Download - gabungan L-5 2

LAPORAN PRAKTIKUM

KELISTRIKAN DAN KEMAGNETAN

INDUKSI MAGNET OLEH KAWAT BERARUS

LISTRIK

Oleh:

1. Nurul Handayani (13030654007)

2. Selsa Fabiola Besari (13030654018)

3. Yuniar Dwi Setyaning (13030654022)

4. Risyalatul Fariska (13030654033)

Prodi Pendidikan IPA A 2013

S1 PRODI PENDIDIKAN IPA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA

2014

INDUKSI MAGNET OLEH KAWAT BERARUS LISTRIK

ABSTRAK

Pada hari Selasa, 10 November 2014 kami telah melakukan praktikum tentang “Induksi Magnet oleh Kawat Berarus Listrik” di Laboratorium IPA FMIPA Universitas Negeri Surabaya. Tujuan dari parktikum kami adalah untuk menyelidiki pengaruh kuat arus dan jarak terhadap besar induksi magnet, pengaruh medan magnet di sekitar paku yang dililiti selenoida, dan pengaruh kawat tembaga terhadap arah kompas. Metode yang kami gunakan yaitu dengan merangkai alat dan bahan sesuai dengan gambar rancangan percobaan sesuai dengan tujuan yang akan dicapai pada masing-masing percobaan. Dihasilkan bahwa hubungan antara jarak dan kuat arus serta medan magnet berbanding terbalik. Tetapi, nilai antara kuat arus pada basicmeter dan hasil perhitungan didapatkan selisih 0.2 A, 0.12 A, dan 0.1 A dengan taraf ketelitian alat basicmeter adalah 84.7%. Selisih kuat arus tersebut haruslah tidak ada, karena secara teori nilai kuat arus yang dihasilkan harus sama. Sedangkan hasil untuk jumlah lilitan dan medan magnet yang dihasilkan adalah semakin banyak jumlah lilitan maka medan magnet yang dihasilkan semakin besar telah sesuai dengan teori. Tetapi, pada arah jarum kompas karena medan magnet menunjukkan hasil bahwa jarak antar kompas sebanding dengan medan magnet hal tersebut tidak sesuai karena kuat arus mengalir dari kutub south ke kutub north dimana menyebabkan jarak antar kompas haruslah berbanding terbalik dengan medan magnet. Kesalahan tersebut disebabkan karena penggunaan penggaris besi pada saat mengukur jarak kawat tembaga dengan magnetometer, mengkalibrasi arah kompas belum pada posisi yang benar, dan penempatan arah kompas belum pada posisi yang benar. Diharapkan laporan praktikum ini dapat bermanfaat kepada pembaca khususnya sebagai literatur untuk praktikum yang sama selanjutnya.

Kata kunci: kuat arus, medan magnet, dan arah kompas

DAFTAR ISI

Cover..............................................................................................................i

Abstrak........................................................................................................... ii

Daftar Isi........................................................................................................ iii

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang................................................................................

1

B. Rumusan Masalah.......................................................................... 1

C. Hipotesis......................................................................................... 1

D. Tujuan Percobaan........................................................................... 2

BAB II KAJIAN TEORI

A. Magnet dan Medan Magnet........................................................... 3

B. Medan Magnet yang Disebabkan oleh Kawat Lurus.................... 3

C. Medan Magnet Akibat Adanya Arus dalam Selenoida................. 4

BAB III RANCANGAN PERCOBAAN

A. Alat dan Bahan............................................................................... 7

B. Rancangan Percobaan.....................................................................8

C. Identifikasi Variabel...................................................................... 8

D. Langkah Percobaan....................................................................... 9

BAB IV DATA DAN ANALISIS

A. Data................................................................................................ 10

B. Analisis........................................................................................... 10

C. Pembahasan.................................................................................... 11

BAB V PENUTUP

A. Kesimpulan.....................................................................................13

B. Saran...............................................................................................13

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

Laporan Sementara

Lampiran Foto

Lampiran Perhitungan

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Tahun 1819, Hans Christian O, melalui suatu percobaan mendapatkan

bahwa di sekitar arus listrik timbul medan. Sedangkan Faraday

menggambarkan medan magnet dengan bantuan garis-garis medan. Kemudian

garis medan tersebut dinyatakan dengan angka. Kerapatan garis medan

didefinisikan sebagai banyak garis medan yang menembus suatu bidang secara

tegak lurus. Jika kerapatan garis gaya medan magnetnya membentuk sudut q

terhadap garis normal bidang. Untuk dapat mengetahui itu maka perlu

dilakukan praktikum “Induksi Magnet oleh Kawat Berarus Listrik “.

B. Rumusan Masalah

Berdasarkan uaraian latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan

beberapa rumusan masalah sebagai berikut:

1. Bagaimana pengaruh kuat arus dan jarak terhadap besar magnet induksi?

2. Bagaimana pengaruh medan magnet disekitar paku yang dililiti selenoida?

3. Bagaimana pengaruh kawat tembaga terhadap arah kompas?

C. Hipotesis

- Semakin jauh jarak kawat tembaga dengan magnetometer maka akan

semakin kecil medan magnet dan kuat arusnya.

