuk silinder atau hanya ruang kosong saja. Ciri sebuah solenoida adalah panjang kumparan selalu melebihi garis tengah kumparan (atau tinggi silinder selalu lebih besar dari garis tengah alas silinder).
Kumparan Solenoida
Medan magnet yang tercipta dalam solenoida bersifat seragam dan terasa kuat di dalam solenoida namun akan melemah di luarnya. Jika dibandingkan dengan medan magnet di dalam kumparan, nilai medan magnet di luar kumparan dapat dikatakan sama dengan 9 nol. Medan magnet di dalam solenoida berarah sejajar dengan sumbu kumparan (searah garis AB).
Medan Magnet dan Solenoida [13]
Medan magnet dapat didefinisikan di sembarang titik sebagai vektor, yang dinyatakan dengan symbol B, yang arahnya ditentukan seperti telah dibahas sebelumnya dengan menggunakan jarum kompas.
Garis-garis Medan Magnet
Besar B dapat didefinisikan dalam momen yang diberikan pada jarum kompas ketika membentuk sudut tertentu terhadap medan magnet. Sehingga, makin besar momen, makin besar pula kuat medan magnet (Giancoli, 2001).saat arus melewati suatu benda yang bersifat konduktor, maka akan terbentuk suatu medan magnet.
Solenoida merupakan sebuah kumparan kawat yang terdiri dari beberapa lilitan (loop). Saat arus listrik mengaliri solenoida, solenoida tersebut akan memiliki sifat medan magnet. Posisi dari kutub – kutub medan magnet pada solenoida dipengaruhi oleh arah arus di tiap lilitan tersebut. Karena garis – garis medan magnet akan meninggalkan kutub utara magnet, maka kutub utara solenoida berada di ujung kanan.Setiap kumparan menghasilkan medan magnet dan medan total di dalam solenoida akan merupakan jumlah medan – medan yang disebabkan oleh setiap lilitan arus. Jika kumparan – kumparan solenoida berjarak sangat dekat, medan di dalam pada dasarnya akan parallel dengan sumbu kecuali di bagian ujung – ujungnya.
Proses induksi elektromagnetik sangat berhubungan dengan konsep medan magnet dan solenoida. Untuk lebih memahami bagaimana proses terjadinya induksi elektromagnetik, akan dijelaskan melalui percobaan yang telah dilakukan oleh Faradays.
.Induksi Elektromagnetik
Bilamana kuat arus di kumparan primer diubah, maka di kumparan sekunder ternyata mengalir arus listrik, sedangkan kumparan sekunder itu tak bersambungan sama sekali dengan kumparan primer. Satu –satunya hubungan ialah adanya fluksgaris gaya medan magnet dari kumparan primer yang dialiri arus listrik, yang dicakup oleh kumparan sekunder. Jadi tentunya mengalirnya arus listrik di kumparan sekunder itu bukan disebabkan langsung oleh perubahan kuat arus listrik di kumparan primer, melainkan oleh adanya perubahan banyaknya fluks garis gaya medan magnet yang dicakup kumparan sekunder tersebut. Hal ini oleh Faraday sendiri diyakinkan dengan menggantikan kumparan primer yang dialiri arus listrik itu dengan batang magnet yang digerak –gerakkan mendekati lalu menjauhi kumparan sekunder sehingga banyaknya fluks garis gaya medan magnet yang dicakup kumparan sekunderpun berubah –ubah. Lebih lanjut, dengan mangamati arah arus yang berkaitan dengan penambahan fluks, misalnya dengan batang magnet yang lebih didekatkan, akan berlawanan dengan seandainya sebaliknya, yakni yang berkaitan dengan pengurangan fluks yang dicakup kumparan sekunder. Ternyata arah mengalirnya arus listrik di kumparan sekunder itu sedemikian hingga fluks garis gaya medan magnet yang ditimbulkan oleh kumparan sekunder itu mengkompensasi perubahan fluks yang dicakupnya. Jadi seolah–olah mengalirnya arus listrik di kumparan sekunder itu merupakan reaksi perubahan fluks garis gaya yang dicakupnya, sejalan dengan hukum Newton III dalam mekanika (Soedojo, 2004).
