Kemagnetan

Oleh :Oleh :Erna Tresnawati (0605503)

Ade Suminarsih(060155)

Tujuan 1: Menentukan medan magnet Bumi pada percobaan medan magnet di sekitar kawat beraruspercobaan medan magnet di sekitar kawat berarus

Alat dan bahan

1. Kawat lurus2. Kompas3. Power Supply4. Amperemeter4. Amperemeter5. Rheostat6. Statif7. Kabel

Dasar Teori

Mulanya gejala kelistrikan dan kemagnetan dianggap sebagai dua hal yang terpisah, hingga abad ke-19. H.C. Oersted menemukan bahwa jarum kompas bila didekatkan pada kawat yang dialiri arus listrik arahnya akan berubah. Hal tersebut menunjukkan bahwa disekitar kawat berarus terdapat medan listrik dengan garis gaya magnet melingkar dan berpusat pada kawat tersebut.

William Gilbert menemukan bahwa bumi merupakan William Gilbert menemukan bahwa bumi merupakan magnet alami yang besar dengan kutub utara magnet berada di dekat kutub selatan geografis dan kutub selatan magnet berada di dekat kutub utara geografis.

Jika kawat berarus tersebut diletakkan pada arah utara-selatan magnet bumi, maka besar induksi magnet yang ditunjukkan oleh magnometer pada suatu titik berjarak R merupakan resultan dari medan magnet yang dihasilkan kawat dengan medan magnet bumi

BB

BI BR

θ

Dari grafik diperoleh :

BB

I

a

I

πµθ2

tan0=

θπµ

tan2

0 I

a

IBB =

B

I

B

B=θtan

a

IB I

πµ2

0=Diketahui : , maka

Besarθtan

Idapat dicari melalui grafik

tanθ

I

k

θtan

Ik =

ka

IBB

πµ2

0=

Maka besar BB adalah

Prediksi

Prediksi grafik BB terhadap BIBB

BI

BB adalah suatu konstanta yang besarnya tidak dipengaruhi oleh BI

Prediksi Grafik I terhadap tan θ

tanθ

I

α

Karena a (jari-jari dibuat konstan, maka ketika I diubah, θ ikut berubah yang menyebabkan tan θ

pun ikut berubah sesuai dengan I ~ tan θ

Eksplorasi

�Sketsa rangkaian untuk menentukan harga induksi magnet bumi

� Posisi kawat harus sejajar dengan arah utara selatan magnet bumi� Jika a dibuat tetap dan variabel I diubah, maka variabel θ juga akan

berubah.� Dari data yang diperoleh kita dapat membuat grafik hubungan I

terhadap tanθ� Besar induksi magnet bumi dapat ditentukan melalui persamaan

A

BB =θπ

µtan2

0 i

a

Prosedur Percobaan

1. Membuat rangkaian seperti pada sketsa rangkaian2. Memastikan rangkaian sudah benar3. Mengukur jarak kompas terhadap kawat (a).4. Menyalakan power supply5. Menentukan besar tegangan pada power supply.5. Menentukan besar tegangan pada power supply.6. Menggerakan rheostat untuk mengatur besar arus

yang akan digunakan7. Mengukur besar sudut penyimpangan jarum kompas.8. Ulangi langkah 6 dan 7 dengan besar arus yang