- Semakin banyak lilitan selenoida pada paku akan semakin besar medan

magnetnya.

- Semakin jauh jark kompas terhadap kawat tembaga maka akan semakin

mendekati arah utara.

D. Tujuan Percobaan

1. Menyelidiki pengaruh kuat arus dan jarak terhadap besar magnet induksi.

2. Menyelidiki pengaruh medan magnet disekitar paku yang dililiti selenoida.

3. Menyelidiki pengaruh kawat tembaga terhadap arah kompas.

BAB II

KAJIAN TEORI

A. Magnet dan Medan Magnet

Sebuah magnet memiliki dua ujung atau kutub yang disebut kutub,

dimana efek magnet paling kuat. Ketika magnet digantung dengan benang,

ternyata salah satu kutub akan selalu menunjuk ke utara sedangkan kutub

satunya menunjuk arah selatan kutub yang mengarah ke utara disebut kutub

utara sedangkan kutub yang menunjukkan arah selatan disebut kutub selatan.

Dua magnet ketika didekatkan maka masing–masing magnet akan

memberikan gaya satu dengan yang lainnya. Jika kutub yang sama saling

didekatkan maka akan timbul gaya tolak menolak dan sebaliknya jika kutub

yang didekatkan berbeda maka akan saling tarik menarik. Tetapi hal ini tidak

sama dengan gaya yang pada muatan listrik, salah satu hal yang membedakan

jika muatan listrik negatif dan positif dapat dipisahkan sedangakan dengan

mudah, sedangkan jika magnet dipotong–potong tetap akan mendapatkan

kutub utara dan selatan tidak dapat dipisahkan,

(a) (b)

Gambar 1: (a) kutub–kutub magnet yang sama akan tolak–menolak dan yang tidak

sama akan tarik–menarik; (b) Sebuah magnet yang dipotong tidak akan

dapat memisahkan kedua kutubnya, setiap potongnya akan memiliki

kutub utara dan selatan

Gaya yang diberikan satu magnet terhadap yang lainnya dapat

dideskripdikan sebagai interaksi antara suatu magnet dan medan magnet dari

yang lain. Sama halnya pada medan listrik pada medan magnet kita juga dapat

menggambarkan garis – garis medan magnet. Arah medan magnet pada suatu

titik bisa didefinisikan sebagai arah yang ditunjuk kutub utara sebuah jarum

kompas ketika diletakkan dititik tersebut.

Gambar 2: Garis – garis medan magnet

Berdasarkan gambar diatas dapat dilihat bahwa garis – garis tersebut

selalu menunjuk dari kutub utara menuju kutub selatan magnet (kutub utara

jarun kompas tertarik ke kutub selatan magnet). Kita dapat mendifinisikan

medan magnet di sembarang titik sebgai vektor yang dinyatakan dengan simbol

B. Besarnya B dapat didefinisikan dalam momen yang diberikan pada jarum

kompas ketika membentuk sudut tertentu terhadap medan magnet.

B. Medan Magnet yang Disebabkan oleh Kawat Lurus

Pada tahun 1820 Hans Christian Oersted menemukan bahwa ketika jarum

kompas didekatkan kawat listrik maka jarum akan menyimpang. Apa yang

ditemukan Oersted adalah bahwa arus listrikdapat menghasilkan medan

magnet.

Medan magnet yang disebabkan oleh arus listrik pada kawat lurus yang

panjang adalah sedemikian sehingga garis–garis medan magnet merupakn

lingkaran dengan kawat tesebut sebagai pusatnya.

Gambar 3: Arah arus listrik dengan garis – garis medan magnet disekitarmya

sesuai dengan kaidah tangan kanan yaitu ibu jari menunjukkan

arah arus dan tangan yang melingkar merupakan arah medan

magnet.

Kuat medan pada suatu titik akan lebih besar jika arus yang mengalir

pada kawat dan medan akan lbih kecil apabila arus yang mengalir lebih kecil.

Eksperimen yang teliti menunjukkan bahwa medan magnet B pada titik didekat

kawat lurus yang panjang berbanding lurus dengan I pada kawat dan

berbanding terbalik terhadap jarak r dari kawat:

B∝ Ir

Hubungan ini akan valid selama r, jarak tegak lurus ke kawat, jauh lebih

kecil dari jarak ke ujung – ujung kawat. Sehingga untuk menghitung besar

medan magnet disekitar kawat dapat dihitung dengan menggunakan

persamaan:

B=µ0 . I

2 π . r

Keterangan: B = medan magnet

µo = permeabilitas ruang hampa (4π.0-7 T)

r = jarak dari kawat

C. Medan Magnet Akibat Adanya Arus dalam Selenoida

Selenoida digunakan untuk menghasilkan medan magnet kuat, seragam

dalam daerah yang dikelilingi oleh kumparannya. Perannya dalam magnet

hampir sama seperti kapasitor pada elektrostatik. Setiap kumparan

menghasilkan medan magnet dan medan total dalam selenoida merupakan

jumlah medan – medan yang disebabkan oleh setiap loop arus.