1.5 PROSEDUR
1.5.1 PROSEDUR PERCOBAAN
Percobaan 1.1 Medan Magnetik Pada Solenoid
Pasang induksi test rig pada 61-400 dengan sebuah kumparan
Buat rangkaian seperti yang ditunjukkan pada gambar 1-1-3 (rangkaian pengetesan) dan gambar 1-1-4(diagram pemasangan).
Gambar 1-1-4: Praktikum 1.1 Diagram Pemasangan
Pastikan bahwa resistor 100 ohm pada 61-400 di set ke posisi tengah.
Set CB ke posisi 1
Tekan dan lepas tombol power pada panel depan. Indikator hijau pada lampu bercahaya.
Set switch spdt ke posisi bawah (on). Panel sekarang telah siap untuk memulai praktikum 1.1 seperti gambar 1-1-5.
Gambar 1.5. Percobaan 1.1
Medan lilitan tanpa inti
Gunakan kompas dan amati medan di sekitar lilitan
Pada gamabr 1-1-10 (a) di skesi table hasil, sket/gambar arah jarum kompa ketika kompas digerakkan mengelilingi lilitan.
Pada gambar 1-1-10 (b) di seksi table hasil, sket/gambar arah medan. Tipe/tipekal hasil diberikan pada gambar 1-1-13. Medan lilitan diberikan inti
Masukkan inti besi ke tengah lilitan mendukung pada induksi test rig
Amati medan sekeliling lilitan menggunkan kompas catat bahwa kutub elektromagnetik berada pada ujung batang besi
Aksi Solenoid
Set switch spdt ke posisi atas (mati)
Posisiakn inti besi sehingga menempati semua bagian dari coil pendukung tapi tidak menonjol ke bagian tangan kanan. Gerakkan inti besi ke bagian kanan dari koil pendukung seperti yang ditunjukkan pada gambar 1-1-6.
Set variable resistor ke "max" dan pegang koil pada posisi atas, set switch spdt ke posisi bawah(on), amati bahwa inti besi bergerak ke kanan
Set switch spdt ke posisi atas (off) dan tekan dan lepas tombol power. Indikator hijau dipadamkan.
Percobaan 1.2 Gaya Tarik Magnet Pada Sebuah Solenoid
Lepaskan rakitan lilitan induksi dan pasang solenoid test rig pada 61-400
Buat rangkaian seperti pada gambar 3-4-7 (rangkaian pengetesan) dan gambar 3-4-8 (diagram pemasangan).
Gambar 1-1-8: Praktikum 1.2 Diagram Pemasangan
Pastikan bahwa resistor 100 ohm pada 61-400 diset ke posisi minimum.
Set switch spdt ke posisi off (a1)
Menunjuk ke gambar 1-1-9 untuk penempatan setelan alat dan titik pengukur arus pada solenoid test rig.
Kalkulasi Gaya
Untuk memperoleh sebuah nilai untuk gaya bahwa solenoid beropersi lagi/melawan, ini perlu untuk mengukur luas/jarak per dari panjang ketegangan/kerenggangan nya, Gunakan satuan nilai per (grams/mm), gaya terjadi ketika per diperpanjangkan/dimelarkan dapat dihitung. Harga untuk nilai per adalah 4,38 g/mm.
Sesuaikan "load thumkbscrew" jadi beban per tidak dimelarkan dan begitu tidak ada beban pada poros lengan.
Ukuran jarak tegangan/regangan per dalam mm dengan aturan yang tersedia. Itu seharusnya 20 mm. Catat nilai ini.
