Ayunan Magnetik Fitri Rahayu dan Ridwan Ramdhani * Jurusan Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Teknologi UIN Sunan Gunung Djati Jl. A. H Nasution No.105 No.105 Bandung 0!1 " #$ail% &ra'a(u)1*g$ #$ail% &ra'a(u)1*g$ail.+o$ ail.+o$ Eksperimen n ini bertujuan bertujuan untuk menentukan menentukan besar gaya gaya magnet magnet yang timbul pada kumparan kumparan berarus yang Abstrak. Eksperime ditempatkan pada medan magnet. Medan magnet merupakan daerah atau ruang di sekitar magnet di mana magnet lain atau benda lain yang mudah dipengaruhi magnet akan mengalami gaya magnetic jika diletakkan dalam ruang tersebut. Percobaan Percobaan ayunan magnetic magnetic ini menggunaka menggunakan n gaya Lorentz yaitu gaya magnetic magnetic yang timbul apabila apabila kawat kawat berarus berarus listrik diletakkan memotong garisgaris medan magnet yang dihasilkan oleh pasangan kutub utaraselatan suatu magnet tetap. tetap. Pada Pada !arias !ariasii hambat hambatan" an" besarn besarnya ya hambat hambatan an berban berbandin ding g terbal terbalik ik dengan dengan arus arus yang yang di hasilk hasilkan an sehing sehingga ga kemampuan kumparan untuk menyimpang kecil sehingga di dapatkan besarnya gaya magnet ratarata F# $.$$%& ' dan besarnya medan magnet ratarata ( # ).)+ ,. Pada !ariasi panjang kumparan" didapatkan besarnya gaya magnet rata rata F# $.$$- ' dan besarnya medan magnet ratarata ( # $.$- , Kata kunci/ Magnet" kumparan" arus" sudut 0" panjang kawat
PENDAHULUAN Medan Medan magnet magnet merupakan merupakan daerah daerah atau ruang di sekitar magnet di mana magnet lain atau benda lain yang yang mudah mudah dipeng dipengar aruhi uhi magnet magnet akan akan menga mengalam lamii gaya magnetic jika diletakkan dalam ruang tersebut. 1ebuah 1ebuah medan medan magnet magnet adalah adalah medan medan !ector" !ector" yaitu berhubungan dengan setiap titik dalam ruang !ector yang dapat berubah menurut waktu. 2rah dari medan ini adalah seimbang dengan arah jarum kompas yang diletakkan di dalam medan tersebut. Percobaan ayunan magnetic ini menggunakan gaya Loren Lorentz tz yaitu yaitu gaya gaya magne magnetic tic yang yang timbul timbul apabil apabilaa kawat berarus listrik diletakkan memotong garisgaris medan magnet yang dihasilkan oleh pasangan kutub utara utarase selat latan an suatu suatu magnet magnet tetap. tetap. 3ika 3ika ada sebuah sebuah penghantar yang dialiri arus listrik dan penghantar tersebut tersebut berada dalam medan magnetik magnetik maka akan timbul gaya yang disebut dengan nama gaya magnetic atau dikenal juga nama gaya Lorentz. 2rah dari gaya Lorenz selalu tegak lurus dengan kuat arus listrik 456 dan induksi magnetic yang ada 4(6. penghantar yang dialiri arus listrik terletak di dalam medan magnet akan menga mengalam lamii gaya gaya yang yang besarn besarnya ya dapat dapat dinya dinyatak takan an dalam persamaan berikut / F
=
Bil × sin θ
4)6 3ika kita memiliki sebuah kawat berarus bermassa m" dan berada dalam medan magnet maka pada kawat tersebut akan bekerja gayagaya sebagai berikut/
GAMBAR 1. 7ayagaya yang bekerja pada kumparan
(erdasar (erdasarkan kan gambar gambar yang ditunjuka ditunjukan n di atas" atas" maka besarnya gaya magnetic yang bekerja pada kumparan adalah/ adalah/ F
=
, tan θ
46
METODE EKPER!MEN A"at #an Ba$an ). +. . &. . -. %. :.
Magnet 8atu daya 2mpermeter 9umparan Resistor ,iang ang peng pengaait 9abel Micr Microm omet eter er sekr sekrup up
Pr%se#ur Perc%baan -er+oaan -er+oaan 1 /ari /ariasi asi Ha$atan
). +.
.
&.
.
-. %.
