MEDAN MAGNET BUMI MEDAN MAGNET BUMI I.TUJUAN
I.TUJUAN
Menentukan besar medan magnet bumi. Menentukan besar medan magnet bumi. I.
I. TEORITEORI
Medan magnet adalah suatu medan yang dibentuk dengan menggerakkan Medan magnet adalah suatu medan yang dibentuk dengan menggerakkan muatan listrik (arus listrik) yang menyebabkan munculnya gaya dimuatan listrik muatan listrik (arus listrik) yang menyebabkan munculnya gaya dimuatan listrik yang bergerak lain. Medan magnetik dapat digambarkan dengan garis-garis yang bergerak lain. Medan magnetik dapat digambarkan dengan garis-garis khayal yang selalu keluar dari kutub utara dan masuk ke kutub medan selatan dan khayal yang selalu keluar dari kutub utara dan masuk ke kutub medan selatan dan garis khayal ini dinamakan garis-garis medan.
garis khayal ini dinamakan garis-garis medan.
Arah dari medan ini adalah seimbang dengan arah jarum
Arah dari medan ini adalah seimbang dengan arah jarum kompaskompas yangyang diletakkan di dalam medan tersebut. Bumi sifatnya seperti magnet yang besar dan diletakkan di dalam medan tersebut. Bumi sifatnya seperti magnet yang besar dan ujung- ujungnya merupakan kutub utara dan selatan magnet. Kutub utara dan ujung- ujungnya merupakan kutub utara dan selatan magnet. Kutub utara dan kutub selatan magnet bumi menarik kutub-kutub magnet yang berayun, seperti kutub selatan magnet bumi menarik kutub-kutub magnet yang berayun, seperti jarum
jarum kompas. kompas. Kutub Kutub utara utara jarum jarum kompas kompas searah searah kutub kutub selatan selatan magnet magnet bumi.bumi. Jumlah osilasi berbentuk oleh magnet yang tergantung, seperti paku yang Jumlah osilasi berbentuk oleh magnet yang tergantung, seperti paku yang dimagnetisasi, bervariasi terhadap jarak antara kita dengan salah satu kutub. dimagnetisasi, bervariasi terhadap jarak antara kita dengan salah satu kutub. Semakin dekat berada dengan satu kutub
Semakin dekat berada dengan satu kutub magnetik, semakin besar osilasi magnet.magnetik, semakin besar osilasi magnet.
Gbr. 4.1 Paku yang mengalami proses magnetisasi Gbr. 4.1 Paku yang mengalami proses magnetisasi
Pada gambar di atas, komponen dengan garis putus-putus menunjukkan Pada gambar di atas, komponen dengan garis putus-putus menunjukkan hasil polaritas arus pada lilitan terbaik. Kemudian pada pengukuran medan magnet hasil polaritas arus pada lilitan terbaik. Kemudian pada pengukuran medan magnet bumi dengan menggunakan interaksi magnetik antara magnet dari kompas dengan bumi dengan menggunakan interaksi magnetik antara magnet dari kompas dengan medan magnet yang ditimbulkan oleh kawat yang mengangkut arus.
medan magnet yang ditimbulkan oleh kawat yang mengangkut arus.
Posisi kawat diatur sehingga jarum kompas berada dibawah kawat dengan Posisi kawat diatur sehingga jarum kompas berada dibawah kawat dengan jarak tertentu dan
jarak tertentu dan panjang kawat berimpit panjang kawat berimpit dengan arah dengan arah jarum kompas (arah jarum kompas (arah utara- utara-selatan) dan jaru
Kawat tersebut dialiri arus listrik dengan kuat arus yang cukup besar, maka medan Kawat tersebut dialiri arus listrik dengan kuat arus yang cukup besar, maka medan magnet yang ditimbulkan kawat akan
magnet yang ditimbulkan kawat akan berinteraksi.berinteraksi.
