Laporan Praktikum Ayunan Magnetik

I. Pendahuluan

I.1 Tujuan

Menentukan besar gaya magnet yang timbul pada kumparan berarus

yang ditempatkan pada medan magnet.

I.2 Teori Dasar

Defenisi Medan Magnet Medan magnet didefenisikan sebagai

daerah atau wilayah yang jika sebuah benda bermuatan listrik berada

pada atau bergerak didaerah itu maka benda tersebut akan mendapatkan

gaya magnetic. Adanya medan magnetic disekitar arus listrik dibuktikan

oleh Hans Christian Oersted melalui percobaan.(GIANCOLLI Jilid 2).

Gaya yang diberikan satu magnet terhadap yang lainnya dapat

dideskripsikan sebagai interaksi antara suatu magnet dan medan magnet

dari yang lain. Sama seperti kita menggambarkan garis-garis medan

listrik, kita juga dapat menggambarkan garis-garis medan magnet. Garis-

garis ini dapat digambarkan, seperti garis-garis medan listrik, sedemikian

sehingga : 1. Arah medan magnet merupakan tangensial (garis singgung)

terhadap suatu garis dititik mana saja 2. Jumlah garis persatuan luas

sebanding dengan besar medan magnet. (GIANCOLLI

Magnet tidak hanya melakukan gaya pada magnet lain, tetapi juga

dapat melakukan gaya pada arus listrik. Jika kawat yang dialiri arus listrik

ditempatkan dalam medan magnet, maka kawat tersebut mendapat gaya

magnet. Besar dan arah gaya yang dialami kawat yang dialiri arus listrik

dalam medan magnet oleh hukun lorentz.

di mana

F = gaya yang diukur dalam unit satuan newton

1 Laporan praktikum fisika dasar 2Ayunan magnetikFakultas Sains teknologi UIN bandung 2013Khoerun Nisa Syaja’ah

I = arus listrik dalam ampere

B = medan magnet dalam satuan tesla

= perkalian silang vektor, dan

L = panjang kawat listrik yang dialiri listrik dalam satuan meter.

Besarnya gaya lorentz yang dialami kawat berarus listrik dapat ditulis

F=ILBsin θ

Dengan θadalah sudut antara vector L dan vektor B

Jika kita memiliki sebuah kawat berarus bermasa m, dan berada

dalam medan magnet makan kawat tersebut akan bekerja gaya – gaya

sebagai berikut:

Berdasarkan gambar, maka gaya magnet yang bekerja pada kumparan adalah :

F=W tan θ

Sehingga

tan θ = bil/mg


I.3 Metoda Percobaan

I.3.1 Alat dan Bahan

1. Kit ayunan magnetik 1 paket

2. Magnet U 2 buah

3. Kumparan 4 buah

4. Tiang pengait 2 buah

5. Kabel Penghubung 6 buah

6. Amperemeter 1 buah

7. Neraca Digital 1 buah

I.3.2 Prosedur Percobaan


Persiapkan alat dan rangkai alat seperti

pada gambar

Pasang magnet di tengah tiang penyangga

Pasang kumparan pada tiang penyangga melewati bagian dalam magnet

Percobaan 1

Gunakan pada kumparan yang berbeda masing –masing 4 kali

Percobaan 2

Berikan hambatan yang berbeda masing – masing 5 kali

Catat sudut simpangan terjauh dan kuat arus listrik yang ditunjukan

amperemeter

Hasil

II. Data dan pengolahan data

Percobaan 1 (variasi kumparan )

Magnet besar

Kumparan I (A) θ l (m)Massa(kg) tan θ R ohm sin θ A g B (T) F(N)

1 23,8 44 0,07 0,0025 0,96 1 0,69 47,83 10 17,08 19,632 12,1 40 0,065 0,0024 0,83 1 0,64 47,83 10 17,66 8,883 7,8 36 0,064 0,0026 0,72 1 0,58 47,83 10 19,43 5,624 6,7 26 0,06 0,0026 0,48 1 0,43 47,83 10 20,73 3,58

rata- rata 12,6 36,5 0,06475 0,002525 0,7475 1 0,585 47,83 10 18,72 8,93

Magnet Kecil

Kumparan I (A) θ l (m)