Gambar 4: medan magnet pada kumparan selenoida

Untuk menghitung besarnya medan magnet yang ada disekitar kumparan

dapat menggunakan persamaan sebagai berikut:

B=μo. N . I

dengan: B = medan magnet

µo = permeabilitas ruang hampa (4π.10-7 T)

N = jumlah lilitan/kumparan

I = arus listrik

Dalam hal ini perlu diperhatikan bahwa B hanya bergantung pada jumlah

loop persatuan panjang, N dan arus I. Medan tidak bergantung pada posisi

didalam selenoida, sehingga B seragam. Hal ini hanya berlaku untuk selenoida

tak hingga, tetapi merupakan pendekatan yang baik untuk titik – titik yang

sebenarnya yang tidak dekat ke ujung.

BAB III

RANCANGAN PERCOBAAN

A. Alat dan Bahan

Alat Bahan

- Tahanan geser 1 buah - Baterai 3 buah

- Basicmeter 1 buah - Kawat tembaga 1 buah

- Magnetometer 1 buah - Kawat selenoida secukupnya

- Kompas 4 buah - Paku 1 buah

- Mistar 1 buah - Serbuk besi secukupnya

- Penjepit buaya 1 buah

B. Rancangan Percobaan

- Menyelidiki pengaruh kuat arus dan jarak terhadap besar magnet induksi

- Menyelidiki pengaruh medan magnet di sekitar paku yang dililiti solenoida

-+

Kawat tembaga

-+

Magnetometer

BasicmeTahanan

Serbuk besi

Paku dililiti solenoida

- Menyelidiki pengaruh kawat tembaga terhadap arah kompas

C. Identifikasi Variabel

1. Menyelidiki pengaruh kuat arus dan jarak terhadap besar magnet induksi

Variabel manipulasi Variabel kontrol Variabel respon

Jumlah baterai,

tahanan geser dan

jarak kawat tembaga

terhadap

magnetometer

Basicmeter dan

magnetometer

Skala dan arah jarum

yang ditunjukkan pada

magnetometer

Definisi Operasional Definisi Operasional Definisi Operasional

Jumlah baterai

menggunakan 1.5 V, 3

V, dan 4.5 V dan jarak

yang digunakan 1 cm

dan 2 cm

Basicmeter alat

pengukur kuat arus

dan magnetometer

adalah aplikasi di hp

android

Skala magnetometer

menggunakan satuan

µT dan arah jarum

menunjukkan kanan

atau kiri

2. Menyelidiki pengaruh medan magnet di sekitar paku yang dililiti solenoid


Kawat tembaga

kompas

-+

Jumlah lilitan

solenoida

Baterai, serbuk besi,

dan paku

Medan magnet


Jumlah lilitan

selenoida

menggunakan 20, 30,

40, 50, dan 60

Jumlah baterai

menggunakan 2 baterai

Daerah medan magnet

yang terjadi di sekitar

paku yang dililiti

selenoida

3. Menyelidiki pengaruh kawat tembaga terhadap arah kompas


Jarak 4 kompas dari

titik pusat

Baterai dan kawat

tembaga

Arah kompas


Jarak kompas yang

digunakan meliputi 2

cm, 3 cm, 4 cm, 5 cm,

dan 6 cm

Jumlah baterai

menggunakan 2

baterai dan kawat

tembaga lurus 1 buah

Arah kompas yang

ditunjuk yaitu

bergerak searah jarum

jam atau berlawanan

arah jarum jam

D. Langkah Percobaan

- Menyelidiki pengaruh kuat arus dan jarak terhadap besar magnet induksi

1. Menghubungkan baterai dengan tahanan geser dan basicmeter dengan

menggunakan penjepit buaya.

2. Kemudian menjepitkan/menghubungkan kawat tembaga pada kedua

ujung penjepit buaya yang telah dihubungkan dengan baterai, tahanan

geser, dan basicmeter. Setelah itu memastikan bahwa rangkaian telah

terhubung dengan benar dengan mengamati basicmeter apakah sudah

menyala atau belum dengan mengubah batas ukurnya.

3. Mengkalibrasi magnetometer

4. Mendekatkan kawat tembaga pada magnetometer dengan jarak tertentu

menggunakan mistar.

5. Mengamati perubahan yang terjadi pada magnetometer dan mencatat

hasilnya dalam bentuk tabel.

6. Mengulangi langkah-langkah di atas sebanyak 3 kali dengan

memanipulasi jumlah baterai, tahanan geser, dan jarak kawat tembaga

terhadap magnetometer.