Fenomena ini disebabkan konfeksi dari peleburan besi dan nikel yang Fenomena ini disebabkan konfeksi dari peleburan besi dan nikel yang terjadi dalam inti bumi selama terjadinya rotasi bumi. Hal ini menyebabkan terjadi dalam inti bumi selama terjadinya rotasi bumi. Hal ini menyebabkan terbentuknya arus listrik dalam medan magnet. Medan magnet memiliki kutub terbentuknya arus listrik dalam medan magnet. Medan magnet memiliki kutub magnet utara (dekat kutub utara bumi) dan kutub magnet selatan (dekat kutub magnet utara (dekat kutub utara bumi) dan kutub magnet selatan (dekat kutub selatan bumi). Sebuah sumbu yang menghubungkan kedua kutub magnet itu selatan bumi). Sebuah sumbu yang menghubungkan kedua kutub magnet itu kira-kira berada 11,3 derajat dari sumbu rotasi bumi.
kira berada 11,3 derajat dari sumbu rotasi bumi.
Kedua kutub tidak bergantung satu sama lain, dan tidak berada pada posisi Kedua kutub tidak bergantung satu sama lain, dan tidak berada pada posisi yang sama, tapi menyimpang beberapa kilometer setiap tahunnya. Gaya medan yang sama, tapi menyimpang beberapa kilometer setiap tahunnya. Gaya medan magnet pada permukaan bumi saat ini berkisar tidak
magnet pada permukaan bumi saat ini berkisar tidak kurang dari 30 mikrotesla (0,3kurang dari 30 mikrotesla (0,3 gauss). Meski begitu, gaya magnet bumi tak hanya terjadi karena adanya lapisan gauss). Meski begitu, gaya magnet bumi tak hanya terjadi karena adanya lapisan besi yang termagnetisasi, tapi juga karena adanya arus listrik. Pergerakan bumi besi yang termagnetisasi, tapi juga karena adanya arus listrik. Pergerakan bumi menimbulkan pergerakan relatif dari ion-ion di dalam materi. Ion-ion yang menimbulkan pergerakan relatif dari ion-ion di dalam materi. Ion-ion yang bergerak itu menimbulkan arus listrik dan arus yang berputar menimbulkan medan bergerak itu menimbulkan arus listrik dan arus yang berputar menimbulkan medan magnet disekitarnya.
magnet disekitarnya.
Medan Magnet di Sekitar Solenoida Medan Magnet di Sekitar Solenoida
Arah medan magnetik yang ditimbulkan oleh solenoida yang berarus Arah medan magnetik yang ditimbulkan oleh solenoida yang berarus ditentukan oleh arah arus listrik yang mengalir pada solenoida tersebut. Arah ditentukan oleh arah arus listrik yang mengalir pada solenoida tersebut. Arah medan magnetik juga dapat ditentukan dengan menggunakan kaedah tangan medan magnetik juga dapat ditentukan dengan menggunakan kaedah tangan kanan. Arus dalam gulungan mempunyai momen dipol magnet (M) yang kanan. Arus dalam gulungan mempunyai momen dipol magnet (M) yang didefinisikan sebagai :
didefinisikan sebagai :
(4.1)(4.1)dimana
dimana : M : M adalah momen adalah momen dipol dipol magnetmagnet i
i adalah adalah arus arus dalam dalam AmpereAmpere A
A adalah luas adalah luas penampang penampang (m(m22)) N
Jika sebuah magnet batang ditempatkan di dalam medan magnet dengan rapat fluks B (weber/m2), medan B didefinisikan daripaada tork maksimum yang bertindak ke atas gulungan arus di dalam medan B.
Jika magnet batang dilepas akan berisolasi, dan untuk sudut simpangan θ yang kecil, dapat diperoleh osilasi T sebesar :
T = 2π B M I
.