Massa(kg) tanθ

R ( ohm) sinθ a g B (T) F(N)

1 22,4 35 0,07 0,0025 0,7 1 0,57 30,19 10 10,78 9,642 20,8 34 0,065 0,0024 0,67 1 0,55 30,19 10 11,15 8,293 8,9 23 0,064 0,0026 0,42 1 0,39 30,19 10 12,26 2,724 7,9 23 0,06 0,0026 0,42 1 0,39 30,19 10 13,08 2,42

rata-rata 15 28,75 0,06475 0,002525 0,5525 1 0,475 30,19 10 11,82 5,77

Grafik

Magnet besar magnet kecil


0.055 0.06 0.065 0.07 0.0750

0.5

1

1.5

f(x) = 47.83251231527 x − 2.349655172414R² = 0.934326482762585

tan teta terhadap l

l (m)

tan

teta

0.055 0.06 0.065 0.07 0.0750

0.20.40.60.8

f(x) = 30.19704433498 x − 1.40275862069R² = 0.654785574012722

tan teta terhadap l

l (m)

tan

teta

Percobaan ke 2

Magnet besar

NO R (ohm) m(kg) I(A) teta l (m) tan teta sin teta a G B F1 1 0,0026 18,5 36 0,07 0,72 0,58 0,011 10 0,0041 0,0030692 2,2 0,0026 18,1 36 0,07 0,72 0,58 0,011 10 0,0041 0,0030023 2,7 0,0026 15,2 35 0,07 0,7 0,57 0,011 10 0,0041 0,0024784 3,3 0,0026 14,4 34 0,07 0,67 0,55 0,011 10 0,0041 0,0022655 4,7 0,0026 12,1 33 0,07 0,65 0,54 0,011 10 0,0041 0,001869

rata-rata 2,78 0,0026 15,66 34,8 0,07 0,692 0,564 0,011 10 0,0041 0,002537

Magnet kecil

NO R (ohm) m(kg) I(A) Teta l (m) tan teta sin teta a g B F1 1 0,0026 15,5 25 0,07 0,46 0,42 0,017 10 0,0063 0,00292 2,2 0,0026 15,4 24 0,07 0,44 0,4 0,017 10 0,0063 0,00273 2,7 0,0026 15,1 23 0,07 0,42 0,39 0,017 10 0,0063 0,00264 3,3 0,0026 12,4 22 0,07 0,4 0,37 0,017 10 0,0063 0,00205 4,7 0,0026 12,1 21 0,07 0,38 0,35 0,017 10 0,0063 0,0019

rata-rata 2,78 0,0026 14,1 23 0,07 0,42 0,386 0,017 10 0,0063 0,0024

Grafik

Magnet besar magnet kecil


11.5 12 12.5 13 13.5 14 14.5 15 15.5 160

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

f(x) = 0.0169844020797227 x + 0.18051993067591R² = 0.832235701906412

tan teta terhadap i

i (A)

tan

teta

11 12 13 14 15 16 17 18 190.6

0.620.640.660.68

0.70.720.74

f(x) = 0.0112803593991296 x + 0.515349571809632R² = 0.934409152288724

tan teta terhadap i

i (A)

tan

teta

III. Pembahasan Percobaan ayunan magnetik, pada percobaan pertama melakukan

pengamatan dengan memvariasikan kumparan dengan massa dan panjang terntentu dan percobaan kedua memvariasikan besar hambatan kemudian mengamati hasil dari sudut pada simpangan dan besar arus yang dihasilkan.

Dari hasil percobaan pertama masing – masing kumparan menghasilkan arus dan sudut yang berbeda – beda, begitu juga dengan percobaan kedua, hal ini mempengaruhi terhadap nilai gaya magnetik yang sangat dipengaruhi oleh medan magnet ( T )sudut yang dibentuk(θ ), panjang kumparan(l), dan (i) kuat arus listrik, dari hasil pengamatan semuanya berbanding lurus terhadap F maka ketika sudut, atau medan magnet, panjang kumparan dan arus lisrik milainya diperbesar maka nilai F (gaya) juga akan besar dan sesuai dengan persamaan F=IlBsin θ.