berbeda sebanyak lima kali untuk jarak kompas dengan kawat yang dibuat konstan

Data Hasil PengamatanTabel data hasil pengamatan

No I (A) θ (°) tan θ

1 0,5 22 0,40

2 1,0 28 0,532 1,0 28 0,53

3 1,5 33 0,65

4 2,0 36 0,73

5 2,5 39 0,81

AnalisisGrafik I terhadap tanθ

Pengolahan data

Txx

B B )5102,7(6,32102

71041 −=

−−

=ππ

ka

IB B

πµ2

0=

6,318,0

65,0 ==k

θtan1

Ik =

1tan α=k

ka

IBB

πµ2

0=I=

2tan α=k

Txx

B B )5108,8(4,42102

71042 −=

−−=

ππ

aπ2

θtan2

Ik =

4,417,0

75,0 ==k

Txxx

B B )5106,6(3,32102

71043 −=

−−=

ππ

3,318,0

6,0 ==k

θtan3

Ik =

3tan α=kk

a

IB B

πµ2

0=

( )Tx

BBBBBBBBBB )5101,1(

2

5106,06,1

2

3121−=−+=

−+−=∆

( )TxxBBBBBB 5101,15102,71 −±−=∆±=

Analisis grafikGrafik yang dibuat melalui hasil eksperimen berbeda dengan grafik pada prediksi. Perbedaan ini dapat terjadi karena kesalahan-kesalahan baik yang terjadi pada saat eksperimen, contohnya terjadi kesalahan dalam membaca data pada alat seperti kesalahan membaca sudut penyimpangan, maupun dapat terjadi karen alat yang digunakan sudah tidak bekrja dengan baik mislnya posisi magnet jarum sudah tidak benar-benar lurus dan tepat menunjukkan pada 0°dan 180 °, hal ini menyebabkan terjadinya kesalahan dalam pengambilan data. Selain itu dapat terjadi pula karena kesalahan pada pengolahan data, misalnya kurang btepat menentukan titik-titik yang harus diambil untuk dijadikan garis utama ketika membuat grafik dan adanyapembulatan-pembulatan angka untuk mempermudah perhitungan

Kesimpulan

•Nilai induksi magnet bumi memang benar dapat ditentukan, yaitu dengan menggunakan percobaan seperti yang telah dilakukan.• Nilai BB yang diperoleh melalui percobaan berbeda dengan nilai BB pada literaturmelalui percobaan BB = (7,2 x 10-5 ± 1,1 x 10-5)Tmelalui percobaan BB = (7,2 x 10-5 ± 1,1 x 10-5)Tmenurut literatur BB = 5 x 10-5 T• perbedaan nilai BB dapat terjadi karena 3 hal,yaitu:

1. adanya kesalahan pada praktikan, misalnya ada kesalahan pada saat membaca data

2. adanya kesalahan pada alat yang digunakan, misalnya ampere meter yang tidak berfungsi dengan baik

. Adanya kesalan pada proses pengolahan data, misalnya adanya pembulatan angka untuk mempermudah perhitungan.

%3,15%1005102,7

5101,1%100

1=

−−=∆

xx

xx

BB

BB

Presisi

Akurasi

%44%100)5105(

)5105()5102,7(%100

1=

−−−−

=−

xx

xxx

literatur

literturBB

Tujuan 2 : menentukan jumlah lilitan (N) pada percobaan medan magnet disekitar kawat melingkar

Alat dan bahan

1. Magnetometer2. Kompas3. Power Supply4. Amperemeter4. Amperemeter5. Rheostat6. Kabel

θtanBI BB =

R

INBI

2

0µ=

B

I

B

B=θtan

Cara menentukan jumlah lilitan (N) pada suatu kawat melingkar berdasarkan grafik

BB

BI BR

θ

Dari grafik diperoleh :

Diketahui bahwa :

R

INBB

2tan

0µθ =

I

RBN

B θµ

tan.2

0

.=

kRB

NB

0

..2

µ=

I

tanθ

k

Melalui substitusi diperoleh

Nilai k diperoleh dari grafik tanθ terhadap I seperti gambar diatas

Prediksi

Prediksi grafik BB terhadap BIBB

BI

BB adalah suatu konstanta yang besarnya tidak dipengaruhi oleh BI

Prediksi Grafik tan θ terhadap I

I

tanθ

α

Karena R dibuat konstan, maka ketika I diubah, θ

ikut berubah yang menyebabkan tan θ pun ikut berubah sesuai dengan I ~ tan θ

Eksplorasi

� Sketsa rangkaian listrik untuk menentukan jumlah lilitan pada percobaan medan magnet disekitar kawat melingkar.

