Medan Magnet Disekitar Arus Listrik 1 I. Judul Praktikum
Medan Magnet Disekitar Arus Listrik II. Tujuan Praktikum
Menyelidiki arah medan magnet disekitar kawat yang dialiri arus listrik. III. Landasan Teori
Medan magnet akan timbul apabila kita menggerakkan sejumlah muatan listrik (Giancoli, 2001). Medan magnet sering digambarkan dengan garis khayal yang merepresentasikan lintasan kutub utara magnet-magnet kecil apabila dapat bergerak bebas. Garis khayal itulah yang sering disebut garis gaya magnetik. Garis tersebut akan selalu berarah dari kutub utara ke kutub selatan magnet. Garis gaya magnet dapat dilihat seperti gambar di bawah ini.
Gambar 1. Garis Gaya Magnet
Di sekitar kawat yang berarus listrik terdapat medan magnet yang dapat mempengaruhi medan magnet lain. Magnet jarum kompas dapat menyimpang dari posisi normalnya jika dipengaruhi oleh medan magnet (Suardana, 2007). Ilustrasi dari peristiwa tersebut seperti Gambar 2 berikut.
Medan Magnet Disekitar Arus Listrik 2 Gambar 2. Magnet jarum kompas dapat menyimpang dari posisi normalnya
Pada tahun 1819, seorang ahli fisika Denmark, Hans Christian Oersted menemukan bahwa disekitar kawat berarus listrik terdapat medan magnet. Melalui percobaan, ia berhasil mengungkap hubungan antara listrik dan magnet. Ia berhasil membuktikan bahwa penghantar yang berarus listrik dapat menghasilkan medan magnetik. Kumparan kawat berinti besi yang dialiri listrik dapat menarik besi dan baja. Hal ini menunjukkan bahwa kumparan kawat berarus listrik dapat menghasilkan medan magnet. Medan magnet juga dapat ditimbulkan oleh kawat penghantar lurus yang dialiri listrik. Berdasarkan hasil percobaan tersebut terbukti bahwa arus listrik yang mengaliri dalam kawat penghantar ini menghasilkan medan magnetik, atau disekitar kawat berarus listrik terdapat medan magnetik. 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.
IV. Alat dan Bahan
1. Catu daya dengan spesifikasi yang digunakan sebesar 3V dan 6V
Medan Magnet Disekitar Arus Listrik 3
3. Papan rangkaian
4. Sakelar 1 kutub
5. Pemegang lampu
6. Bola lampu dengan spesifikasi 6V/3W
7. Jepi Steker
8. Kompas dengan batas ukur sebesar 00 – 3600 dan NST sebesar 0,20
9. Kawat konstantan
10. Multimeter digital dengan batas ukur sebesar 0 – 10 A dan NST sebesar 0,01 A (pada percobaan ini multimeter digunakan untuk mengukur kuat arus listrik)
V. Langkah-Langkah Praktikum
Adapun langkah-langkah yang dilakukan dalam melakukan praktikum ini sebagai berikut:
1. Menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan dalam melakukan praktikum
medan magnet disekitar arus listrik.
2. Menyusun alat dan bahan yang diperlukan dalam praktikum medan
magnet disekitar arus listrik seperti gambar di bawah ini.
Gambar 3. Set Up Percobaan Medan Magnet disekitar Arus Listrik
3. Menghubungkan rangkaian pada sumber tegangan atau catu daya (catu daya masih dalam keaaan off).
Medan Magnet Disekitar Arus Listrik 4 4. Memilih besar tegangan awal pada catu daya yaitu sebesar 3V DC.
5. Menghidupkan catu daya dengan tegangan sebesar 3V DC.
6. Menutup sakelar (posisi 1) kemudian mengamati keadaan lampu, arah dan
besar sudut penyimpangan jarum kutub utara pada kompas serta kuat arus kemudian hasilnya dimasukkan ke dalam tabel hasil pengamatan.