- Menyelidiki pengaruh medan magnet di sekitar paku yang dililiti solenoida

1. Melilitkan kawat solenoida pada paku.

2. Menghubungkan kedua ujung kawat solenoida pada baterai dengan

menggunakan penjepit buaya.

3. Mendekatkan paku yang telah dililiti solenoida pada serbuk besi.

4. Mengamati perubahan yang terjadi dan mencatat hasilnya dalam bentuk

tabel.

5. Mengulangi sebanyak 5 kali percobaan dengan memanipulasi jumlah

lilitan kawat solenoida.

- Menyelidiki pengaruh kawat tembaga terhadap arah kompas

1. Menghubungkan baterai dengan kawat tembaga menggunakan penjepit

buaya.

2. Mendekatkan kawat tembaga pada 4 kompas tepat di titik pusat dengan

mengatur jarak tiap kompas dari titik pusatnya.

3. Mengamati perubahan yang terjadi dan mencatat hasilnya dalam bentuk

tabel.

4. Mengulangi percobaan sebanyak 5 kali dengan memanipulasi jarak

kompas terhadap titik pusat.

BAB IV

DATA DAN ANALISIS

A. Data

Berdasarkan praktikum yang telah kami lakukan diperoleh data sebagai

berikut:

1. Pengaruh kuat arus dan jarak terhadap magnet induksi yang timbul

No. Tegangan

Tegangan

Geser

(± 0.1) cm

Kuat Arus

(I ± 2) A

Jarak

(r ± 0.1) cm

Penyimpangan

Jarum

(B ± 1) µT Arah

1. 1.5 V

5 43.10-3 A

1

6 µT kanan

10 21.10-3 A 4 µTkiri

15 19.10-3 A 3 µT

5 43.10-3 A

2

3 µT

kiri10 21.10-3 A 2 µT

15 19.10-3 A 2 µT

2. 3 V 5 1.10-2 A

1

3 µT kiri

10 4.10-2 A 2 µT

15 2.10-2 A 2 µT

5 1.10-2 A 2 2 µT

10 4.10-2 A 2 µT

15 2.10-2 A 1 µT

3. 4.5 V

5 14.10-2 A

1

1 µT

kiri

10 6.10-2 A 1 µT

15 4.10-2 A 1 µT

5 14.10-2 A

2

1 µT

10 6.10-2 A 1 µT

15 4.10-2 A 1 µT

2. Pengaruh arah medan magnet di sekitar kawat berarus yang dililiti

selenoida

No. Jumlah Lilitan Medan Magnet

1. 20 +

2. 30 ++

3. 40 +++

4. 50 ++++

5. 60 +++++

Keterangan:

+ :

++ :

+++ :

++++ :

+++++ :

3. Pengaruh arah kompas di sekitar kawat tembaga

No. Jarak (r ± 0.1) cm Arah Kompas

1. 2

2. 3

paku

daerah medan magnet

N

SEW

N

W

NW

NW

SE

SE

SE

SE

SE

SE

SE

N

W

N

W

N

W

N

W

3. 4

4. 5

5. 6

B. Analisis

Berdasarkan praktikum yang telah kami lakukan tentang induksi magnet

oleh kawat berarus listrik diperoleh data seperti pada tabel tersebut di atas.

SE

SE

SE

SE

SE

SE

SE

SE

SE

N

W

N N

N

W

N

W

N

W

N

W

N

W

N

W

N

W

N

W

Dalam praktikum kami melakukan tiga percobaan yaitu pengaruh kuat arus dan

jarak terhadap magnet induksi yang timbul, pengaruh arah medan magnet di

sekitar kawat berarus yang dililiti oleh selenoida, dan pengaruh arah kompas di

sekitar kawat tembaga.

Pada percobaan pertama, alat dan bahan dirangkai seperti yang terdapat

pada rangkaian percobaan. Tiga buah baterai disusun pada tempatnya

kemudian dihubungkan dengan tahanan gesar dan basicmeter menggunakan

penjepit buaya. Kawat tembaga dihubungkan dengan rangkaian tersebut

menggunakan penjepit buaya tetapi sebelum itu, diamplas dulu agar kuat arus

yang mengalir dapat sempurna. Kemudian kawat tembaga didekatkan pada

jarak tertentu dengan magnetometer.

Percobaan pertama berfungsi untuk mencari nilai medan magnet di

sekitar kawat berarus menggunakan aplikasi magnetometer di hp android.

Terdapat pula basicmeter yang digunakan untuk mengukur kuat arus jika

tahanan geser, sumber tegangan (baterai), dan jarak diubah-ubah. Hasil kuat

arus yang didapatkan pada alat basicmeter kemudian dihitung menggunakan

rumus di bawah ini, sehingga diperoleh data kuat arus seperti pada tabel di

atas:

kuat arus (A)= skala yangditunjukskala maksimal

x batasukur

Pada hasil yang diperoleh dari penggunaan basicmeter untuk mengukur

kuat arus dapat dihitung taraf ketelitian alat tersebut. Adapun hasilnya adalah

84.7 %. Dengan rincian perhitungan pada lampiran perhitungan.