� Letak kumparan harus sejajar dengan arah utara-selatan magnet bumi.� Jika jarak kompas dengan kawat dibuat konstan, maka variabel yang dapat

berubah adalah I dan θ.� Grafik yang dapat dibuat yaitu grafik tan θ terhadap I.� Jumlah lilitan dapat ditentukan melalui persamaan: RB

NB θtan.2 .=� Jumlah lilitan dapat ditentukan melalui persamaan:

I

RBN

B θµ

tan.2

0

.=

kRB

NB

0

..2

µ=k

I=θtan

Dapat dicari melalui grafik tan terhadap I, sehingga

Prosedur Percobaan

1. Membuat rangkaian seperti pada sketsa rangkaian

2. Memastikan rangkaian sudah benar

3. Mengukur jari-jari lingkaran (R)4. Menyalakan power supply5. Menentukan besar tegangan 5. Menentukan besar tegangan

pada power supply.6. Menggerakan rheostat untuk

mengatur besar arus yang akan digunakan

7. Mengukur besar sudut penyimpangan jarum kompas.

8. Ulangi langkah 6 dan 7 dengan besar arus yang berbeda sebanyak lima kali untuk jarak kompas dengan kawat yang dibuat konstan

Data Hasil Pengamatan

� Tabel data hasil pengamatan

No I (A) θ (°) tan θ

1 1,0 48 1,11

2 1,5 54 1,382 1,5 54 1,38

3 2,0 60 1,73

4 2,5 65 2,14

5 3,0 70 2,75

AnalisisGrafik tanθ terhadap I

kBR

NB

0

.2

µ=

Lilitan14710)14,3(4

)78,0)(5102,7)(2105,15(21 =

−−−=

x

xxN

78,09,0

7,0 ==k

Ik

θtan1=

1tanα=k

2tanα=k

Ik

θtan2 =

94,08,0

75,0 ==k

2tanα=k

Lilitan17710)14,3(4

)94,0)(5-102,7)(2105,15(22 =

−−=

x

xxN

54,04,1

75,0 ==k

Ik

θtan3 =

3tanα=k

Lilitan10710)14,3(4

)54,0)(5102,7)(2105,15(23 =

−−−=

x

xxN

lilitan 3,52

43

2

3121=+=

−+−=∆

NNNNN

( )lilitan5,3141 ±=∆±= NNN

Analisis grafikGrafik yang dibuat melalui hasil eksperimen berbeda dengan grafik pada prediksi. Perbedaan ini dapat terjadi karena kesalahan-kesalahan baik prediksi. Perbedaan ini dapat terjadi karena kesalahan-kesalahan baik yang terjadi pada saat eksperimen, contohnya terjadi kesalahan dalam membaca data pada alat seperti kesalahan membaca sudut penyimpangan, maupun dapat terjadi karen alat yang digunakan sudah tidak bekrja dengan baik mislnya posisi magnet jarum sudah tidak benar-benar lurus dan tepat menunjukkan pada 0°dan 180 °, hal ini menyebabkan terjadinya kesalahan dalam pengambilan data. Selain itu dapat terjadi pula karena kesalahan pada pengolahan data, misalnya kurang btepat menentukan titik-titik yang harus diambil untuk dijadikan garis utama ketika membuat grafik dan adanyapembulatan-pembulatan angka untuk mempermudah perhitungan

Kesimpulan

%25%10014

5,3%100

1==∆

xxN

N

Presisi

Jumlah lilitan(N) yang diperoleh dari percobaan adalah (14±3,5)lilitan

%65%10040

4014%100

1=

−=

−xx

literatur

literturN

Akurasi

Kawat melingkar termasuk solenoida, karena kawat tersebut memiliki nilai medan magnet yang sama pada simpal dan pusat lingkaran.

Saran

�Pastikan alat yang digunakan berfungsi dengan baik.

�Gunakan arus yang kecil agar simpangan tidak terlalu besar.tidak terlalu besar.

�Lebih teliti dalam pengambilan data dan pengolahan data