JUDUL PERCOBAAN : GAYA
MAGNETIK (LORENTZ)
TANGGAL PERCOBAAN : 21
April 2012
TUJUAN PERCOBAAN : Menyelidiki
gejala gaya magnetic yang bekerja pada kawat bersaus listrik dalam medan magnet
I.
ALAT
DAN BAHAN
1.1Baterai 4 buah
1.2 Magnet ladam U 1
buah
1.3Skalar 1 kutub 1
buah
1.4Jembatan penghubung 3
buah
1.5Jepit steaker 1
buah
1.6Kabel penghubung 4
buah
1.7Papan rangkaian 1
buah
1.8Alat ukur listrik 1
buah
II.
LANDASAN
TEORI
“Sebuah motor listrik
dapat bekerja karena adanya gaya yang membuatnya berputar, gaya ini dikerahkan
oleh sebuah medan magnetik pada sebuah konduktor pengangkut arus. Gaya magnetik
pada muatan yang bergerak di dalam konduktor yang ditransmisikan ke bahan
konduktor dan konduktor itu secara keseluruhan mengalami sebuah gaya yang di
distribusikan sepanjang konduktor itu”. (Fisika Universitas, Young and
Freedman, 2001 : 115).
“Gaya magnetik tegak
lurus terhadap gerak elektronnya, gaya ini tidak melakukan kerja. Kerja yang
dilakukan pada elektron dilakukan oleh gaya Fr”. (FISIKA JIDIL II, Tipler, 2001
: 209).
“Pada tahun 1819
menemukan bahwa arus listrik menimbulkan gaya terhadap magnet yang dibuktikan
dengan meletakkan sebuah konduktor lurus langsung diatas dan sejajar jarum
sebuah kompas. Dia menemukan bahwa jika konduktor tersebut dialiri arus, dengan
demikian konduktor tersebut dikenai sebuah gaya. Gaya ini berharga nol jika
konduktor tersebut sejajar dengan medan magnetnya (θ = 0) dan berharga maksimum
jika konduktor tersebut tegak lurus terhadap medan (θ = π / 2 ). Arah gaya
didapatkan dengan menggunakan aturan tangan kanan dan perkalian silang (Cross
Product)”. (Dasar -Dasar Fisika Universitas, Marcelo Alonso, 1992 : 128)
“Ditemukan secara
eksperimental bahwa besar gaya magnet berbanding lurus dengan arus i pada
kawat, dengan panjang kawat ℓ pada medan magnet (dianggap seragam) dan dengan
medan magnet B. gaya ini juga tergantung pada saat sudut θ antara arah arus dan
medan magnet ketika arus tegak lurus terhadap garis – garis medan. Gaya paling
kuat ketika kawat pararel dengan garis-garis medan, tidak ada gaya sama sekali
pada sudut-sudut yang lain, gaya sebanding dengan sin θ sehingga didapatkan F =
B . i . ℓ sin θ”. (Fisika, Giancoli, 2001 : 138)
“Sebuah partikel bermuatan bergerak melalui sebuah
daerah di dalam terdapat kedua-dua medan magnet dan medan listrik, kuat medan
listrik itu berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dan elemen arus”. (Fisika,
Halliday dan Resnick, 1978 : 256).
“Besar gaya Lorentz hanya bekerja pada muatan q itu
dapat dinyatakan dengan persamaan F = q v B sin θ . gaya Lorentz hanya bekerja
bila muatan q bergerak terhadap medan madnetik. Muatan q dalam tidak merasakan
gaya lorentz bila V mempunyai arah yang sama dengan B, maka F = 0”. (Fisika
Dasar II, Yusrizal, 2008 : 115).
III.
LANGKAH-LANGKAH
PERCOBAAN
3.1
Tutup
saklar S (posisi 1), amati kuat arus dan arah gerak katel yang berada pada
medan magnet.
3.2
Buka
saklar s (posisi 0), kemudian balik arah arus dengan cara menukar tempatnya kabel penghubung baterai.
3.3 Lakukan
seperti langkah a dan catat dalam tabel hasil pengamatan.
3.4
Buka saklar S, kemudian perbesar arus
dengan cara memperbesar tegangan sumber (menambah sebuah baterai).
IV.
DATA
PENGAMATAN
No
|
Banyaknya Baterai
|
Tegangan (V)
|
Arus (A)
|
Polaritas Rangkaian
|
Simpangan kawat
|
||||
Arah penyimpangan
|
Besar penyimpangan
|
||||||||
A
|
B
|
Ke selatan
|
Ke utara
|
Ke selatan
|
Ke utara
|
||||
1
|
1 baterai
|
1,4
|
0,74
|
+
|
-
|
Ke atas
|
Ke bawah
|
Kecil
|
Kecil
|
2
|
2 baterai
|
3
|
1,5
|
+
|
-
|
Ke atas
|
Ke bawah
|
Besar
|
Besar
|
3
|
3 baterai
|
4,2
|
1,7
|
+
|
-
|
Ke atas
|
Ke bawah
|
Sangat besar
|
Sangat besar
|
4
|
3 baterai
|
4,2
|
1,7
|
-
|
+
|
Ke bawah
|
Ke atas
|
Sangat besar
|
Sangat besar
|
Keterangan :
V =
Tegangan (volt)
A =
Arus (Ampere)
V. PERTANYAAN
1.