Selain menghitung nilai kuat arus dengan menggunakan basicmeter, pada

magnetometer menunjukkan hasil medan magnet yang dihasilkan akibat

pengaruh kawat tembaga yang didekatkan dengan jarak tertentu. Magnetometer

yang digunakan dalam satuan µT karena taraf ketelitian alat (B ± 1) µT. Pada

arah jarum yang ditunjukkan oleh magnetometer merupakan arah medan

magnet yang dihasilkan. Pada tabel pengamatan hanya dihasilkan 1 medan

magnet untuk masing-masing kondisi yaitu ke arah kanan dan ke arah kiri.

Besar kuat arus juga dapat dihitung dengan menggunakan persamaan

matematis medan magnet, sehingga didapatkan rumus seperti di bawah ini:

B=µ o . I2 π .r

I=2 π . r . Bµ o

I= r . B

2.10−7

Keterangan:

µo=4 π .10−7 T.m/A

Berikut ini adalah tabel hasil kuat arus yang diperoleh dari penggunaan

rumus di atas:

Pada percobaan kedua, alat dan bahan juga dirangkai sedemikian rupa

sesuai dengan rangkaian percobaan. Jumlah baterai yang digunakan dalam

percobaan ini sebanyak 2 baterai dengan besar tegangan total 3 V. Kemudian

dihubungkan dengan paku yang dililiti dengan selenoida. Tetapi sebelum paku

No. TeganganTegangan Geser

(± 0.1) cm

Jarak

(r ± 0.1) cm

Medan Magnet

(B ± 1) µT

Kuat Arus

(I ± 2) A

1. 1.5 V

5

1

6 µT 3.10-1 A

10 4 µT 2.10-1 A

15 3 µT 1.5.10-1 A

5

2

3 µT 3.10-1 A

10 2 µT 2.10-1 A

15 2 µT 2.10-1 A

2. 3 V

5

1

3 µT 1.5.10-1 A

10 2 µT 1.10-1 A

15 2 µT 1.10-1 A

5

2

2 µT 2.10-1 A

10 2 µT 2.10-1 A

15 1 µT 1.10-1 A

3. 4.5 V

5

1

1 µT 0.5.10-1 A

10 1 µT 0.5.10-1 A

15 1 µT 0.5.10-1 A

5

2

1 µT 0.5.10-1 A

10 1 µT 0.5.10-1 A

15 1 µT 0.5.10-1 A

dililiti dengan selenoida, selenoida diamplas agar arus listrik dapat mengalir

dengan sempurna. Lalu diberi serbuk besi di sekitar paku yang telah dililiti

selenoida. Banyaknya sebuk besi yang tertempel pada paku dan daerah sekitar

paku adalah daerah medan megnetnya.

Pada tabel data dapat diketahui bahwa jumlah lilitan mempengaruhi

besarnya medan magnet. Lingkaran di bawah paku memiliki diameter sangat

besar ketika jumlah lilitan paling banyak yaitu 60 lilitan. Sedangkan diameter

lingkaran yang sangat kecil ketika jumlah lilitan hanya sedikit yaitu 10 lilitan.

Pada percobaan paku tidak disentuh dengan tangan ketika didekatkan dengan

serbuk besi. Tetapi paku ditancapkan di meja dengan tujuan agar tidak teraliri

oleh elektron yang berada di tangan praktikan.

Pada percobaan ketiga, yaitu pengaruh arah 4 kompas yang didekatkan

dengan kawat tembaga yang dialiri listrik dari sumber tegangan sebanyak 2

baterai. Baterai mempunyai fungsi yang sama dengan beberapa percobaan di

atas yaitu sebagai penyedia tegangan agar kuat arus dapat mengalir pada kawat

tembaga. Setelah kawat telah teraliri oleh arus listrik maka didekatkan dengan

4 kompas yang disusun mengitari kawat tembaga. Tetapi sebelum didekatkan

dengan kawat tembaga kompas dikalibarsi hingga arah jarumnya menunjukkan

north dan south dengan konstan.

Pada tabel data di atas diperoleh bahwa jarum 4 kompas bergerak dengan

arah yang berbeda ketika kawat tembaga didekatkan dengannnya. Ketika jarak

kompas hanya 2 cm dari kawat berarus, maka jarum kompas yang bergerak

hanya 2 kompas. Tetapi jika dibandingkan dengan jarak kompas hingga 6 cm,

4 jarum kompas yang bergerak semuanya. Sehingga jarak kompas

mempengaruhi pergerakan arah jarum kompas yang menunjukkan bahwa

semakin dekat jarak kawat tembaga dengan kompas, maka hanya sedikit

jumlah kompas yang terpengaruh. Tetapi jika semakin jauh jaraknya kawat

tembaga dengan kompas, maka jarum kompas akan bergerak semua.

