LISTRIK MAGNET II

ANIS STIYANI

4211411046

FISIKA

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Negeri Semarang

LISTRIK MAGNET II

2.  ABSTRAK

                        Gaya gerak listrik timbul akibat adanya perbedaan fluks magnetik pada rentang waktu tertentu. Fluks magnetik itu timbul akibat adanya gerakan magnet keluar masuk di ujung-ujung kumparan. Untuk mengetahui gejala terjadinya ggl di ujung-ujung kumparan tersebut, maka dilakukanlah percobaan ini sebanyak dua kali. Pada  percobaan pertama dilakukan dengan menggunakan kumparan yang dihubungkan dengan galvanometer, kemudian magnet digerakkan keluar masuk kumparan. Selanjutnya percobaan dilakukan dengan memvariasikan jumlah lilitan, kecepatan menggerakkan batang magnet dan didapatkan hasil bila semakin banyak jumlah lilitan, dan semakin cepat gerakkan magnet kelur masuk kumparan maka ggl yang ditimbulkan semakin besar. Sedangkan pada percobaan dengan menggunakan atau tanpa batang ferit, digunakkan dua buah kumparan dengan jumlah lilitan berbeda yang dihubungkan pada catu daya dan amperemeter. Dan hasilnya ggl yang ditimbulkan jauh lebih besar ketika dipasang batang ferit. Secara kesulurahan, pada percobaan ini jarum pada galvanometer akan menyimpang ke kanan jika dimasuki kutub utara dan kekiri jika dimasuki kutub selatan.

3.  PENDAHULUAN

                                I.     LATAR BELAKANG

 Interaksi magnetik dasar merupakan gaya magnetik satu muatan yang bergerak yang dikerahkan pada muatan bergerak lainnya. Gaya ini adalah gaya lain yang juga terjadi selain gaya listrik antara kedua muatan. Seperti pada gaya listrik, kita menganggap bahwa gaya magnetik itu dipindahkan oleh medan magnetik. Muatan yang bergerak menghasilkan medan magnetik dan medan magnetik tersebut selanjutnya, mengarahkan suatu gaya pada muatan bergerak lainnya. Karena muatan bergerak menimbulkan ggl listrik, interaksi magnetik dapat juga diasumsikan senagai interaksi di antara dua arus.

Michael Faraday dan Joseph Henry telah memperagakan bahwa medan magnetik yang berubah akan menghasilkan medan listrik. Untuk mengetahui gejala gaya gerak listrik(ggl) yang ditimbulkan akibat gerakan batang magnet keluar masuk kumparan, maka dilakukanlah percobaan ini.

                             II.     KAJIAN PUSTAKA

            Kita telah mengenal elemen kering sebagai sumber ggl yang dapat dipakai secara praktis. Ggl ini dapat terjadi karena sifat-sifat kimia dapat kelistrikan dari bahan-bahan penyusun baterai. Ggl juga dapat terjadi pada output suatu sistem, dimana pada sistem tersebut terjadi mekanisme perubahan fluks magnetik pada rentang waktu tertentu. Perubahan fluks per satuan waktu itu dapat terjadi dengan berbagai keadaan dari variasi medan magnet, variasi kecepatan gerak maupun variasi lingkupan yang ditinjau. (Tim Dosen Fisika Dasar 2, 2010: 19)

               Ggl biasanya dideteksi dengan mengamati arus dalam rangkaiannya, tetapi ggl itu tetap ada sekalipun jika rangkaiannya tersambung (tidak tertutup) sehingga tidak ada arul. Ggl yang diinduksi oleh fluks magnetik yang berubah dapat dianggap terdistribusi diseluruh rangkaiannya.

Karena ggl merupakan kerja yang dilakukan per muatan per satuan, maka harus ada gaya yang dikerahkan pada muatan tersebut yang berkaitan dengan ggl tadi. Gaya permuatan satuan merupakan medan listrik E, yang dalam hal ini diinduksi oleh fluks yang berubah tadi. Integral tertutup medan listrik di sekeliling rangkaian  tertutup sama dengan kerja yang dilakukan per muatan satuan, yang menurut definisi merupakan ggl dalam rangkaian tersebut:

 
   

Persamaan diatas selanjutnya dikenal sebagai hukum Faraday. Tanda negatif dalam hukum Faraday berkenaan dengan arah ggl induksinya.

Arah ggl induksi dan arus induksi dapat diperoleh dari hukum Lenz, yang berbunyi:

Ggl induksi dan arus induksi memeiliki arah yang sedemikian rupa sehingga melawan muatan yang menghasilkan ggl dan arus induksi tersebut.