Bagaimana pendapat Anda
tentang arah dan besar arus dengan arah dan besar simpangan?
Ø
Arah arus dan arah
simpangan selalu tegak lurus, sedangkan besar arus dan besar tegangan adalah
berbanding lurus. Jadi, semakin besar arus, maka semakin besar pula besar
simpangan
2.
Sebutkan kemungkinan
dalam kehidupan sehari hari
Ø
Galvanometer
Ø
Dinamo sepeda
Ø
Telepon/mikrofon
Ø
Spektrometer massa
Ø
Meter listrik
Ø
Motor listrik
Ø
Transformator
Ø
Relay
Ø
Rotor
3.
Apa pengertian dari
gaya magnetic (Lorentz)
Ø Gaya
Lorentz adalah gaya yang bekerja pada sebuah kawat penghantar berarus listrik
dan medan magnet. Dirumuskan, F = B.i.l sin θ dan jika pada muatan F = BqV
4.
Gambarkan hubungan arah
arus dan arah magnetic terhadap arah simpangan (Arah Gaya Magnetik)
i
B
F
Bisa
juga dengan menggunakan kaedah tangan kanan, ibu jari menunjukkan arah arus
(I), keempat jari lain menunjukkan arah medan (B), dan telapak tangan
menunjukkan arah gaya Lorentz (F)
VI. PENGOLAHAN DATA
Tabel
1
V
=
= 1,4 Volt
A
=
= 0,74 Ampere
Tabel 2
V =
= 3 Volt
A
=
= 1,5 Ampere
Tabel 3
V =
= 4,2 Volt
A
=
= 1,7 Ampere
Tabel 4
V
=
= 4,2 Volt
A
=
= 1,7 Ampere
I.
PEMBAHASAN
Pada praktikum ini
membahas tentang gejala yang ditimbulkan oleh sebuah kawat panjang yang dialiri
arus listrik yaitu terjadinya gaya magnetik pada kawat berarus yang disebut
juga dengan gaya magnetik atau gaya lorentz. Apabila kawat dialiri arus
listrik, maka akan menimbulkan medan magnet disekitarnya. Bila penghantar
berarus diletakkan di dalam medan magnet, maka pada penghantar akan timbul
gaya. Gaya inilah yang disebut dengan gaya lorentz.
Pembuktian kaidah tangan
kanan pada gaya lorentz dapat dibuktikan melalui percobaan ini. Susunan
rangkaian yang terangkai dapat kita gambarkan bahwa ada gaya yang bekerja pada
kawat berarus ini. Sebuah kawat berarus diletakkan di dalam medan magnet akan
menyimpang, baik ke atas maupun ke bawah.
Gaya magnetik F selalu
tegak lurus dengan arus I dan arah induksi magnetik B. semakin besar arus yang
mengalir, maka semakin besar pula gaya magnetik yang dihasilkan. Pada kaidah
tangan kanan, ibu jari menunjukkan arah arus, keempat jari lainnya menunjukkan
arah medan magnetik. Sedangkan telapak tangan menunjukkan arah gaya lorentz.
Perihal mengenai arah
penyimpangan, besar arah simpangan bergantung pada sumber tegangan yang
digunakan. Semakin besar sumber tegangan, maka semakin besar pula kuat arus
yang mengalir dan semakin besar pula simpangan yang dihasilkan. Jika sumber
tegangan yang digunakan adalah berupa satu buah baterai, maka simpangan yang
bergulir adalah kecil. Pada penggunaan lebih dari satu baterai, maka simpangan
yang bergulir adalah besar dan sangat besar. Arah penyimpangan kawat bisa
bergerak ke atas maupun ke bawah.
II.
KESIMPULAN
Adapun
kesimpulan yang dapat diambil dari praktikum kali ini adalah :
1.
Gaya
Lorentz dipengaruhi arah arus
2.
Besar
simpangan yang dihasilkan kawat bergantung pada jumlah baterai yang digunakan
(tegangan)
3.
Semakin
besar sumber tegangan, semakin besar pula arus yang mengalir dalam rangkaian
4.
Arah
simpangan akan bergerak ke bawah bila arus mengalir dari kutub B ke kutub A
(medan mendekati pengamat)
5.
Arah
simpangan akan bergerak ke atas bila arus mengalir dari kutub A ke kutub B
(medan menjauhi pengassssmat)
6.
Bila
arah magnet diubah, maka penghantar akan bergerak dalam arah yang berlawanan
dengan gerak sebelumnya
III.
SARAN
1.
Kekuranglengkapannya
peralatan praktikum menyebabkan praktikum berjalan tidak efektif
2.
Praktikum
tidak efisien dikarenakan praktikan terlalu ramai dalam satu meja
3.
Asisten
sangat baik
Mkasih banyak..sngat membantu...
BalasHapusMantapppp, terimakasih banyak.
BalasHapus