Rangkai alatalat percobaan seperti pada gambar ;kur massa dan panjang kumparan" perhatikan skala nol alat ukur sebelum digunakan dan posisi pengamatan untuk mendapatkan data yang baik. Pasang magnet di tengah tiang penyangga" sehingga magnet mengikuti huru< ; yang berotasi =$$ Pasang kumparan pada tiang penyangga" sehingga kumparan melewti bagian dalam magnet. 2mati apa yang terjadi pada kumparan dan ampermeter. 8atat sudut simpangan terjauh yang dibentuk oleh kumparan dan kuat arus listrik terbesar yang di tunjukan oelh ampermeter. ;langi langkah sampai untuk hambatan yang berbeda. (uatlah gra
HA!L DAN D!KU! Eksperimen ini bertujuan untuk menentukan besar gaya magnet yang timbul pada kumparan berarus yang ditempatkan pada medan magnet. Medan magnet merupakan daerah atau ruang di sekitar magnet di mana magnet lain atau benda lain yang mudah dipengaruhi magnet akan mengalami gaya magnetic jika diletakkan dalam ruang tersebut. Percobaan ayunan magnetic ini menggunakan gaya Lorentz yaitu gaya magnetic yang timbul apabila kawat berarus listrik diletakkan memotong garisgaris medan magnet yang dihasilkan oleh pasangan kutub utaraselatan suatu magnet tetap. 3ika ada sebuah penghantar yang dialiri arus listrik dan penghantar tersebut berada dalam medan magnetik maka akan timbul gaya yang disebut dengan nama gaya magnetic atau dikenal juga nama gaya Lorentz. 9umparan yang telah diberikan tegangan kemudian didekatkan dengan medan magnet ; maka akan ada arus yang mengalir sehingga kumparan melakukan simpangan sebesar sudut 0. 1etelah menentukan sudut yang dihasilkan pada kumparan yang dialiri listrik kemudian diperoleh nilai tan 0 untuk mengetahui nilai medan magnet ( pada kumparan. 1elanjutnya nilai medan magnet ini digunakan untuk menentukan nilai gaya magnet yang dihasilkan oleh sebuah kumparan yang dialiri listrik. Pada percobaan ini dilakukan dua kali percobaan " yaitu percobaan dengan mem!ariasikan hambatan dan yang kedua percobaan dengan mem!ariasikan kumparan.
GAMBAR &. Pengaturan alat ayunan magnetic
-er+oaan /ariasi u$2aran ). ;kur massa dan panjang kumparan" perhatikan skala nol alat ukur sebelum digunakan dan posisi pengamatan untuk mendapatkan data yang baik. +. Pasang magnet di tengah tiang penyangga" sehingga magnet mengikuti huru< ; yang berotasi =$$ . Pasang kumparan pada tiang penyangga" sehingga kumparan melewti bagian dalam magnet. &. ,etapkan >ambatan " catat arus dan simapangan terjauh. . ;langi langkah sampai untuk kumparan yang berbeda. -. (uatlah gra
;ntuk percobaan pertama yaitu !ariasi hambatan. >ambatan ini akan mempengaruhi arus listrik dan tegangan yang diberikan kepada sebuah kumparan" serta akan menyebabkan perbedaan sudut yang dihasilkan pada saat magnet ; didekatkan menuju kumparan data yang diperoleh sebagai berikut / TABEL 1. ?ariasi >ambatan R 4@6 5426 0 ( 4,6 ) $. $.%: +.+ $.& +: $.:: +.% $.+ + ). . $.)= +$ ).+&.% $.)% ) ).$ L # $.$$- " ? # ?olt " m # $.$$& kg
F 4'6 $.$) $.$$= $.$$% $.$$& $.$$+
Aari data tersebut" nilai hambatan berbanding terbalik degan arus dan simpangannya. >al ini dikarenakan kumparan yang diberi hambatan sangat besar maka kemampuan kumparan tersebut untuk menghasilkan arus sangat kecil" sehingga ketika di dekatkan dengan magnet kumparan menyimpang dengan sudut teta kecil. Bleh karena" hambatannya
semakin besar maka gaya magnetnya semakin kecil. ;ntuk gra
KE!MPULAN Aari percobaan yang telah dilakukan" maka dapat disimpulakan bahwa (esar gaya magnet pada kawat berarus dapat ditentukan dengan melihat persimpangan sudut yang dihasilkan pada saat ayunan magnetik sebuah kumparan" 3ika kawat yang dialiri arus listrik ditempatkan dalam medan magnet" maka kawat tersebut mendapat gaya magnet
U)APAN TER!MA KA!H GAMBAR '. 7ra
Pada percobaan kedua yaitu !ariasi panjang kumparan dan hambatannya tetap. ?ariasi panjang kumparan ini akan mempengaruhi nilai arus dan sudut simpangan yang si dapatkan. 1eperti terlihat pada table berikut ini / TABEL &. ?ariasi 9umparan L 4m6 m4kg6 5426 0 ( 4,6 $.$$.$$& $.$ $.-& $.$& $.$$ $.& ) $.& $.$% $.$$& $.+ )$ $.&& $.$- $.$$ $.)= + ).$+ R # . @" ? # ?olt
F 4'6 $.$)) $.$$+ $.$$) $.$$&
GAMBAR (. 7ra
2danya perbedaan besar nilai F dan ( yang dihasilkan pada percobaan pertama dan kedua dikarenakan nilai resistor yang kita berikan. Resistor akan menghambat arus sehingga kemampuan kumparan untuk menyimpang kecil. 2danya perbedaan sudut dan perbedaan arus yang diterima oleh masing C masing kumparan menjadi
,erimakasih kepada (apak Ridwan Ramdhani" 1.1i selaku dosen Eksperimen Fisika + serta rekanrekan Fisika ?5 2 yang ikut bekerja sama dalam pelaksanaan eksperimen ini.
RE*EREN! ). Lab Fisika Aasar . 3odul -raktiku$ Fisika Dasar . (andung/ ;ni!ersitas 5slam 'egeri 1unan 7unung Ajati. +$)$ +. Resnick D >aliday" Fisika 3ilid ) (ab +$ Erlangga 4,erjemahan6. . ,ipler" P. Fisika ;ntuk 1ains dan ,eknik 3ilid ) Erlangga 4,erjemahan6 &. http/GGscribd.comlaporanpraktikum
