CURRENT BALANCE FORCE VERSUS MAGNETIC FIELD medan vs magnet

CURRENT BALANCE

FORCE VERSUS MAGNETIC FIELD

 

Rudi Kurniawan. (103184075) dan Mustafa Basfi Alkhayani (103184232)

Jurusan Fisika, FMIPA, UNESA

 

ABSTRAK

Telah dilakukan eksperimen di laboratorium fisika UNESA yang berjudul Current Balance bertujuan untuk menentukan gaya magnetik (F) yang ditimbulkan oleh panjang kawat penghantardengan massa  magnet yang berbeda dengan menggunkan hubungan antara gaya magnetik dengan medan listrik.Dengan metode prcobaan sebagai berikut, merangkai alat pada rancangan percobaan,menimbang massa beban sebelum dialiri arus listrik. Memanipulasi jumlah magnet dengan pajang kawat penghantar yang sama kemudian mencatat massa beban. Kedua,memanipulasi panjang kwat penghantar dengan jumlah magnet berbeda.Dari data yang telah didapat,kami memperoleh kesimpulan sebagai berikut Semakin panjang kawat penghantar, maka semakin besar gaya magnetik yang ditimbulkan. Jadi gaya magnetik sebanding dengan medan magnetik.

  1. I.       PENDAHULUAN

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. Adapun rumusan masalah dari percobaan ini adalah bagai mana pengaruh gaya magnet untuk menentukan kuat medan magnet yang ditimbulkan oleh kawat penghantar dan barapa gaya magnetik yang ditimbulkan oleh kawat penghantar dengan massa yang berbeda beda?. Adapun tujuan dari percobaan ini adalah menetntukan gaya magnetik yang ditimbulkan kawat penghantar dengan massa magnet yang berbeda dengan menggunkan hubungan antara gaya magnetik dengan medan listrik.

  1. II.      DASAR TEORI

Sebuah partikel  bermuatan listrik yang bergerak dalam daerah medan magnet homogen akan mendapatkan gaya. Gaya ini juga dinamakan gaya Lorentz. Gerak partikel akan menyimpang searah dengan gaya lorentz yang mempengaruhi. Arah gaya Lorentz pada muatan yang bergerak dapat juga ditentukan dengan kaidah tangan kanan dari gaya Lorentz (F) akibat dari arus listrik, I dalam suatu medan magnet B.  Ibu jari, menunjukan arah gaya Lorentz .  Jari telunjuk, menunjukkan arah medan magnet ( B ). Jari tengah, menunjukkan arah arus listrik ( I ).

a

Gambar 1

Jika dalam magnet yang dialiri arus listrik didapatkann arah arus (I) menuju ke kita dan dan arah medan (B) menuju ke arah kiri maka akan didapatkan gaya magnetiknya () ke arah bawah.

 b

Gambar 2

 

Pada gambar diatas arah  gaya megnetik dipengaruhi gaya berat magnet maka didapatkan persamaan sebagai berikut:

aa

Keterangan:

= gaya lorentz (N)

= gaya berat (N)

= medan magnet (T)

= kuat arus (A)

= panjang kawat penghantar (m)

= massa sebelum dialiri arus listrik (gr)

= massa sesudah dialiri arus listrik(gr)

III. METODE EKSPERIMEN

Untuk  menentukan besarnya nilai medan medan magnet dan gaya magnetik dengan menggunakan curren balnce diperlukan alat dan bahan sebagai berikut : magnet, kawat penghantar, curren balance, neraca ohause dan stand . Dengan gambar rancangan percobaan sebagai berikut.

c

Gambar 1. rancangan percobaan.

Dengan variabel manipulasi ialah panjang kawat penghantar (l) kuantitatitasnya 1,2 cm; 2,2 cm; 3,2 cm; 4,2 cm; 6,4 cm; dan 8,4 cm. Serta jumlah magnet yang digunakan kuantitasnya 1 magnet = 97,8 gram, 2 magnet  = 110,5 gram, 3 magnet = 123,1 gram,  4 magnet = 135,86 gram, 5 magnet = 148,52 gram, 6 magnet = 161,24 gram. Variabel respon yaitu massa setelah dialiri magnet (m2) dan variabel kontrol ialah nilai kuat arus (i) = 3 ampere

Dengan langkah percobaan sebagai berikut : merangkai alat seperti gambar 1, kemudian menggunakan kawat penghantar dengan panjang 1,2 cm dengan menggunakan magnet sebanyak 1 sampai 6 magnet. Menggunakan kawat penghantar dengan panjang 2,2 cm dengan menggunakan magnet sebanyak 1 sampai 6 magnet. Menggunkan kawat penghantar dengan panjang 3,2 cm dengan menggunakan magnet sebanyak 1 sampai 6 magnet. Menggunakan kawat penghantar dengan panjang 4,2 cm dengan menggunakan magnet sebanyak 1 sampai 6 magnet. Menggunakan kawat penghantar dengan panjang 6,4 cm dengan menggunakan magnet sebanyak 1 sampai 6 magnet. Menggunkan kawat penghantar dengan panjang 8,4 cm dengan menggunakan magnet sebanyak 1 sampai 6 magnet. Mencatat massa magnet setelah dialiri arus listrik (m2).