Pernyataan hukum Lenz ini tidak hanya memberikan jenis perubahan apa yang menyebabkan ggl dan arus induksi tersebut. Hal ini dimaksudkan agar  hukum ini berlaku pada berbagai keadaan.

   Adalah hal yang penting dipahami bahwa terdapat ggl induksi hanya sewaktu fluksnya berubah. Ggl tidak bergantung pada besarnya fluks, hanya pada laju perubahannya. Jika terdapat fluks yang besar, konstan melewati rangkaian, tidak akan ada ggl induksi. (Tipler, 2001: 282-287)

                         III.     RUMUSAN MASALAH

1.      Bagaimanakah gejala terjadinya ggl di ujung-ujung suatu kumparan sebagai akibat dari gerakan magnet keluar masuk kumparan?

2.      Bagaimanakah gejala terjadinya ggl di ujung-ujung sebuah kumparan yang disebabkan oleh perubahan ggl pada kumparan lain disekitarnya?

                         IV.     TUJUAN PERCOBAAN

1.      Mengamati gejala terjadinya ggl di ujung-ujung suatu kumparan sebagai akibat dari gerakan magnet keluar masuk kumparan.

2.      Mengamati gejala terjadinya ggl di ujung-ujung sebuah kumparan yang disebabkan oleh perubahan ggl pada kumparan lain disekitarnya.

4.  METODE PERCOBAAN

Percobaan dilakukan dengan metode eksperimen, dengan langkah kerja sebagai berikut:

a.       menghubungkan ujung-ujung kawat kumparan dengan galvanometer.

b.      Menggerakkan magnet batang keluar masuk kumparan

c.       Melakukan kegiatan diatas dengan variasi jumlah lilitan kumparan, dan cepat lambatnya gerakan magnet batang.

d.      Mengamati pula jika magnet batang dimasukkan dalam kumparan kemudian digerakkan terus maju sehingga keluar kumparan dari sisi yang lain.

e.       Menentukan arah gerakan jarum galvanometer, dengan memperhitungkan kutub utara magnet atau selatan magnet yang akan dimasukkan terlebih dahulu dalam kumparan, memperhitungkan pula jumlah lilitan kumparan dan ujung-ujung kumparan yang terhubung dengan galvanometer, sesuai kaidah huklum Lenz.

f.       Mengamati dan menetukan pula arah lilitan dari kumparan sesuai arah gerak jarum galvanometer.

g.      Kemudian melakukan percobaan lain dengan menggunakan dua kumparan yang antar lubangnya dihubungkan dengan menggunakan ferit. Kumparan pertama dihubungkan dengan rangkaian tertutup dan dapat dikendalikan dengan saklar dan hambatan geser. Kumparan yang kedua ujung-ujungnya dihubungkan dengan galvanometer. Kemudian mengamati jarum galvanometer pada saat saklar terhubung, dan saat saklar terputus.

h.      Mengamati pula jika saklar terhubung dan hambatan geser diubah-ubah besarnya sehinga menghasilkan ggl yang berbeda-beda.

5.  HASIL DAN PEMBAHASAN

A. DATA PENGAMATAN

1. tabel untuk variasi N dan V

a. untuk kutub selatan

JUMLAH LILITAN	MASUK(-)		KETERANGAN	KELUAR(+)		KETERANGAN
	CEPAT	LAMBAT		CEPAT	LAMBAT
150	1	1	SIMPANG KIRI	1	1	SIMPANG KANAN
500	3	2,5	SIMPANG KIRI	3	2,5	SIMPANG KANAN
1000	5	3	SIMPANG KIRI	4	3	SIMPANG KANAN

b. untuk kutub utara

JUMLAH LILITAN	MASUK(+)		KETERANGAN	KELUAR(-)		KETERANGAN
	CEPAT	LAMBAT		CEPAT	LAMBAT
150	1	1	SIMPANG KANAN	1	1	SIMPANG KIRI
500	3,5	2	SIMPANG KANAN	3,5	2,5	SIMPANG KIRI
1000	4,5	2,5	SIMPANG KANAN	4,5	2,5	SIMPANG KIRI

c. untuk magnet yang digerakkan terus sehingga keluar pada sisi yang lain kumparan

(kutub utara dimasukkan pada ujung kumparan)

JUMLAH LILITAN	MASUK(+)		KETERANGAN	KELUAR(-)		KETERANGAN
	CEPAT	LAMBAT		CEPAT	LAMBAT
150	1	0,5	SIMPANG KIRI	1	0,5	SIMPANG KANAN
500	2	1	SIMPANG KIRI	2	1	SIMPANG KANAN
1000	5	2	SIMPANG KIRI	5	2	SIMPANG KANAN