7. Membuka sakelar (posisi 0) kemudian mematikan catu daya.
8. Mengulangi langkah 4-7 dengan mengubah besarnya arus dengan cara mengubah tegangan sebesar 6V pada catu daya.
9. Mengulangi langkah sebelumnya dengan mengubah arah arus dengan cara
menukar kabel penghubung catu daya ke rangkaian (positif di B, negatif di A) dengan tegangan 3V DC dan 6V DC seperti gambar dibawah.
10. Mencatat hasil pengamatan pada jurnal praktikum.
Tabel 1. Hasil Pengamatan Medan Magnet Disekitar Arus Listrik dengan tegangan pada catu daya sebesar 3V dan 6V
No Voltage
(V) Positif Negatif
Arah Simpangan Kuat Arus (A) Besar Simpangan (...0) Kanan Kiri 1. 3 A B ... ... ... ... 2. 3 B A ... ... ... ... 3. 6 A B ... ... ... ... 4. 6 B A ... ... ... ...
VI. Teknik Analisis Data
Dalam percobaan ini praktikan hanya membuktikan bahwa pada kawat yang dialiri arus akan timbul medan magnet. Hal ini dibuktikan dengan peristiwa penyimpangan magnet jarum yang diletakkan di sekitar kawat yang dialiri arus listrik. Atau dengan kata lain membuktikan fenomena yang ditemukan Oersted dengan sedikit penelaahan secara kualitatif yang menunjukkan hubungan antara arah arus dengan arah medan magnet yang ditimbulkannya. Penentuan arah medan magnet ini sebagai pembuktian dari teori kaidah tangan kanan. Hal ini dilakukan dengan membandingkan antara
Medan Magnet Disekitar Arus Listrik 5 arah arus melalui pengubahan polaritas sumber tegangan, dengan arah penyimpangan jarum kompas.
VII. Data Hasil Praktikum
Adapun data hasil praktikum yang diperoleh dari praktikum medan magnet disekitar arus listrik dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 2. Data Hasil Praktikum Medan Magnet Disekitar Arus Listrik dengan tegangan pada catu daya sebesar 3V dan 6V
No Voltage
(V) Positif Negatif
Arah Simpangan Kuat Arus (A) Besar Simpangan (...0) Kanan Kiri 1. 3 A B √ -0,24 8 2. 3 B A √ 0,25 10 3. 6 A B √ -0,37 14 4. 6 B A √ 0,37 14
VIII. Analisis Data
Praktikum medan magnet yang dialiri arus listrik membuktikan bahwa pada kawat yang dialiri arus akan menimbulkan medan magnet. Hal ini dibuktikan dengan peristiwa penyimpangan magnet jarum yang diletakkan di sekitar kawat yang dialiri arus listrik. Atau dengan kata lain praktikum yang dilakukan ini telah membuktikan fenomena yang ditemukan Oersted. Hans Christian Oersted menemukan bahwa magnet jarum akan mengalami penyimpangan apabila diletakkan di bawah kawat berarus listrik. Magnet jarum akan kembali ke posisinya yang normal saat arus listrik dihentikan.
Berdasarkan data yang diperoleh bahwa jika kuat arus yang didapat besarnya mendekati sama baik arah penyimpangan ke kiri maupun arah penyimpangan ke kanan. Besar penyimpangan sudut tidaklah sama, tetapi besarnya bergantung kepada besar tegangan yang diberikan. Semakin besar tegangan maka arus yang mengalir juga semakin besar, begitu pula sebaliknya semakin kecil tegangan maka semakin kecil pula arus yang mengalir pada kawat dalam rangkaian tersebut.
Medan Magnet Disekitar Arus Listrik 6 Jika arah dari A (positif) menuju B (negatif) maka arah penyimpangan ke kanan, tetapi jika arahnya dari B (positif) menuju A (negatif) maka arah penyimpangannya ke kiri. Hal ini sesuai dengan aturan tangan kanan.
IX. Hasil dan Pembahasan 9.1. Hasil
Berdasarkan analisis data yang dilakukan maka dapat diketahui bahwa disekitar arus timbul medan magnet dengan adanya penyimpangan jarum kompas yang terjadi dalam percobaan. Artinya jarum kompas mengalami penyimpangan apabila dipengaruhi oleh medan magnet. Dengan adanya penyimpangan ini membuktikan bahwa terdapat medan magnet disekitar kawat berarus.