Perhitungan Panjang Stroke
Untuk menentukan keseluruhan panjang stroke solenoid, tekan inti solenoid ke bawah strokenya dan ukur sisa panjang yang keluar jauh dari titik. Batas data ini seharusnya 8 mm untuk jarak terdekat. Dari data yang dihasilkan, ukuran stroke dirinci sepanjang 4 mm. Oleh karena itu, jika kita mengukur titik data/dantum 8+14 mm, itu adalah 22 mm untuk (x), inti yang diperpanjang akan berada pada panjang maksimum strokenya.
Setel ukuran stroke dengan mengatur sekrup ke posisi paling kencang.
Untuk menghitung ukuran stroke, ukur panjang inti yang tampak dan kurangi panjang/jarak terdekat untuk 8 mm.
Panjang/Ukuran stroke (SL) = X – CL
Setel circuit breaker ke posisi nyala (1)
Tata Cara Pemasangan
Tekan dan lepas tombol power pada panel depan. Lampu indikator hijau pada tombol harus menyala.
Tekan kebawah tiang beban (load beam) untuk memperluas/memperpanjang inti. Set stroke length thumbscrew pada alat percobaan solenoid untuk mendapatkan panjang inti yang Nampak "x" pada 22 mm.
Set tombol spdt ke posisi on"a2", solenoid mungkin atau tidak mungkin di energize berhak mendapat toleransi.
Ser tombol spdt hidup dan mati beberapa waktu ketika menyetel stroke length thumbscrew, sampai inti benar-benar tertarik ke dalam.
1.5.2 DATA HASIL PERCOBAAN
A. Percobaan 1.1 ( Medan Magnetik Pada Solenoida )
B. Percobaan 1.2 Gaya Tarik Magnet Pada Sebuah Solenoid
Arus Solenoid (A)
(X - CL) = SL (mm)
Panjang Pegas Saat Bertambah (b)
(mm)
Force (mN)
(b-20) x 4,38
X
(mm)
CL
(mm)
SL
(mm)
0,38
15
8
7
22
8,76
0,30
14
8
6
26
26,28
0,25
13
8
5
28
35,04
1.5.3. PENGOLAHAN DATA
a.(X – CL) = SL (mm)
Pada saat X = 15 mm dan CL = 8 mm
SL (mm) = X (mm) – CL (mm)
SL (mm) = 15 mm – 8 mm
SL (mm) = 7 mm
Pada saat X = 14 mm dan CL = 8 mm
SL (mm) = X (mm) – CL (mm)
SL (mm) = 14 mm – 8 mm
SL (mm) = 6 mm
Pada saat X = 13 mm dan CL = 8 mm
SL (mm) = X (mm) – CL (mm)
SL (mm) = 13 mm – 8 mm
SL (mm) = 5 mm
b. Force = (b – 20) x 4,38
Panjang pegas saat bertambah (b) = 22 mm
F = (b – 20) x 4,38
F = (22 – 20) x 4,38
F = 2 x 4,38
F = 8,76 mN
Panjang pegas saat bertambah (b) = 26 mm
F = (b – 20) x 4,38
F = (26 – 20) x 4,38
F = 6 x 4,38
F = 26,28 mN
Panjang pegas saat bertambah (b) = 28 mm
F = (b – 20) x 4,38
F = (28 – 20) x 4,38
F = 8 x 4,38
F = 35,04 mN
1.6. TUGAS DAN JAWABAN
Review ulang materi Praktikum I !
Jelaskan kaidah tangan kanan !
Pengaplikasian medan magnet dalam kehidupan sehari-hari !
Jelaskan sifat arah kutub kompas pada suatu kawat yang dialiri arus !
Jawab:
Pada Praktikum Satu yang telah kita lakukan,kita dapat mempelajari pengaruh medan magnet yang dihasilkan oleh kumparan pada solenoida jika dialiri arus listrik. Dengan menggunakan kompas kami dapat melihat pergerakan dari arah magnet yang berasal dari kumparan yang dialiri arus listrik. Dari hasil praktikum, kami mendaptkan bahwa arah medan magnetik dari utara kea rah selatan.