2. tabel untuk variasi batang ferit

lilitan di catu daya	lilitan di amperemeter	Ggl sebelum dipasang ferit (mA)	Ggl setelah dipasang ferit(mA)
150	500	0,4	17,8
150	1000	0,6	12,4
500	1000	11,4	86,0

B. PEMBAHASAN

        Pada percobaan listrik magnet II ini bertujuan untuk mengetahui adanya ggl yang terjadi akibat batang magnet yang digerakkan keluar masuk kumparan. Kali ini dilakukan dua macam percobaan, dengan percobaan pertama yaitu menggerakkan batang magnet keluar masuk kumparan, percobaan menggerakkan magnet batang masuk kedalam kumparan kemudian digerakkan terus maju sehingga keluar dari sisi lain kumparan, dan percobaan kedua dengan menggunakan dua kumparan yang antar lubangnya dihubungkan dengan batang ferit. Pada percobaan pertama digunakan variasi jumlah lilitan kumparan dan kecepatan menggerakkan batang magnet keluar masuk kumparan serta memperhatikan kutub magnet mana yang dimasukkan terlebih dahulu. Sedangkan pada percobaan kedua variasinya hanya dilakukan dengan menggunakan batang ferit atau tanpa batang ferit.

        Pada percobaan pertama didapatkan hasil seperti yang tertera pada hasil pengamatan. Dari tabel tersebut, dapat disimpulkan bahwa semakin banyak jumlah lilitan, maka ggl yang dihasilkan semakin besar, begitu pula dengan kecepatan menggerakkan magnet batang keluar masuk kumparan. Semakin cepat praktikan menggerakkan batng magnet keluar masuk kumparan, maka ggl yang mengalirpun semakin besar.

        Sesuai kaidah pada hukum Lenz, “Ggl induksi dan arus induksi memeiliki arah yang sedemikian rupa sehingga melawan muatan yang menghasilkan ggl dan ggl induksi tersebut.” Pada percobaan ini dihasilkan bahwa ketika kutub utara dimasukkan pada ujung kumparan, maka jarum galvanometer menyimpang kearah kanan dan saat batang magnet dikeluarkan dari ujung kumparan lagi, maka jarum galvanometer menyimpang kearah kiri. Sedangkan pada saat kutub selatan yang dimasukkan pada ujung kumparan, maka jarum galvanometer menyimpang kearah kiri dan saat batang magnet dikeluarkan dari ujung kumparan lagi, maka jarum galvanometer menyimpang kearah kanan.

        Pada percobaan menggerakkan magnet batang masuk kedalam kumparan kemudian digerakkan terus maju sehingga keluar dari sisi lain kumparan, didapatkan hasil yang hampir sama dengan percobaan pertama, hanya saja ggl yang dihasilkan pada percobaan ini sedikit berbeda. Hal ini dikarenakan pada percobaan ini praktikan kesulitan dalam menggerakkan magnet melaju terus hingga keluar pada sisi lain kumparan.

        Pada percobaan kedua, didapatkan hasil seperti pada tertera pada tabel pengamatan. Pada percobaan ini, ggl yang dihasilkan pada percobaan dengan menggunakan batang ferit jauh lebih besar daripada percobaan tanpa menggunakan batang ferit. Hal ini dikarenakan batang ferit berfungsi menambah besarnya medan magnet, sehingga apabila medan magnetnya besar maka ggl yang dihasilkank dalam hal ini arus akan besar pula. Hal ini sesuai dengan persamaan pada medan magnet, dimana besarnya medan magnet sebanding dengan kuat arus yang mengalir didalamnya.

6.  PENUTUP

I. SIMPULAN

Dari percobaan listrik magnet II, dapat disimpulkan bahwa:

          Gaya gerak listrik dapat dihasilkan akibat adanya perubahan fluks magnet. Ggl dalam hal ini berbentuk arus yang dihasilkan pada percobaan ini di pengaruhi oleh tiga hal yaitu jumlah lilitan pada kumparan, kecepatan menggerakkan batang magnet keluar masuk kumparan dan juga batang ferit yang dalam hal ini sebagai indikator penambah besarnya medan magnet.

II. SARAN

Pada percobaan ini, seharusnya praktikan lebih teliti dan cekatan dalam menggerakkan medan magnet keluar masuk kumparan terutama pada percobaan kedua yaitu batang magnet dimasukkan terus ke ujung kumparan sehingga keluar pada sisi lain kumparan.

7.  DAFTAR PUSTAKA

Tim Dosen Fisika Dasar 2. 2010. Buku Panduan Praktikum Fisika Dasar 2. Semarang: Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Fisika-FMIPA Universitas Negeri Semarang.

Tipler, Paul A. 2001. Fisika (Jilid 2). Jakarta: Eralangga.