C. Pembahasan

Pada pecobaan kami tentang induksi magnet oleh kawat berarus listrik

yang membuktikan tentang pengaruh kuat arus dan jarak terhadap induksi

magnet yang timbul dapat diketahui. Sesuai rumus matematisnya di atas, dapat

diketahui juga bahwa medan magnet berbanding tembaga dengan kuat arus dan

berbanding terbalik dengan jarak. Selain itu, tahanan geser dan besarnya

tegangan juga mempengaruhi besar kuat arus dan medan magnet yang timbul.

Meskipun secara matematis tidak terdapat dalam rumus.

Dapat diketahui bahwa ketika tahanan geser digeser sejauh 5 cm maka

kuat arusnya sebesar 43.10-3 A sedangkan ketika tahanan geser digeser sejauh

15 cm maka kuat arusnya menjadi 19.10-3 A. sehingga dapat diketahui bahwa

semakin besar jarak tahanan geser maka semakin kecil arus yang mengalir

dengan nilai sumber tegangan yang sama besar. Tahanan geser disini bisa

berfungsi sebagai hambatan dalam rangkaian listrik.

Hubungan antara tahanan geser dengan sumber tegangan serta kuat arus

adalah semakin besar tegangan maka kuat arusnya semakin kecil dengan nilai

tahanan geser dianggap tetap. Hal tersebut dapat ditunjukkan pada nilai sumber

tegangan 1.5 V maka kuat arus yang mengalir adalah 19.10-3 A, sedangkan

dengan nilai sumber tegangan 4.5 V maka kuat arus yang mengalir yaitu

sebesar 4.10-2 A dengan nilai tahanan geser yang sama yaitu 15 cm. Jadi, dapat

disimpulkan bahwa nilai tegangan berbanding tembaga dengan tahanan geser

dan berbanding terbalik dengan kuat arus. Hal tersebut terbukti dari rumus

matematis di bawah ini: I=VR

Keterangan:

I adalah kuat arus (A)

V adalah sumber tegangan (V)

R adalah hambatan (Ω)/tahanan geser (m)

Sedangkan hubungan antara kuat arus dan jarak serta medan magnet

yang timbul adalah semakin besar kuat arus maka medan magnet yang

dihasilkan akan semakin besar dan berbanding terbalik dengan jaraknya. Hal

tersebut dapat dilihat pada tabel data di bawah ini:

No.

Medan

Magnet

(B ± 1) µT

Jarak

(r ± 1) cm

Kuat Arus pada

Basicmeter (I ± 2) A

Kuat Arus Hasil

Perhitungan

1.

6 µT

1

43.10-3 A 3.10-1 A

4 µT 21.10-3 A 2.10-1 A

3 µT 19.10-3 A 1.5.10-1 A

3 µT

2

43.10-3 A 3.10-1 A

2 µT 21.10-3 A 2.10-1 A

2 µT 19.10-3 A 2.10-1 A

2.

3 µT

1

1.10-2 A 1.5.10-1 A

2 µT 4.10-2 A 1.10-1 A

2 µT 2.10-2 A 1.10-1 A

2 µT

2

1.10-2 A 2.10-1 A

2 µT 4.10-2 A 2.10-1 A

1 µT 2.10-2 A 1.10-1 A

3.

1 µT

1

14.10-2 A 0.5.10-1 A

1 µT 6.10-2 A 0.5.10-1 A

1 µT 4.10-2 A 0.5.10-1 A

1 µT

2

14.10-2 A 0.5.10-1 A

1 µT 6.10-2 A 0.5.10-1 A

1 µT 4.10-2 A 0.5.10-1 A

Berdasarkan tabel data di atas, dapat diketahui bahwa pada percobaan

pertama dengan menggunakan 1.5 V baterai hasil kuat arus pada basicmeter

dengan perhitungan memiliki beda cukup jauh sebesar 0.2 A. Hal tersebut

dikarenakan pada mengukur jarak kawat tembaga terhadap megnetometer

menggunakan penggaris besi yang mana itu berpengaruh terhadap skala yang

ditunjuk pada magnetometer. Sebab besi merupakan salah satu benda

konduktor listrik yang baik.

Pada percobaan kedua dengan menggunakan 3 V baterai hasil kuat arus

pada basicmeter dibandingkan dengan hasil perhitungan adalah memiliki

selisih sebesar 0.12 A. Nilai selisih kuat arus tersebut sudah mengalami

penurunan dibandingkan dengan percobaan pertama. Hal tersebut dikarenakan

dalam mengukur jarak kawat dengan magnetometer tidak menggunakan

penggaris besi melainkan dengan menggunakan penggaris plastik, dimana

plastik merupakan benda isolator yang tidak mempengaruhi besar medan

magnet.