Setelah menentukan sudut yang dihasilkan pada kumparan yang dialiri listrik kemudian diperoleh nilai tan θ untuk mengetahui nilai medan magnet (T) pada kumparan. Selanjutnya nilai medan magnet ini melengkapi menentukan nilai gaya magnetik yang dihasilkan oleh sebuah kumparan yang dialiri listrik.

Ada dua jenis magnet U yang digunakan pada percobaan kali ini yaitu jenis magnet U besar dan jenis Magnet U kecil masing – masing magnet menghasilkan sudut yang berbeda pada saat didekatkan menuju kumparan berarus listrik pada percobaan pertama variasi kumparan bisa dilihat pada tabel data dan pengolahan medan magnet yang dihasilkan diperoleh dengan besar sudut yang dihasilakan adapun besar rata – rata medan magnet yang dihasilkan untuk masing – masing magnet besar dan kecil adalah 18,72 T


dan 11,82 T adapun gaya magnetik yang dihasilkan diambil dari gradien a antara tan θ dengan panjang l adapun hasil besar gaya magnetik yang dihasilkan magnet kecil adalah dengan rata – rata 5,77 N sedangkan untuk magnet besar adalah dengan rata-rata 8,93 N magnet besar menghasilkan gaya magnetik yang lebih besar dibandingkan magnet kecil.

Pada percobaan kedua variasi berupa hambatan, hambatan ini akan mempengaruhi arus listrik dan tegangan yang diberikan kepada sebuah kumparan, dan akan menyebabkan perbedaan sudut yang dihasilkan pada saat masing – masing magnet U besar maupun kecil ketika didekatkan menuju kumparan. Seperti halnya percobaan pertama hasil ini akan menetukan besarnya medan magnet, adapun medan magnet rata – rata untuk magnet besar dan kecil adalah : rata – rata besar medan magnet untuk magnet besar 0,0041 T dan magnet kecil 0,0063 dan grafik anatara tanθ terhadap i kemudian bisa menentukan gaya magnetik untuk setiap variasi hambatan adapun rata – rata gaya magnetik yang dihasilkan masing – masing magnet besar dan kecil adalah : rata – rata besar gaya magnetik untuk magnet besar 0,002537 N dan untuk magnet kecil 0,0024 N

Perbanding F dan B yang dihasilkan percobaan pertama dan kedua berbeda hal ini dikarenakan pengaruh sudut dan perbedaan arus yang diterima oleh masing – masing kumparan, resistor yang konstan memberikan arus dan tegangan yang konstan pula, namun pada percobaan kedua resistor atau hambatan dibuat bervariasi sehingga jalannya arus tegangan dan arus listrik yang mengalir pada kumparan menjadi berbeda kemudian hal ini akan mempengaruhi medan magnet pada ayunan kumparan yang digerakan oleh magnet tersebut. Medan magnet akan melengkapi mempengaruhi besarnyat nilai gaya magnetik.

IV. Kesimpulan

Besar gaya magnet pada kawat berarus dapat ditentukan dengan

melihat persimpangan sudut yang dihasilkan pada saat ayunan magnetik

sebuah kumparan, Jika kawat yang dialiri arus listrik ditempatkan dalam

medan magnet, maka kawat tersebut mendapat gaya magnet. Besar dan

arah gaya yang dialami kawat yang dialiri arus listrik dalam medan

magnet oleh hukun lorentz.


V. Daftar Pustaka

Mikrajudin Abdullah, Diktat fisika ITB jilid 2, Fakultas FMIPA 2006,

bandung

Haliday resnick, fundamental of physic vol 2, versi ebook

Tipler P.”Fisika untuk sain dan Teknik jilid II “ Erlangga ( terjemahan )

http://www.slideshare.net/anniskenny/makalah-fisika-magnet (diakses

tangga 11042013)

Kanginan, Marthen, fisika untuk kelas XII SMA, Erlangga jakarta

VI. Lampiran


http://www.slideshare.net/anniskenny/makalah-fisika-magnet

Laporan Praktikum Ayunan Magnetik

Documents

Transcript of Laporan Praktikum Ayunan Magnetik