Kita juga mempelajari bagaimana pengaruh perputaran sekrup menuju ke bawah (trip) yang dipengaruhi oleh gaya medan magnet pada solenoid setelah diatur panjang SL. Kami juga mendapatkan cara menghitung dari pengolahan datanya.
Kaidah Tangan Kanan digunakan untuk menentukan arah medan magnet disekitar kawat berarus listrik. Bunyi hukum atau aturan tangan kanan adalah "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.". Atau dengan kata lain Hukum atau aturan tangan kanan atau kaidah tangan kanan berfungsi untuk mencari arah medanmagnet pada kawat lurus.
Salah satu aplikasi dari penggunaan medan magnet adalah pada Loudspeaker. Loudspeaker digunakan sebagai alat penguat suara.
Prinsip Kerja :
Pada gambar diatas, dapat kita lihat bahwa pada dasarnya Speaker terdiri dari beberapa komponen utama yaitu Cone, Suspension, Magnet Permanen, Voice Coil dan juga Kerangka Speaker. Dalam rangka menterjemahkan sinyal listrik menjadi suara yang dapat didengar, Speaker memiliki komponen Elektromagnetik yang terdiri dari Kumparan yang disebut dengan Voice Coil untuk membangkitkan medan magnet dan berinteraksi dengan Magnet Permanen sehingga menggerakan Cone Speaker maju dan mundur. Voice Coil adalah bagian yang bergerak sedangkan Magnet Permanen adalah bagian Speaker yang tetap pada posisinya. Sinyal listrik yang melewati Voice Coil akan menyebabkan arah medan magnet berubah secara cepat sehingga terjadi gerakan "tarik" dan "tolak" dengan Magnet Permanen. Dengan demikian, terjadilah getaran yang maju dan mundur pada Cone Speaker. Cone adalah komponen utama Speaker yang bergerak. Pada prinsipnya, semakin besarnya Cone semakin besar pula permukaan yang dapat menggerakan udara sehingga suara yang dihasilkan Speaker juga akan semakin besar. Suspension yang terdapat dalam Speaker berfungsi untuk menarik Cone ke posisi semulanya setelah bergerak maju dan mundur. Suspension juga berfungsi sebagai pemegang Cone dan Voice Coil. Kekakuan (rigidity), komposisi dan desain Suspension sangat mempengaruhi kualitas suara Speaker itu sendiri.
Penyimpangan magnet jarum kompas akan makin besar jika kuat arus listrik yang mengalir melalui kawat diperbesar. Arah penyimpangan jarum kompas bergantung arah arus listrik yang mengalir dalam kawat. Gejala itu terjadi jika kawat dialiri arus listrik. Jika kawat tidak dialiri arus listrik, medan magnet tidak terjadi sehingga magnet jarum kompas tidak bereaksi. Perubahan arah arus listrik ternyata juga memengaruhi perubahan arah penyimpangan jarum kompas. Perubahan jarum kompas menunjukkan perubahan arah medan magnet. Untuk menentukan arah medan magnet di sekitar penghantar berarus listrik dapat ditentukan dengan cara Jika arah arus listrik mengalir sejajar dengan jarum kompas dari kutub selatan menuju kutub utara, kutub utara jarum kompas menyimpang berlawanan dengan arah putaran jarum jam. Jika arah arus listrik mengalir sejajar dengan jarum kompas dari kutub utara menuju kutub selatan, kutub utara jarum kompas menyimpang searah dengan arah putaran jarum jam.
