LAPORAN PRAKTIKUM LISTRIK DAN MAGNET

LAPORAN PRAKTIKUM LISTRIK DAN MAGNET

Dosen pengampu: Shofi Hikmatuz Zahroh, S. Pd, M.Pd Transformator

Oleh:

Nama : Maulana Firmansyah NIM : K2322046

Semester / Kelas : 2 / B

Nama Asisten : Salma Anisa Rodhiyah

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

2023

A. Judul

Induksi Magnet

B. Tujuan

1. Mengetahui hubungan antara jumlah lilitan dengan kuat medan magnet.

2. Mengetahui hubungan antara panjang lilitan dengan kuat medan magnet.

C. Dasar Teori

Medan magnet adalah ruang yang mengelilingi magnet yang masih dipengaruhi oleh magnet. Medan magnet ini tercipta di sekeliling muatan yang bergerak atau arus listrik. Berdasarkan percobaan Biot-Savart, medan magnet yang dihasilkan oleh arus yang mengaliri kawat lurus pada suatu titik tertentu adalah sesuai dengan persamaan berikut:

𝐵⃗ =𝜇₀𝐼

4𝜋 ∫𝑑𝑠 × 𝑟̂

𝑟²

Di mana Medan magnet besarnya berbanding lurus dengan arus listrik, berbanding lurus dengan panjang kawat penghantar, serta banding terbalik dengan kuadrat jarak suatu titik dari kawat penghantar itu. Arah medan magnet yang dihasilkan tegak lurus dengan arus dan juga vektor satuan dari arus ke titik tersebut. Arah dari medan magnet yang dihasilkan oleh arus yang mengalir pada kawat lurus dapat ditentukan menggunakan aturan tangan kanan. Caranya kawat dipegang dengan tangan kanan, ibu jari sejajar dengan arah arus.

Empat jari lainnya yang melingkar adalah arah medan magnet seperti pada gambar berikut (Serway, 2014 & Halliday, 2013):

Selanjutnya, terdapat hukum Ampere yang menyatakan bahwa integral garis dari 𝐵⃗ ∙ 𝑑𝑠 sepanjang jalur tertutup mana pun sama dengan 𝜇₀𝐼, di mana 𝐼 adalah total arus stabil yang melewati permukaan yang dibatasi oleh jalur tertutup yang dinyatakan dalam persamaan:

∫ 𝐵⃗ ∙ 𝑑𝑠 = 𝜇₀𝐼

Hukum Ampere menggambarkan pembentukan medan magnet oleh semua konfigurasi arus kontinu (Serway, 2014). Salah satu penerapan dari hukum Ampere adalah dalam penentuan besarnya medan magnet yang dihasilkan solenoida.

Solenoida adalah seutas kawat panjang yang dililitkan mengitari sebuah penampang berbentuk silinder (Halliday, 2014). Arah dari medan magnet dalam solenoida dapat ditentukan menggunakan aturan tangan kanan. Hubungan antara arus yang mengalir dalam solenoida dan garis medan dapat digambarkan sebagai berikut (Abdullah, 2017):

Dengan menerapkan hukum Ampere dan Biot-Savart, diperoleh besar medan magnet di dalam solenoida sebagai berikut:

1. Medan magnet di pusat solenoida:

𝐵 =𝜇₀𝐼𝑁 𝑙 2. Medan magnet di ujung solenoida:

𝐵 =𝜇₀𝐼𝑁 2𝑙 Dengan:

𝐵 = 𝐾𝑢𝑎𝑡 𝑚𝑒𝑑𝑎𝑛 𝑚𝑎𝑔𝑛𝑒𝑡 (𝑇) 𝐼 = 𝐾𝑢𝑎𝑡 𝑎𝑟𝑢𝑠 (𝐴)

𝜇₀ = 4𝜋 × 10⁻⁷ 𝑊𝑏/𝐴𝑚 𝑁 = 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑙𝑖𝑙𝑖𝑡𝑎𝑛

𝑙 = 𝑃𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑒𝑛𝑜𝑖𝑑𝑎 (𝑚)