Pada percobaan ketiga yaitu dengan menggunakan sumber tegangan 4.5

V baterai diperoleh hasil selisih antara kuat arus pada basicmeter dengan hasil

perhitungan adalah 0.1 A. Nilai selisih yang sudah tidak terlalu jauh jika

dibandingkan dengan percobaan pertama dan kedua. Karena secara teori

seharusnya nilai tersebut haruslah sama. Selain itu, hasil medan magnet

seharusnya tidak sama ketika besar kuat arus dan jaraknya berbeda. Namun,

kelompok kami menemukan hasil yang sama. Hal tersebut dikarenakan

kesalahan yang disebabkan oleh magnetometer yang tidak merespon ketika

didekatkan dengan kawat tembaga sehingga hasil medan magnetnya sama.

Pada percobaan tentang pengaruh arah medan magnet di sekitar kawat

berarus listrik yang dililiti oleh selenoida dihasilkan bahwa sebuah selenoida

yang dililitkan pada paku yang dialiri arus listrik akan menghasilkan medan

magnet. Hal tersebut dapat diketahui dengan memberikan serbuk besi pada

kertas di sekitar paku yang telah dililiti. Tetapi paku tidak boleh dipegang oleh

tangan karena tangan mengandung elektron yang mempengaruhi besar kuat

arus yang mengalir.

Pada percobaan kami, diketahui bahwa lilitan yang berjumlah 20

memiliki daerah medan magnet lebih kecil dibandingkan dengan jumlah lilitan

30. Hal tersebut ditunjukkan dari besar diameternya yang lebih kecil. Pada

jumlah lilitan yang sangat banyak yaitu 60 lilitan daerah medan magnetnya

paling besar, karena diameternya paling besar. Hasil tersebut telah sesuai

dengan teori matematisnya, dimana nilai kuat arus yang mengalir tetap, yaitu:

B=μo. N . I

Berdasarkan rumus matematis di atas dapat diketahui bahwa besar medan

magnet sebanding dengan jumlah lilitan pada paku. Jika jumlah lilitan banyak

maka medan magnet besar, jika jumlah lilitan sedikit maka medan magnet

kecil. Berdasarkan teori tersebut, hasil praktikum kami telah sesuai dengan

teori.

Pada percobaan ketiga yaitu tentang pengaruh arah kompas di sekitar

kawat tembaga dengan menggunakan 4 buah kompas yang didekatkan pada

jarak tertentu. Hasil pada tabel data menunjukkan bahwa pergerakan arah

kompas tidak terlalu mencolok jika jarak antar kompas diletakkan 2 cm

mengitari kawat tembaga. Hanya 3 buah kompas yang bergerak searah jarum

jam, sedangkan 1 kompas jarumnya tetap mengarah di kutub north. Hal

berbeda terlihat pada jarak antar kompas yaitu 3 cm, terlihat bahwa 4 buah

kompas jarumnya bergerak searah jarum jam.

Pada jarak 4 cm antar kompas terjadi perbedaan yaitu, salah satu komaps

tetap menunjukkan kutub north. Hal tersebut juga terjadi pada jarak antar

kompas 5 cm mengitari kawat tembaga. Sebuah kompas arah jarumnya tidak

bergerak dan tetap di arah north. Tetapi pada jarak antar kompas sebesar 6 cm,

jarum pada 4 buah kompas mengalami pergerakan semua dengan sudut yang

lebih besar dibandingkan dengan jarak kompas di atas.

Berdasarkan hasil data tersebut, jika dihubungkan secara teori kurang

benar. Teori menunjukkan bahwa pada saat arus listrik yang mengalir dalam

penghantar diperbesar, ternyata kutub utara jarum kompas menyimpang lebih

jauh. Hal ini berarti semakin besar arus listrik yang digunakan semakin besar

medan magnetik yang dihasilkan. Sehingga dapat diketahui bahwa medan

magnet sebanding dengan kuat arus listrik dan berbanding terbalik dengan

jarak.

Jadi, dapat diketahui bahwa gambar kompas yang kami peroleh dalam

percobaan kurang benar. Pada jarak antar kompas kecil, maka penyimpangan

jarum kompas juga kecil sedangkan pada jarak antar kompas besar, maka

penyimpangan jarum magnet besar. Sebenarnya haruslah berbanding terbalik

antara jarak antar kompas dengan penyimpangan jarum kompas. Hal tersebut

disebabkan kesalahan praktikan dalam menempatkan kompas tidak sesuai

dengan posisi yang benar. Selain itu, pada saat mengkalibrasi kompas, jarum

kompas tidak ditunggu hingga berhenti untuk dilakukan percobaan.

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

Berdasarkan percobaan yang telah kami lakukan tentang induksi magnet

oleh kawat berarus listrik dapat disimpulkan bahwa:

1. Pengaruh kuat arus terhadap jarak kawat tembaga dengan magnetometer

berbanding terbalik. Semakin dekat jarak kawat dengan magnetometer,

maka semakin besar arus listrik yang mengalir. Hal tersebut terbukti pada

hasil percobaan kami dan rumus matematis pada kajian teori.