(4.3) Dimana : I adalah momen inersia magnet batangT adalah perioda (t/n)
Dengan menempatkan medan magnet solenoida Bs sejajar dengan medan magnet bumi Bb maka persamaan akan ditulis :
()
(4.4)Medan magnet bumi :
(4.5)Medan magnet solenoida :
(4.6)
(4.7)Dengan nilai : B = induksi magnetik (W/m2) atau Tesla
µ 0= permeabilitas = 4π x 10-7 Wb/A.m (udara) Pembalikan Medan Magnet Bumi
Para ilmuwan telah mengamati perubahan arah magnet Bumi yang sekarang sedang terjadi sebagaimana telah terjadi di masa silam. Situs web NASA memuat peta tentang perubahan arah Utara dari masa 150 tahun yang lalu hingga kini. Tidak hanya arah, tetapi kekuatan dari medan magnet juga menjadi perhatian. Pada masa dinosaurus menguasai Bumi, kekuatannya 2,5 Gauss sekitar 80% lebih kuat daripada sekarang. Mungkin itulah kenapa ada kehidupan yang
berukuran raksasa seperti dahulu. Ukuran binatang yang lebih kecil sekarang mungkin sebagai akibat dari melemahnya medan magnet Bumi.
Ribuan tahun yang lalu saat bangsa Cina dengan pengetahuannya tentang energi bio-elektrik dikenal sebagai meridian, menyebutkan medan magnet mempengaruhi bentuk kehidupan. Dalam abad terakhir ada lebih banyak pengurangan kekuatan medan magnet Bumi hingga 5% sehingga sekarang hanya tinggal 0.5 Gauss. Melemahnya medan magnet Bumi dipercaya sebagai awal dari pembalikan arah medan magnet Bumi.
Pada masa lalu kejadian ini telah dikonfirmasikan pada catatan geologi. Yang belum jelas adalah bagaimana kejadiannya dan apa yang terjadi pada kehidupan di permukaan Bumi saat itu, paling pesimis menyebutkan peralatan elektronik akan terkena resikonya antara rusak atau tidak dapat digunakan sama sekali, dan seluruh satelit akan hilang termasuk stasiun angkasa.
Efek bagi kehidupan biologis meliputi dari burung yang kehilangan arah migrasinya hingga penurunan sistim kekebalan tubuh dan tingginya kasus kanker pada tubuh manusia. Lebih parah lagi, atmosfir akan menipis dan turun sehingga membuat sindrom ketinggian di dekat permukaan laut bahkan pancaran sinar kosmis yang mematikan akan membunuh sebagian besar mahkluk hidup di permukaan Bumi.
Skenario ini telah membuat sejumlah orang membangun rumah bawah tanah dengan harapan untuk bertahan. Melawan pandangan mengerikan ini, NASA meramalkan bahwa tidak menjadi 0 Gauss, tetapi medan magnet Bumi akan kacau. Saat itu kita akan memiliki lebih dari satu Kutub Utara dan satu Kutub Selatan.
Para ahli menyebutkan atmosfir tidak akan menghilang dan komunikasi hanya akan terganggu dan menjelang saat itu manusia akan menemukan cara untuk bertahan. Tetapi ada yang menentang, mengingat anomali magnet di Atlantik Selatan dan kerusakan akibat radiasi pada satelit yang beredar di daerah itu dikatakan sebagai akibat dari hilangnya atmosfir.
Teori ini didukung oleh bukti geologi bahwa saat pembalikan terakhir, atmosfir tidak hilang. Aliran larva dari Gunung Steen memperlihatkan kutub magnet berputar mengelilingi lingkaran tropis tiga kali. Meskipun kekuatannya
berkurang hingga 20% tetapi tidak pernah menjadi 0 Gauss. Teori bahwa aktivitas dari inti luar Bumi yang terbuat dari logam yang meleleh menyebabkan terjadinya medan magnet sedang hangat dibicarakan oleh ilmuwan. Aktivitas jauh di bawah inti Bumi dipercaya dapat menyebabkan pergerakan lempengan Bumi dan menyebabkan gempa.
Ilmuwan menemukan bahwa kuat medan magnet bumi pada jaman akhir kehidupan dinosaurus adalah 2,5 gauss, sekitar 8 % lebih tinggi daripada kuat medan magnet bumi saat ini. Penelitian lebih lanjut menemukan bahwa medan magnet bumi semakin lemah dari waktu ke waktu, walaupun keadaan tanpa medan magnet baru akan tercapai sekitar tahun 3000an Masehi. Tetapi para ilmuwan sangsi bahwa bumi baru akan berbalik kutub magnetnya apabila mencapai keadaan tanpa medan magnet.