  1. IV.  HASIL, DISKUSI DAN PEMBAHASAN

untuk memperoleh nilai medan magnetik (B) didapatkan dengan menggunakan persamaan:

Dalam praktikum ini sudut yang digunakan yaitu 90° jadi nilai  = 1. Jadi persamaannya menjadi:

Dan intuk meperoleh nilai gaya magnetik dapat didapatkan dengan menggunakan persamaan

Dalam praktikum ini sudut yang digunakan yaitu 90° jadi nilai  = 1. Jadi persamaannya menjadi

Maka dalam percobaan ini didapatkan data sebagai berikut:

Percobaan 1: dengan menggunkan l = 1,2 cm

m1 (gr)

m2 (gr)

B

Fl

161,24

161,50

72,22

2,6

148,52

148,80

77,78

2,8

135,86

136,17

86,11

3,1

123,10

123,4

83,33

3,0

110,50

110,94

122,22

4,4

97,80

98,13

91,67

3,3

Percobaan 2: dengan menggunaka l = 2,2 cm

m1 (gr)

m2 (gr)

B

Fl

161,24

161,70

69,70

4,6

148,52

149,11

89,39

5,9

135,86

136,29

65,15

4,3

123,10

123,50

60,61

4,0

110,50

110.72

33,33

2,2

97,80

98,18

53,03

3,5

Percobaan 3: dengan menggunakan l = 3,2

m1 (gr)

m2 (gr)

B

Fl

161,24

161,93

71,87

6,9

148,52

149,18

68,75

6,6

135,86

136,30

45,83

4,4

123,10

123,65

57,29

5,5

110,50

110,79

30,21

2,9

97,80

98,22

43,75

4,2

Percobaan 4: dengan menggunakan l = 4,2 cm

m1 (gr)

m2 (gr)

B

Fl

161,24

162,20

76,19

9,6

148,52

149,31

62,70

7,9

135,86

136,58

57,14

7,2

123,10

123,65

43,65

5,5

110,50

110,90

31,75

4,0

97,80

97,98

14,29

1,8

Percobaan  5: dengan menggunakan l = 6,4 cm

m1 (gr)

m2 (gr)

B

Fl

161,24

162,57

69,27

13,3

148,52

149,80

66,67

12,8

135,86

136,80

48,96

9,4

123,10

124,02

47,92

9,2

110,50

111,07

29,69

5,7

97,80

98

26,04

5,0

Percobaan 6: dengan menggunakan l = 8,4 cm

m1 (gr)

m2 (gr)

B

Fl

161,24

162,96

68,25

17,2

148,52

150,19

66,27

16,7

135,86

137,40

61,11

15,4

123,10

124,42

52,38

13,2

110,50

111,41

36,11

9,1

97,80

98,44

25,40

6,4

Berdasarkan data di atas diperoleh bahwa medan magnet,panjang kawat penghantar mempengaruhi gaya lorent. Panjang kawat mempengaruhi kuat medan menghasilkan perubahan gaya magnetik yang menimbulkan pertambahan berat.Gaya lorent sebanding dengan medan magnet.

Dari data di atas didapatkan kan grafik sebagai berikut:

Percobaan 1:

d

Grafik 1

Percobaan 2:

e

Grafik 2

Percobaan 3:

e

Grafik 3

Percobaan 4:

f

Grafik 4

Percobaan 5:

g

Grafik 5

Percobaan 6:

h

Grafik 6

Dari grafik diatas menunjukkan hubungan medan magnet dan gaya magnetik bahwa besar nilai medan magnet (B) sebanding dengan gaya magnetik (Fl). semakin besar nilai B maka semakin besar pula nilai Fl.

Dari persamaan grafik diatas didapapatkan nilai konstanta k =1. Dengan menggunakan persamaan:

Keterangan:

Nilai  didapat dari persamaan  pada persamaan grafik diatas.

  1. V.     KESIMPULAN

Dari percobaan yang kita lakukan dan melihat hasil data, dapat kami simpulkan bahwa :

1. Semakin panjang kawat penghantar, maka semakin besar gaya magnetik yang ditimbulkan. Jadi gaya magnetik sebanding dengan medan magnetik

  1. VI.  SARAN

Berdasarkan hasil yang kami dapatkan, maka sebaiknya dilakukan hal-hal sebagai berikut :

  1. Mengkalibrasi neraca sebelum menimbang massa beban.
  2. Menimbang massa beban dengan teliti.

 

 

VII.DAFTAR PUSTAKA

Halliday, Resnick. 1988. Fisika Jilid II . Jakarta Erlangga.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s