2. Pengaruh daerah medan magnet terhadap paku yang dililiti selenoida

menunjukkan bahwa semakin banyak jumlah lilitan pada paku maka

semakin besar medan magnet yang dihasilkan. Karena berdasarkan rumus

matematis medan magnet dan jumlah lilitan berbanding lurus.

3. Pengaruh kawat tembaga terhadap arah kompas yaitu kuat arus yang

mengalir dari kutub positif ke kutub negatif menunjukkan bahwa kuat arus

mengalir dari south ke north yang menyebabkan penyimpangan jarum

kompas bergerak searah jarum jam. Dimana jarak antar masing-masing

kompas berbanding terbalik dengan medan magnet.

B. Saran

1. Sebaiknya tempat baterai yang digunakan lebih diperbanyak dan diperbarui.

Karena banyak tempat baterai yang sudah tidak bisa mengalirkan tegangan.

2. Jumlah peralatan seperti tahanan geser bisa ditambah agar setiap kelompok

langsung melaksanakan praktikum secara serentak.

DAFTAR PUSTAKA

Giancolli, Douglas.C.2001. FISIKA Edisi Kelima Jilid 2. Jakarta: Erlangga.

Giancolli, D. C. 2004. Physics, Princiles with Application. New Jersey: Prentice-Hall.

Sears, Zemansky.2003. Fisika Universitas Edisi Kesepuluh Jilid 2. Jakarta: Erlangga.

Tipler, Paul.A.1998. FISIKA Untuk Sains dan Teknik Edisi Ketiga Jilid 2. Jakarta: Erlangga.

LAMPIRAN PERHITUNGAN

A. Menghitung nilai kuat arus pada basicmeter

Rumus yang digunakan yaitu:

kuat arus (A)= skala yangditunjukskala maksimal

x batasukur

Pada tegangan 1.5 V dengan tegangan geser berturut-turut 5 cm, 10 cm, dan

15 cm

I= 43100

x100=43 x 10−3 A

I= 21100

x100=21 x10−3 A

I= 19100

x100=19 x10−3 A

Pada tegangan 3 V dengan tegangan geser berturut-turut 5 cm, 10 cm, dan

15 cm

I= 10100

x1=1x 10−1 A

I= 4100

x1=4 x 10−2 A

I= 2100

x1=1x 10−2 A

Pada tegangan 4.5 V dengan tegangan geser berturut-turut 5 cm, 10 cm, dan

15 cm

I= 14100

x1=14 x10−2 A

I= 6100

x1=6 x10−2 A

I= 4100

x1=1 x 10−2 A

B. Menghitung niai kuat arus dengan menggunakan rumus matematis

Rumus yang digunakan yaitu:

I= r . B

2.10−7

Pada tegangan 1.5 V dengan 1 cm

I=10−2 .6.10−6

2.10−7 =3.10−1 A

I=10−2 . 4.10−6

2. 10−7 =2. 10−1 A

I=10−2 .3.10−6

2.10−7 =1.5 .10−1 A


I=2.10−2 .3.10−6

2.10−7 =3.10−1 A

I=2.10−2 .2.10−6

2.10−7 =2. 10−1 A

I=2.10−2 .2.10−6

2.10−7 =2.10−1 A

Pada tegangan 3 V dengan 1 cm

I=10−2 .3.10−6

2.10−7 =1.5 .10−1 A

I=10−2 .2.10−6

2.10−7 =1.10−1 A

I=10−2 .2.10−6

2.10−7 =1.10−1 A

Pada tegangan 3 V dengan 2 cm

I=2.10−2 .2.10−6

2.10−7 =2.10−1 A

I=2.10−2 .2.10−6

2.10−7 =2. 10−1 A

I=2.10−2 .10−6

2.10−7 =1.10−1 A


I=10−2 .10−6

2.10−7 =0.5 . 10−1 A

I=10−2 .10−6

2.10−7 =0.5 . 10−1 A

I=10−2 .10−6

2.10−7 =0.5 . 10−1 A


I=2.10−2 .10−6

2.10−7 =1.10−1 A

I=2.10−2 .10−6

2.10−7 =1.10−1 A

I=2.10−2 .10−6

2.10−7 =1.10−1 A

C. Tabel data taraf ketelitian

I d d2

43 29.3 858.49

21 7.3 53.29

19 5.3 28.09

43 29.3 858.49

21 7.3 53.29

19 5.3 28.09

10 3.7 13.69

4 9.7 94.09

2 11.7 136.89

10 3.7 13.69

4 9.7 94.09

Ketelitian: √ Σ d2

n ( n−1 )

¿√ 1338.0118 (17 )

¿√4.37

¿2.1

Ketidakpastian: ketelitian

rata−ratax 100%

= 2.1

13.7x 100%

= 84.7%

2 11.7 136.89

14 0.3 0.09

6 7.7 59.29

4 9.7 94.09

14 0.3 0.09

6 7.7 59.29

4 9.7 94.09

Mean: 24618

=13.7 Σ d2 = 2676.02