LAPORANPRAKTIKUM LISTRIK MAGNET
Praktikum Ke 3MENENTUKAN MEDAN MAGNET BUMI
A. TUJUAN
1. Untuk mengetahui faktor kalibrasi medan magnet.
2. Untuk mengetahui komponen horisontal medan magnet bumi dan
menentukan/menghitung medan magnet bumi horisontal ( ).
3. Untuk mengetahui komponen vertikal medan magnet bumi dan
menentukan/menghitung medan magnet bumi vertikal ( ).
4. Menentukan medan magnet bumi.
B. DASAR TEORI
Susunan eksperimen ini digambarkan pada Gambar 1. Kumparan
Helmholtz lengkap dengan penyangganya dihubungkan seri dan dihubungkan
dengan generator DC oleh hambatan geser dan ammeter. Jolok Hall ditopang
batang penyangga dipasang ke arah pusat susunan kumparan Helmholtz. Di
dalam susunan, kerapatan fluks horisontal pasangan kumparan ditentukan
sebagai fungsi arus kumparan . Faktor kalibrasi ditentukan melalui
gambaran grafik (Gambar 2).
Dengan memakai papan petunjuk (base barrel), pipa penahan (stand
tube) dan pengamatan (optic judgement), magnetometer (dengan skala di
lingkarannya) ditempatkan di antara kumparan sehingga pusat lingkaran kira-
kira tepat sama dengan pusat pasangari kumparan.
1
Gambar 1. Set-up ekperimen untuk menentukan medan magnet bumi
Gambar 2. Fungsi kalibrasi pasangan kumparan Helmholtz.
2
Pertama, arah "utara/selatan" ditandai (dicatat) pada skala pada
lingkaran saat kumparan belum diberi arus. Untuk menjaga arah "utara/selatan"
jarum magnet, jarum harus diputar sedikit dari posisi diamnya beberapa saat.
Kemungkinan hambatan gesek dapat dihilangkan dengan mengetuk-ketak
secara perlahan peralatan. Untuk menentukan komponen horisontal Eh B medan
magnet bumi, sudut simpangan jarum magnet diukur dari posisi diam sebagai
fungsi arus kecil kumparan. Jika polaritas arus dibalik, rangkaian pengukuran
harus diulang. Untuk pengukuran sudut.yang tepat, penunjukan pada kedua
ujung jarum harus diperhitungkan.
Gambar 3. Digram vektor kerapatan fluks magnetik:
A. Bidang horisontal, B. Bidang vertikal
Sudut (Gambar 3a) antara arah "utara/selatan" dan sumbu pasangan
kumparan dicari melalui simpangan maksimum jarum ketika hambatan
rangkaian dihilangkan dan arus kumparan mendekati 4 amper.
Akhirnya, dan untuk kumparan tidak berarus, skala lingkaran
magnetometer berputar pada bidang vertikal sehinggajarum magnet.membentuk
sudut inklinasi . Pastikan bahwa spin sumbu konsisten terhadap arah
"utara/selatan". Untuk mengecek , magnetometer diputar 180° dan demikian
digantikan pada bidang vertikal.
3
Untuk kumparan tidak berarus, jarum magnet magnetometer lurus
dengan sendirinya dengan komponen horisontal (arah "utara/selatan")
medan magnet bumi. Jika penambahan medan magnet dilapiskan tipis
pada komponen ini melalui kumparan Helmholtz, jarum akan berputar
membentuk sudut dan ujung ini akan berada dalam arah resultan .
Pada Gambar 3.A ditunjukkan komponen-komponen medan untuk
kasus umum 90° . Komponen-komponen digambarkan oleh garis putus-
putus yang menggambarkan hasil kondisi jika polacitas arus kumparan dibalik.
Dengari memakai teorema sinus, kita peroleh:
Dalam kasus khusus dimana-sumbu-kumparan tegak lurus arah "utara/selatan"
=90°), penerapannya sebagai berikut:
Dengan memakai kalibrasi
(lihat Gambar 2)
Kita peroleh dari (1)
4
C. ALAT-ALAT
1. Papan petunjuk (base barrel)
2. Pipa penahan (stand tube)
3. Pengamatan (optic judgement)
4. Magnetometer (dengan skala di lingkarannya)
5. Kumparan Helmholtz
6. Generator arus AC
7. Ampermeter AC
8. Hambatan geser
9. Kabel konektor
D. LANGKAH EKSPERIMEN
1. Mengeset peralatan seperti pada Gambar 1.
2. Menghubungkan secara seri antara kumparan Helmholtz, generator arus DC,
hambatan geser, dan ampermeter.
3. Meletakkan tempat penambatan yang menyangga batang besi besi penopang
dengan papan penunjuk dalam poros kumparan pada pusat susunan
kumparan Helmholtz (sebelum memulai pengukuran teslameter harus
menunjukkan posisi nol).