9.2. Pembahasan
Berdasarkan data yang diperoleh dan hasil analisis data yang dilakukan, semakin besar tegangan maka arus yang mengalir juga semakin besar, begitu pula sebaliknya semakin kecil tegangan maka semakin kecil pula arus yang mengalir pada kawat dalam rangkaian tersebut.
Arah penyimpangan kutub utara magnet jarum sesuai dengan arah ibu jari tangan kanan dan arah arus listrik pada kawat sesuai dengan arah jari-jari lainnya. Arah medan magnet yang terdapat di sekitar kawat berarus sesuai dengan kaidah tangan kanan, seperti yang ditunjukkan pada gambar 4 dan 5 sebagai berikut.
Medan Magnet Disekitar Arus Listrik 7 Gambar 4. A (positif) dan B (negatif) maka kutub utara kompas
menyimpang ke kanan
Gambar 5. A (negatif) dan B (positif) maka kutub utara kompas menyimpang ke kiri
Dari hasil yang diperoleh dalam melakukan praktikum terdapat kesalahan-kesalahan yang cukup berpengaruh diantaranya sebagai berikut:
1. Kesalahan umum, yaitu kesalahan yang terjadi karena kekeliruan manusia. Kesalahan umum yang terjadi pada praktikum ini yaitu
Medan Magnet Disekitar Arus Listrik 8 kesalahan paralaks oleh praktikan yang sulit membaca skala besarnya penyimpangan jarum kompas ketika kawat diberi arus listrik. Hal ini dikarenakan jarum yang ditunjukkan membingungkan pembaca. 2. Kesalahan sistematis, yaitu kesalahan yang disebabkan oleh alat ukur
atau instrumen dan disebabkan oleh pengaruh lingkungan pada saat melakukan praktikum. Dalam praktikum ini, kesalahan sistematis yang dilakukan adalah adanya kerusakan dari alat yang digunakan sehingga praktikan seringkali memeriksa kembali alat tersebut yang menyebabkan lamanya waktu praktikum.
3. Kesalahan acak, yaitu kesalahan yang tidak diketahui secara pasti penyebabnya, tetapi berpengaruh terhadap hasil praktikum misalnya saja karena lingkungan, pengaruh getaran-getaran di luar alat praktikum, angin, maupun usikan-usikan dari praktikan yang tanpa disengaja, dimana hal tersebut dapat memengaruhi hasil praktikum
Adapun kendala-kendala yang dihadapi sehingga menghasilkan kesalahan-kesalahan yang cukup besar adalah sebagai berikut:
1. Kesulitan melihat besarnya penyimpangan pada jarum kompas secara
tepat karena jarum kompas yang menunjuk besarnya sudut penyimpangan sulit terbaca oleh praktikan
2. Kuat arus yang ditunjukkan oleh alat ukur multimeter (amperemeter) menunjukkan nilai yang berbeda-beda dan nilainya berubah-ubah dengan sangat cepat karena adanya pengaruh lingkungan yang bisa mempengaruhi data seperti angin dan lain-lain sehingga praktikan mengalami kesulitan untuk menentukkan nilai kuat arus yang ditunjukkan oleh amperemeter tersebut.
X. Pertanyaan dan Jawaban Pertanyaan 10.1. Pertanyaan
1. Berikan komentar terhadap hasil yang Anda peroleh.
2. Bagaimana penyimpangan yang dialami jarum kompas? Bagaimana
Medan Magnet Disekitar Arus Listrik 9
3. Sebutkan kendala-kendala yang Anda temukan selama proses
pengambilan data dan tunjukkan cara mengatasinya. 4. Simpulkan hasil percobaan Anda.
10.2. Jawaban Pertanyaan
1. Dari hasil praktikum yang diperoleh menunjukkan hasil yang sesuai dengan konsep yang ada, dimana akan terdapat medan magnet disekitar kawat berarus. Hal ini dapat dibuktikan dengan adanya penyimpangan arah pada kompas, yaitu menyimpang ke kanan maupun ke kiri pada saat kawat konstantan dialiri arus listrik.