Ilmuwan memperkirakan bahwa bumi sedang menuju ke momentum yang cukup untuk membalikkan sendiri kutubnya dalam proses pembalikan itu, tidak dapat diperkirakan/dibayangkan seberapa besar pergolakan alam yang akan terjadi.
Kutub Utara Magnet Bumi Bergeser
Merupakan magnet raksasa yang memiliki dua kutub sehingga kompas dapat selalu menunjuk arah utara dan selatan. Meskipun demikian letak kutub-kutubnya tidak selalu tetap. Menurut para ilmuwan, kutub utara magnet Bumi bergerak dari Kanada ke Siberia secara signifikan.
Para ilmuwan telah lama mengetahui bahwa kutub magnet Bumi bergerak ke lokasi yang berbeda. Bumi Meskipun demikian, mengapa pergerakan ini terjadi masih belum diketahui. "Ini mungkin bagian dari pergerakan normal dan secara bertahap akan kembali ke Kanada," kata Joseph Stoner, seorang ahli paleomagnetik dari Oregon State University dalam pertemuan American Geophysical Union.
Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa kekuatan magnet Bumi menurun 10 persen dalam 150 tahun terakhir. Sedangkan analisis terbaru Stone menunjukkan bahwa selama periode tersebut, kutub utara magnet juga bergerak sejauh 1.100 kilometer dari Kutub Utara. Meskipun demikian, kemungkinan hilangnya sifat magnetik sangatlah kecil.
Kutub utara magnet Bumi pertama kali ditemukan pada 1831 dan ketika diukur kembali pada 1904, para peneliti menemukan bahwa letaknya telah bergerak sejauh 50 kilometer. Menurut para peneliti Oregon, tingkat pergerakan kutub magnet itu meningkat seabad terakhir dibandingkan abad-abad sebelumnya. Untuk mengetahui pergerakan kutub magnet Bumi, Stoner dan para ilmuwan lainnya mempelajari endapan yang direkam dari beberapa danau di Arktik. Endapan-endapan tersebut merekam medan magnetik Bumi pada waktu tertentu. Para ilmuwan menggunakan detektor karbon untuk melacak perubahan medan magnetnya.
Pada suatu lilitan tanpa arus, jarum magnetic dari magnetometer akan menunjukan arah utara/selatan dari komponen Hbe dari medan magnet bumi. Jika medan magnet hBH ditambahkan ke komponen ini melalui lilitan helmholtz, jaru akan berputar membentuk sudut sebesar α dan akan menunjukan arah yang menghasilkan arah hBR.
Studi pengukuran medan magnet bumi dengan menggunakan interaksi magnetik antara magnet dari kompas dengan medan magnet yang ditimbulkan oleh kawat yang mengangkut arus.
Posisi kawat dan magnet kompas diatur sedemikian rupa sehingga jarum kompas berada dibawah kawat dengan jarak tertentu dan panjang kawat berimpit dengan arah jarum kompas (arah utara-selatan). Dan jarum kompas selalu menunjuk pada arah utara-selatan magnet bumu.
Dengan arah yang demikian rupa dari kawat dan jarum kompas itu maka jika kawat tersebut dialiri arus listrik dengan kuat arus yang cukup besar, maka medan magnet yang ditimbulkan kawat akan berinteraksi dengan magnet kompas tersebut. Hasil interaksi ini akan terlihat adanya penyimpangan dari jarum kompas itu, dengan besar simpangan dinyatakan dengan penyimpangan sudut (derajat), dapat diukur dengan menggunakan bususr derajat. Besar medan magnet bumi Be dihitung dengan persamaan :
Be = Bi/tan (4.8)
dengan Bi adalah besar medan magnet yang ditimbulkan kawat berarus pada suatu jarak tertentu dari kawat tersebut ( Bi =uo).