D. Alat dan Bahan

No Nama Jumlah Gambar

1 Paku Besar 2 atau lebih

2 Baterai 1,5 volt 2 atau lebih

3 Kawat Tembaga Secukupnya

4 Isi Staples Secukupnya

5 Gunting 1 Buah

E. Prosedur Percobaan Percobaan 1

1. Alat dan bahan disiapkan

2. Kawat tembaga dililitkan ke paku besar sebanyak 5 lilitan (dengan panjang tiap lilitan 1 cm).

3. Kedua ujung kawat tembaga disambungkan ke baterai.

4. Ujung paku besar yang telah dilitkan dengan kawat didekatkan sejauh 1 cm dengan isi staples.

5. Peristiwa yang terjadi diamati.

6. Jumlah isi staples yang tertarik oleh paku besar dihitung dan dicatat hasilnya pada tabel pengamatan.

7. Langkah 2-6 diulangi dengan mengganti jumlah lilitan sebanyak 10, 15, 20, dan 25 lilitan

Percobaan 2

1. Alat dan bahan disiapkan.

2. Kawat tembaga dililitkan ke paku besar sebanyak 20 lilitan.

3. Panjang lilitan diatur sebesar 1 cm

4. Kedua ujung kawat tembaga disambungkan ke baterai.

5. Ujung paku besar yang telah dilitkan dengan kawat didekatkan sejauh 1 cm dengan isi staples.

6. Peristiwa yang terjadi diamati.

7. Jmlah isi staples yang tertarik oleh paku besar dihitung dan dicatat hasilnya pada tabel pengamatan.

8. Langkah 3-7 diulangi dengan mengganti panjang lilitan sebanyak 2, 3, 4, dan 5 cm.

F. Hasil Praktikum Percobaan 1

NO Jumlah lilitan

Jumlah isi staples yang menempel

Dokumentasi

1 5 1

2 10 2

3 15 3

4 20 4

5 25 8

Percobaan 2

NO Panjang lilitan (cm)

Jumlah isi staples yang menempel

Dokumentasi

1 1 7

2 2 5

3 3 3

4 4 2

5 5 1

G. Analisis Data dan Pembahasan

Dari percobaan pertama di mana jarak antar lilitan dan tegangan dari baterai diatur agar tetap sama, diperoleh data bahwa untuk jumlah lilitan berturut-turut: 5, 10, 15, 20, dan 25; didapati bahwa jumlah isi staples yang menempel berturut-turut adalah: 1, 2, 3, 4, dan 8. Dari percobaan ini diketahui bahwa jumlah isi stapler yang menempel bertambah seiring bertambahnya lilitan. Dengan menganggap bahwa jumlah kawat yang menempel berbanding lurus dengan kuatnya medan magnet, maka dari percobaan ini dapat dikatakan bahwa kuatnya medan magnet berbanding lurus dengan jumlah lilitan. Hal ini sesuai dengan dasar teori mengenai persamaan kuat medan magnet yang dihasilkan solenoida bahwa kuat medan magnet yang dihasilkan oleh solenoida berarus listrik berbanding lurus dengan jumlah lilitan.

Selanjutnya dari percobaan kedua di mana jumlah lilitan dan tegangan dari baterai diatur agar tetap sama, diperoleh data bahwa untuk panjang lilitan berturut-turut: 1, 2, 3, 4, dan 5 cm; didapati bahwa jumlah isi stapler yang menempel berturut-turut adalah: 7, 5, 3, 2, dan 1. Dari percobaan ini diketahui bahwa jumlah isi stapler yang menempel berkurang seiring bertambahnya panjang lilitan. Dengan menganggap bahwa jumlah kawat yang menempel berbanding lurus dengan kuatnya medan magnet, maka dari percobaan ini dapat dikatakan bahwa kuatnya medan magnet berbanding terbalik dengan panjang lilitan. Hal ini sesuai dengan dasar teori mengenai persamaan kuat medan magnet yang dihasilkan solenoida bahwa kuat medan magnet yang dihasilkan oleh solenoida berarus listrik berbanding terbalik dengan panjang lilitan.

H. Kesimpulan

Dari analisis data secara kualitatif yang dilakukan terhadap data yang diperoleh dari praktikum dan asumsi bahwa banyaknya isi stapler yang menempel berbanding lurus dengan kuatnya medan magnet, dapat disimpulkan bahwa kuat medan magnet yang dihasilkan oleh solenoida berarus berbanding lurus dengan jumlah lilitan dan berbanding terbalik dengan panjang lilitan.

I. Daftar Pustaka

Abdullah, M. (2017). Fisika dasar II. Bandung. Institut Teknologi Bandung.

Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2014). Physics for scientists and engineers 9^th ed.

Cengage learning.

Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2014). Fundamentals of physics. John Wiley &

Sons.

J. Lampiran