2. Penyimpangan jarum kompas akan menuju ke kanan jika aliran listrik pada rangkaian dari A ke B, namun ke kiri jika aliran listrik pada rangkaian dari B ke A. Hal ini sesuai dengan kaidah tangan kanan yang dikemukakan oleh Oersted. Selain itu, penyimpangan yang dialami jarum kompas adalah semakin besar sumber tegangan (voltage) maka semakin besar kuat arus yang mengalir pada kawat dan mengakibatkan semakin besar pula sudut penyimpangannya. semakin kecil sumber tegangan (voltage) maka semakin kecil kuat arus yang mengalir pada kawat dan mengakibatkan semakin kecil pula sudut penyimpanganny. Begitu juga jika polaritas tegangan dibalik.
3. Adapun kendala-kendala yang dihadapi sehingga menghasilkan
kesalahan-kesalahan yang cukup besar adalah sebagai berikut: a) Kesulitan melihat besarnya penyimpangan pada jarum kompas
secara tepat karena jarum kompas yang menunjuk besarnya sudut penyimpangan sulit terbaca oleh praktikan.
b) Kuat arus yang ditunjukkan oleh alat ukur multimeter
(amperemeter) menunjukkan nilai yang berbeda-beda dan nilainya berubah-ubah dengan sangat cepat karena adanya pengaruh lingkungan yang bisa mempengaruhi data seperti angin dan lain-lain sehingga praktikan mengalami kesulitan untuk
Medan Magnet Disekitar Arus Listrik 10 menentukkan nilai kuat arus yang ditunjukkan oleh amperemeter tersebut.
4. Simpulan yang dapat diambil dari hasil praktikum medan magnet disekitar arus listrik yaitu disekitar kawat yang dialiri arus listrik terdapat medan magnet, yang dibuktikan dengan penyimpangan arah jarum kompas saat kawat penghantar dialiri arus listrik. Arah penyimpangan kutub utara magnet jarum sesuai dengan arah ibu jari tangan kanan dan arah arus listrik pada kawat sesuai dengan arah jari-jari lainnya.
XI. Kesimpulan dan Saran 11.1. Kesimpulan
Dari data hasil praktikum dan analisis data yang dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa praktikum medan magnet disekitar kawat yang dialiri arus listrik sesuai dengan teori yang ada. Disekitar kawat yang dialiri arus listrik terdapat medan magnet, yang dibuktikan dengan penyimpangan arah jarum kompas saat kawat penghantar dialiri arus listrik. Jika arah dari A (positif) menuju B (negatif) maka arah penyimpangan ke kanan, tetapi jika arahnya dari B (positif) menuju A (negatif) maka arah penyimpangannya ke kiri. Hal ini sesuai dengan aturan tangan kanan.
11.2. Saran
Bagi Mahasiswa
Melalui laporan ini diharapkan mahasiswa mampu untuk memahami hukum hubungan kuat arus, tegangan dan hambatan pada rangkaian seri. Adapun saran yang dapat diberikan agar percobaan selanjutnya bisa menjadi lebih baik adalah sebaiknya praktikan lebih berhati-hati dalam melakukan percobaan ini, sehingga dapat meminimalisir kesalahan-kesalahan dalam praktikum terutama pada rangkaian yang dapat menimbulkan kesalahan-kesalahan. Selain itu, sebelum praktikan melakukan percobaan sebaiknya alat dan bahan yang ingin digunakan dicek terlebih dahulu apakah sudah tersedia di
Medan Magnet Disekitar Arus Listrik 11 laboratorium ataukah belum. Serta mempelajari percobaan ini agar waktu yang digunakan lebih efisien.
Bagi Lembaga
Diharapkan kepada lembaga untuk senantiasa memperhatikan kualitas alat ukur yang ada di laboratorium, ada beberapa alat di laboratorium yang mengalami kerusakan. Karena kerusakan alat sangat mempengaruhi hasil praktikum.