II. PROSEDUR KERJA 3.1 Alat dan Kegunaan
1. Amperemeter berfungsi sebagai penguat sumber cahaya yang digunakan.
2. Power supply berfungsi sebagai sumber tegangan DC. 3. Solenoida sebagai alat untuk menentukan mefan solenoid. 4. Magnet batang sebagai acuan gerakan magnet.
5. Stopwatch sebagai pengukur waktu.
6. Reasistor variabel berfungsi untuk memvariabelkan hambatan. 7. Kompas sebagai penunjuk arah pergerakan magnet.
3.2 Cara Kerja
Massa, panjang, jari-jari magnet batang dan perbandingan jumlah lilitan terhadap panjang lilitan (n/L) solenoid diukur dan kemudian setelah dilakukan pengukuran tersebut peralatan disusun seperti pada Gbr.3.
Solenoid diletakkan sejajar dengan sumbu Utara-Selatan medan magnet bumi dengan menggunakan kompas. Setelah saklar dipasang pada posisi sebelah kanan (arus positif), transformator variabel diatur sehingga amperemeter mununjukkan nilai sebesar 1A.
Periode osilasi magnet batang diukur untuk 20 kali osilasi, langkah ini diulangi untuk nilai arus sebesar 1.2, 1.4,1.6, dan 1.8 A. Kemudian posisi saklar dipindahkan ke kiri (arus negatif) dan pengukuran periode osilasi magnet batang diulangi lagi untuk 20 kali osilasi dengan variasi nilai arus seperti pada arus positif.
3.3 Skema Alat Keterangan : 1. Magnet batang 2. Selenoida 3. Power supply 4. Amperemeter 5. Resistor 4 5 1 3 2
IV. PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Pengamatan
Jumlah lilitan solenoida (N) : 254 Panjang solenoida (L) : 0,205 m Panjang magnet (a) : 0,05 m
Lebar magnet (b) : 0,015 m
Massa magnet (M) : 0,0525 kg
Jari-jari solenoida (r) : 0,055 m
Jumlah getaran (n) : 20
Kutub positif : Kutub negatif :
4.2 Perhitungan
Luas penampang solenoida : A = πr 2 = 3,14 x (0,055)2 = 0,0095 m2
Momen inersia magnet batang :
No V(volt) i(A) t(s) 1 10 1 33,17 2 10 1,2 32,14 3 10 1,4 31,87 4 10 1,6 30,50 5 10 1,8 39,81 No V(volt) i(A) t(s) 1 10 1 33,82 2 10 1,2 31,84 3 10 1,4 31,70 4 10 1,6 30,84 5 10 1,8 29,964.2.1 Kutub positif
Momen dipol magnet : M = N x i x A = 254 x 1 x 0,0095 = 2,413 Am2
Perioda :
= 1,6585 s
Medan magnet solenoida (Bs) :
Medan magnet bumi (Bb) :
No i(A) M(Am2) T (s) Bs (Tesla) Bb(Gauss) 1 1 2,413 1,6585 1,56 x 10-3 -11,35 2 1,2 2,8956 1,607 1,87 x 10-3 -11,49 3 1,4 3,378 1,593 2,18 x 10-3 -18,5 4 1,6 3,8605 1,525 2,49 x 10-3 -21,75 5 1,8 4,3434 1,4905 2,80 x 10-3 -25,07
4.2.2 Kutub negatifMomen dipol magnet : M = N x i x A = 254 x (-1) x 0,0095 = -2,413 Am2
Perioda :
Medan magnet solenoida (Bs) :
Medan magnet bumi (Bb) :
No i(A) M(Am2) T (s) Bs (Tesla) Bb(Gauss) 1 -1 -2,413 1,691 -1,56 x 10-3 11,51 2 -1,2 -2,895 1,592 -1,86 x 10-3 11,75 3 -1,4 -3,378 1,585 -2,17 x 10-3 18,37 4 -1,6 -3,860 1,542 -2,48 x 10-3 21,72 5 -1,8 -4,343 1,498 -2,80 x 10-3 25,20
Grafik 4.1 Hubungan Antara i (A) dengan 1/T2 y = -0.0799x + 0.5188 R² = 0.8971 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 -2 -1 0 1 2 3 Arus (+) 1/T2 Arus (-)
4.2 Pembahasan
Praktikum kali ini bertujuan untuk menentukan medan magnet bumi dengan menggunakan alat berupa selenoida, magnet batang ,resistor variable, multimeter, dan sumber arus yang dirangkai menurut skema rangkaian yang telah ada. Solenoid diletakkan sejajar dengan sumbu Utara-Selatan medan magnet bumi dengan menggunakan kompas. Setelah saklar dipasang pada posisi sebelah kanan (arus positif), transformator variabel diatur sehingga amperemeter menunjukkan nilai sebesar arus yang akan kita gunakan.