1.7 ANALISA HASIL PERCOBAAN
Pada praktikum kali ini kami mempelajari tentang medan magnetik pada solenoida. Disini kami akan membuktikan jika pada suatu lilitan yang di aliri listrik akan menimbulkan induksi magnetik. Pada praktikum ini kami melakukan dua kali percobaan yaitu pada percabaan pertama yaitu percobaan medan magnetik pada solenoida dan percobaan kedua yaitu gaya tarik magnet pada solenoid. praktikum pertama kami menggunakan kompas untuk membuktikan suatu induksi magnetik dengan cara meletakkan kompas di sekitar solenoid sesuai dengan putaran jarum jam. Dapat dilihat di setiap peletakkan kompas pada solenoid terdapat perbedaan arah yang terdapat pada kompas.Hal ini dikarnakan Ketika kutub utara magnet batang digerakkan masuk ke dalam kumparan, jumlah garis gaya-gaya magnet yang terdapat di dalam kumparan bertambah. Bertambahnya jumlah garis- garis gaya ini menimbulkan GGL induksi pada ujung-ujung kumparan. Jarum kompas membentuk arah jarum jam yang berbeda beda pada saat didekatkan pada kumparan. Pada saat diletakkan pada arah jam 12 kumparan jarum kompas menunjukkan kearah atas yang menyamping ke kanan, pada jam 3 jarum kompas menunjuk kearah kiri, Pada saat jam 6 jarum kompas menunjuk kearah atas menyamping ke kanan, dan pada jam 9 jarum jam mengarah kearah kiri.
Pada percobaan kedua kami akan membuktikan gaya tarik magnet pada solenoid.. Dari Hasil percobaan yang diberikan juga dapat dibuktikan bahwa semakin besar arus yang diberikan maka akan semakin besar juga gaya tarik magnetic yang terjadi pada solenoid. Selama melakukan percobaan, kami hanya mengamati asisten laboratorium menjelaskan bagaimana prinsip kerjanya. Setelah mengamati penjelasan kami membuktikan perhitungan dari penjelasan asisten laboratorium tersebut degan cara membuat pengolahan datanya. Dari pengolahan data tersebut kami dapati semakin panjang pegas direnggangkan semakin cepat trip yang terjadi dan sebaliknya semakin pendek pegas maka trip akan semakin lama. Didapat juga apabila nilai SL yang didapat semakin kecil maka nilai force akan semakin besar, begitu juga sebaliknya jika nilai SL semakin besar maka nilai force akan semakin kecil didapat. Dan pegas semakin panjang nilai force semakin besar.
1.8 KESIMPULAN
Arah yang ditunjuk jarum kompas merupakan arah medan magnet yang berkeliling didalam solenoida.
Arah medan magnet yang dihasilkan akan bergerak dari arah utara menuju selatan jika dialiri arus yang diputar searah jarum jam.
Semakin panjang pegas maka semakin besar nilai force yang dihasilkan dan arus solenoid semakin kecil.
Semakin panjang pegas maka trip akan semakin cepat.
Semakin kecil nilai SL maka semakin besar nilai force.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Tim LaboratoriumMedan Elektromagnetik. 2017.Modul Praktikum Fenomena Medan Elektromagnetik.Inderalaya: Universitas Sriwijaya.
[11] Wiendartun. 2012. Kemagnetan, http://file.upi.edu/Direktori/FPMIPA/ JU R._PEND._FISIKA/195708071982112-WIENDARTUN/18.Kemagnetan Mklh-1.pdf.(Dikutip pada 10 Oktober 2017 di Palembang).
[12] Susilo. 2017. Listrik Magnet. http://sertifikasi.fkip.uns.ac.id/file_public/ 2017/ MODUL%202017/Fisika/Bab-12-Listrik-Magnet.pdf. (Dikutip pada 10 Oktober 2017 di Palembang).
[13] _____. 2017. Medan Magnet dan Solenoida. http://sir.stikom.edu/1069/5/Bab_II.pdf.(Dikutip 10 Oktober 2017 di Palembang).
LAMPIRAN
Modul 61-400 Kompas
Induction Test Rig Solenoid Test Rig
Jumper Multimeter
LAMPIRAN KESALAHAN
Kesalahan Analisa Hasil Percobaan
Kesalahan Kesimpulan