4. Mengukur B dan I (variasi harga)
5. Meletakkan papan penunjuk, pipa penahan, dan pengamatan optik,
magnetometer di antaar kumparan sehingga pusat lingkaran kira-kira tepat
sama dengan pusat pasangan kumparan.
6. Mengukur sudut defleksi (dengan memvariasi I)
7. Mengukur sudut pada saat I maksimum (I = 4 amper)
8. Meletakkan papan petunjuk, pipa penahan dan pengamatan optik,
magnetometer secara vertikal di antara kumparan Helmholtz.
9. Mengukur sudut inklinasi .
5
E. DATA PERCOBAAN
1. Mengetahui factor kalibrasi
No. I (A) B (mT)1. 0,00 0,002. 0,07 0,043. 0,13 0,094. 0,20 0,145. 0,27 0,206. 0,33 0,247. 0,40 0,298. 0,47 0,349. 0,53 0,3810. 0,60 0,4311. 0,67 0,48
2. Menentukan sudut defleksi
No. I (A) (°)1. 0,00 02. 0,07 23. 0,13 44. 0,20 65. 0,27 86. 0,33 107. 0,40 128. 0,47 149. 0,53 1610. 0,60 1811. 0,67 20
Pada saat I maksimum =20°
3. Sudut inklinasi (saat tidak diberi arus) °
6
F. ANALISIS DATA
1. Menentukan faktor kalibrasi
Dari data pertama, dapat ditentukan faktor kalibrasi dengan menggunakan
analisis grafik hubungan antara kuat arus dengan besarnya medan magnet
dari kumparan helmholtz, kita lihat persamaan:
Persamaan di atas dianalogkan dengan persamaan garis umum:
diperoleh
Dari persamaan di atas dapat dibuat grafik hubungan antara dan
seperti pada grafik berikut yang telah ditrendline di Microsoft Excel :
7
Dari grafik di atas diperoleh persamaan y = 0,725x - 0,003 dengan R2 =
0,999. dengan gradien b=0,725.
Sehingga dapat peroleh faktor kalibrasi sama dengan kemiringan grafik
yaitu K=0,725 mT/A.
Ralat mutlak/standar deviasi diperoleh dari :
R2 = 0,999
SK=R= =0,999
Ralat relatif
2. Menentukan medan magnet bumi horizontal ( )
Dari data kedua, dapat ditentukan sudut defleksi, kita lihat persamaan:
dengan dan
)90sin(sin
KB
I Eh
H
Persamaan di atas dianalogkan dengan persamaan garis umum:
diperoleh
Dari persamaan di atas dapat dibuat grafik hubungan antara dan
seperti pada grafik berikut yang telah ditrendline di Microsoft
8
Excel : sebelum diplot pada grafik kita tabelkan dahulu dan
berikut ini:
No.
1. 0,00 0,002. 0,03 0,073. 0,07 0,134. 0,11 0,205. 0,14 0,276. 0,18 0,337. 0,21 0,408. 0,25 0,479. 0,29 0,5310. 0,32 0,6011. 0,36 0,67
9
Dari grafik di atas diperoleh persamaan y = 1,84x + 0,001 dengan R2=1,00.
dengan gradien b=1,84.
Sehingga dapat peroleh medan magnet bumi horizontal ( ) dengan nilai
K hasil dari analisis data pertama yaitu K=0,725 mT/A.
Ralat mutlak/standar deviasi diperoleh dari :
R2 = 1,00
=RK= x 0,725=0,725
10
Ralat relatif
2. Menentukan medan magnet bumi ( )
Dari data ketiga diperoleh sudut inklinasi (saat tidak diberi arus) °,
kemudian dari dasar teori pada gambar 3B sudut adalah sudut yang
dibentuk antara medan magnet bumi ( ) dan medan magnet bumi
horizontal ( ). Lihat gambar di bawah ini.
Kita menentukan hubungan antara sudut , medan magnet bumi ( ) dan
medan magnet bumi horizontal ( ) adalah:
dari hubungan tersebut kita dapat memperoleh besar medan magnet bumi (
) yaitu:
11
Jadi Besarnya medan magnet bumi hasil pada saat dan tempat
praktikum sebesar 1,39 mT.
G. PEMBAHASAN
1. Menguraikan persamaan matematis dalam pengukuran medan magnet bumi
yang dilakukan.
………..(1)
Dengan memakai teorema sinus, kita peroleh:
………..(2)
Dengan mensubstitusi persamaan 1 ke persamaan 2 diperoleh:
12
2. Menentukan medan magnet bumi di tempat eksperimen. Dari analisis data
ketiga diperoleh Besarnya medan magnet bumi hasil pada saat dan tempat
praktikum sebesar 1,39 mT.
H. DAFTAR PUSTAKA
Team. 2005. Petunjuk Praktikum Listrik Magnet. Malang : Laboratorium
Elektromagnetik, Fisika FMIPA UM.
Schaum Series. 1997. Elekomagnetika. Jakarta : Penerbit Erlangga.
13
Top Related