Percobaan dilakukan dengan cara menghitung gerakan dari sebuah magnet yang digantungkan di dalam kumparan solenoida. Arus yang digunakan divariasikan nilainya antara lain 1 A,1,2 A,1,4 A,1,6 A, dan 1,8 A. Selain itu divariasikan juga antara arus positif dan negatif. Di sini kita menggunakan resistor varibel agar mudah dalam pengaturan nilai arus, karena basar arus yang akan digunakan divariasikan. Pada pratikum medan magnet bumi ini sangat dituntut ketelitian untuk mengamati gerakan magnet di dalam solenoida dan dalam menghitung jumlah getarannya, karena hal ini dapat mempengaruhi besar nilai medan magnet bumi yang didapatkan. Dalam perhitungan kami banyaknya terjadi kesalahan. Ini terjadi karena kurang pahamnya praktikan tentang teori yang ada dan informasi yang didapat bermacam-macam. Sehingga terpaksa kami sebagai praktikan melakukan pengulangan dalam hal mengolah data.
Ketika selenoida dialiri arus maka akan terjadi induksi elektromagnetik di dalam tabung selenoida tersebut sehingga menyebabkan magnet yang berada di dalamnya berosilasi atau bergetar. Getaran yang ditimbulkan oleh magnet batang tersebut kemudian dihitung sebanayak 20 kali getaran sambil dicatat waktu yang diperlukan dengan menggunakan Stopwatch. Tujuan mencatat waktu disini adalah untuk menentukan poriode getaran magnet tersebut dalam setiap kali percobaan yang nantinya juga akan dihitung besar medan magnet Solenoida dan medan magnet Bumi.
Setelah didapatkan data dari hasil masing-masing percobaan dapat dianalisa diantaranya hubungan antara kuat arus dengan perioda getaran yang didapatkan. Berdasarkan hasil perhitungan yang didapatkan dapat dilihat bahwa
semakin besar arus maka perioda getaran magnet batang semakin kecil. Pada saat menggunakan arus negatif juga didapatkan hal yang sama, dimana semakin besar arus yang digunakan maka perioda getaran magnet batang semakin kecil. Hal ini disebabkan karena saat menggunakan arus yang lebih besar, maka medan magnet pada solenoida juga besar, dan menyebabkan magnet bergetar lebih cepat sehingga perioda getarannya lebih kecil. Getaran magnet disini terjadi karena adanya peristiwa induksi elektromagnetik pada kumparan solenoida saat dialiri arus. Pada saat diberikan arus peristiwa induksi menyebabkan medan magnet pada solnoida sehingga menyebabkan magnet batang yang ada di dalamnya bergetar.
Sebelum menghitung medan magnet bumi , kita tentukan dulu besar momen inersia dari magnet batang, dimana besar kecil momen inersia magnet batang di pengaruhi oleh massa, panjang dan lebar magnet batang itu sendiri. Untuk mencari besar medan magnet pada kutuf positif dan kutup negatif maka kita terlebih dahulu menentukan momen dipol magnet selenoida pada kutub positif dan kutub negatif. Momen di pol dipengaruhi oleh besar nya luas penampang yang telah kita dapatkan serta arus yang kita berikan pada percobaan. Jika luas penampang yang di dapatkan besar dan juga arus yang diberikan besar maka akan kita dapatkan momen dipol yang besar. Karena pada percobaan ini arus yang di variasikan maka yang menentukan besar kecilnya suatu momen di pol magnet adalah arus. Dan setiap beda arus yang diberikan maka momen dipol yang kita dapatkan akan berbeda, karena kita menaikkan arus 0,2 setiap variasi maka momen dipolnya akan semakain bertambah besar.
dihitung dulu besar medan magnet Solenoida. Hasil yang didapat pada medan magnet Solenoida berbeda untuk masing-masing besar arus yang digunakan. Berdasarkan hasil perhitungan didapat bahwa semakin besar arus yang digunakan , maka besar medan magnet pada Solenoida juga semakin besar. Hal ini terjadi karena semakin besar arus yang diberikan, tentu semakin besar pula arus yang mengalir pada solenoida, dan menyebabka terjadinya induksi elektromagnetik yang besar sebingga medan magnet yang terjadi juga besar. Begitu juga pada saat menggunakan arus negatif, semakin besar nilai arus yang
digunakan maka medan magnet solenoida yang didapatkan semakin besar. Hasil ini dapat dilihat pada tabel hasil perhitungan sebelumnya.
Selanjutnya yang dicari pada tujuan praktikum kali ini adalah besar medan magnet bumi yang didapat setelah melakukan perhitungan berdasarkan data yang didapatkan selama praktikum. Hasil perhitungan yang kami dapatkan dalam menetukan besar medan magnet bumi dalam satuan Tesla diubah dalam satuan Gauss dimana 1 Tesla = 1 x 104 Gauss. Dalam menghitung medan kuat medan magnet bumi rumus yang kami gunakan adalah :
π
Berdasarkan teori yang ada, besar medan magnet saat ini adalah sekitar 0,5 Gauss. Setelah melakukan perhitungan ternyata hasil yang didapatkan pada praktikum sangat jauh berbeda dengan nilai yang terdapat pada teori. Misalnya pada percobaan arus postif didapatkan nilai besar medan magnet bumi yang bernilai negatif dimana saat menggunakan arus 1 A didapat besar medan magnet bumi sebesar -11,35 Gauss. Hasil yang didapatkan ini tentu sangat berbeda jauh dengan nilai pada teori yang ada. Hal ini mungkin dikarenakan kurang telitinya kami saat menghitung jumlah getaran magnet batang saat dialiri arus,Rata-rata nilai medan magnet bumi untuk arus positif yang kami dapatkan adalah sebesar -17,632 Gauss.
Untuk arus negatif justru didapatkan nilai medan magnet bumi yang bernilai positif, namun nilai yang didapatkan begitu besar dan sangat berbeda jauh dengan teori. Hasil yang didapatkan bias dilihat pada table hasil perhitungan dimana pada arus -1 A didapat nilai sebesar 11,51 Gauss, dan arus -1,2 A didapat nilai medan magnet bumi sebesar 11,75 Gauss. Begitu juga untuk nilai arus berikutnya nilai yang didapatkan sangat berbeda jauh dengan teori. Sedangkan nilai rata-rata medan magnet bumi yang didapat pada arus negatif adalah 17,71 Gauss, sebuah nilai yang sangat jauh berbeda dengan teori.
Dari hasil perhitungan yang telah kami lakukan, dapat dianalisa bahwa ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi kuat medan magnet bumi diantaranya Momen inersia magnet batang yang digunakan, luas penampang solenoida, momen dipol magnet, dan medan magnet solenoida.
Dari grafik yang didapatkan antara kuat arus (i) yang dihubungkan dengan nilai 1/T2, dapat dilihat hubungan yang berbanding lurus antara kedua nilai tersebut dimana semakin besara arus yang digunakan maka semakin besar pula nilai yang didapatkan pada nilai (1/T2). Hal ini sesuai dengan analisa sebelumnya yaitu semakin besar nilai arus yang digunakan maka perioda getaran dari magnet batang akan semakin kecil.
Dari hasil kedua hubungan nilai grafik tersebut dapat disimpulkan bahwa dengan nilai arus yang semakin besar maka osilasi atau getaran dari magnet batang pada solenoida akan semakin cepat karena dengan bertambahnya arus maka besar medan magnet pada solenoida akan bertambah pula, dan hal ini sesuai dengan hasil perhitungan yang kami dapatkan.
Dari kesemua hasil yang kami dapatkan dari praktikum kali ini didapat hasil yang mengecewakan yaitu besar medan magnet bumi yang kami dapatkan dari perhitungan sangat berbeda sekali dengan literatur. Hasil yang kurang memuaskan ini mungkin disebabkan oleh beberapa faktor seperti kurangnya ketelitian dalam menghitung jumlah getaran magnet batang.
V. Keimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan
Praktikum medan magnet bumi bertujuan untuk menentukan besar medan magnet bumi. Pada praktikum ini diperoleh besar medan magnet bumi rata – rata untuk arus positi sekitar -17,632 Gauss dan untuk arsu negative sebesar 17,71 Gauss. Hasil ini sangat berbeda dengan literatur yang ada dimana besar medan magnet bumi sekitar 0,5 Gauss.
Setelah melakukan praktikum dapat dilihat faktor faktor yang mempengaruhi perhitungan medan magnet bumi antara lain :
Momen inersia magnet batang Momen dipol magnet batang
Perioda osilasi magnet (berarti nilai arus yang diberikan). Medan magnet selenoida.
Besar medan magnet bumi dapat kita hitung dengan persamaan :
Bs T M I Bs 2 2 1 4 5.2 Saran
Agar praktikum berjalan lancar dan memperoleh data yang lebih akurat, maka disarankan untuk:
1. Mengetahui prosedur kerja sebelum praktikum dimulai. 2. Teliti dalam membaca angka dan waktu yang tertera
3. Karena membutuhkan perhitungan yang sedikit rumit ini membutuhkan kekati-hatian pratikan,begitu juga saat pengan bilan data seperti waktu pergerakan magnet dalam solenoida.semoga berhasil
JURNAL
MEDAN MAGNET BUMI 1. Kutub positif
No i(A) M(Am2) T (s) Bs (Tesla) Bb(Gauss)
1 1 2,413 1,6585 1,56 x 10-3 -11,35
2 1,2 2,8956 1,607 1,87 x 10-3 -11,49
4 1,6 3,8605 1,525 2,49 x 10-3 -21,75
5 1,8 4,3434 1,4905 2,80 x 10-3 -25,07
2. Kutub negatif
Padang, 22 Desember 2009
Asisten Praktikan
PIPI DESWITA GUSRIZAM DANEL
DAFTAR KEPUSTAKAAN
Becker, J. and Jodl, H.J. 1992. University Physics Experiments. Leybold Didactic. Hurt.
Ciofarri, Bernard. 1978. Experiment in College Physics. Massachusset: D.C. Health Company
Melissinos, A.C. 1966. Experiments in Modern Physics. Academic Press. New York.
No i(A) M(Am2) T (s) Bs (Tesla) Bb(Gauss)
1 -1 -2,413 1,691 -1,56 x 10-3 11,51
2 -1,2 -2,895 1,592 -1,86 x 10-3 11,75
3 -1,4 -3,378 1,585 -2,17 x 10-3 18,37
4 -1,6 -3,860 1,542 -2,48 x 10-3 21,72
Millman, Jacob. 1992. Mikroelektronika Sistem Digital dan Rangkaian. Erlangga : Jakarta.
Krane, K.S. 1988. Modern Physics. John Wiley. New York.
LAPORAN AWAL FISIKA EKSPERIMEN MEDAN MAGNET BUMI
NAMA : GUSRIZAM DANEL
NO.BP : 07 135 039
HARI/TGL PRAKTIKUM : SELASA/ 15 DESEMBER 2009
SHIFT/KELOMPOK : I/V
REKAN KERJA : ARSAL CHAYRI IBY (07 135 034)
ASISTEN : PIPI DESWITA
LABORATORIUM FISIKA ATOM DAN INTI JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS ANDALAS
