Assalamu Alaikum Wrfile.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA...Eksplorasi ••Sketsa rangkaian untuk menentukan harga induksi magnet bumi •• Posisi kawat harus sejajar

Assalamu Alaikum Assalamu Alaikum

Wr.WbWr.Wb

Jurusan Pendidikan FisikaFPMIPA

Universitas Pendidikan Indonesia

Eksperimen Fisika Dasar 2

Alat dan bahan

Prosedur

Dasar teori

Tujuan

KEMAGNETANKEMAGNETANKEMAGNETANKEMAGNETAN

Dipresentasikan oleh :

Annisa Zoraya 0605632

Candra Puspita 0605345

Dewi Kurnia R 0605958

Ely Maryatul.K 060243

Irfie Novitasari 0602355

2

Prosedur

Data pengamatan

Pengolahan data

Irfie Novitasari 0602355

M.Taufiqurrohim Syah 0605629

Rangga Bhakty Iskandar 0608449

Suryoadhi Wirawan 0605969

Analisa data

Kesimpulan

Daftar pustaka

Eksperimen Fisika Dasar2Tujuan eksperimen

1.Menentukan medan magnet Bumi pada percobaan medan magnet di sekitar kawat lurus berarus

2. Menentukan jumlah lilitan kumparan pada percobaan medan magnet di

2

pada percobaan medan magnet di sekitar kawat melingkar.

KEMAGNETANKEMAGNETAN

EKSPERIMEN 1EKSPERIMEN 1

Alat dan bahanAlat dan bahan

1. Magnetometer 1. Magnetometer

2. Kompas2. Kompas

3. Power Supply DC3. Power Supply DC

4. Amperemeter DC4. Amperemeter DC4. Amperemeter DC4. Amperemeter DC

5. Rheostat5. Rheostat

6. Saklar6. Saklar

7. Kabel penghubung7. Kabel penghubung

Dasar TeoriDasar Teori

Bila jarum kompas didekatkan pada kawat yang dialiri arus listrik Bila jarum kompas didekatkan pada kawat yang dialiri arus listrik arahnya akan berubah. Hal tersebut menunjukkan bahwa disekitar arahnya akan berubah. Hal tersebut menunjukkan bahwa disekitar kawat berarus terdapat medan listrik dengan garis gaya magnet kawat berarus terdapat medan listrik dengan garis gaya magnet melingkar dan berpusat pada kawat tersebut.melingkar dan berpusat pada kawat tersebut.

Bumi merupakan magnet alami yang besar dengan kutub utara Bumi merupakan magnet alami yang besar dengan kutub utara magnet berada di dekat kutub selatan geografis dan kutub selatan magnet berada di dekat kutub selatan geografis dan kutub selatan magnet berada di dekat kutub utara geografis.magnet berada di dekat kutub utara geografis.

Jika kawat berarus tersebut diletakkan pada arah utaraJika kawat berarus tersebut diletakkan pada arah utara--selatan selatan magnet bumi, maka besar induksi magnet yang ditunjukkan oleh magnet bumi, maka besar induksi magnet yang ditunjukkan oleh magnometer pada suatu titik berjarak R merupakan resultan dari magnometer pada suatu titik berjarak R merupakan resultan dari medan magnet yang dihasilkan kawat dengan medan magnet bumimedan magnet yang dihasilkan kawat dengan medan magnet bumi

PrediksiPrediksiPrediksi grafik BPrediksi grafik BBB terhadap Bterhadap BII

BB

BI

BB adalah suatu konstanta yang besarnya tidak dipengaruhi oleh BI

Prediksi Grafik I terhadap tan θ

tanθ

I

α

Karena a (jari-jari dibuat konstan, maka ketika I diubah, θ ikut berubah yang menyebabkan tan θpun ikut berubah sesuai dengan I ~ tan θ

BB

BI BR

θ

Dengan mengetahui Dengan mengetahui Bk berdasarkan Bk berdasarkan hukum Biothukum Biot-- Savart Savart dan simpangan yang dan simpangan yang dibentuk kompas dibentuk kompas

B

I

B

B=θtan

Diketahui : , maka2 24

l

ok

l

i lB

x l x

µπ

−

=

+

2 2tan

4

l

ob

lB

x l x

µ απ

=

+ dibentuk kompas dibentuk kompas terhadap arah utaraterhadap arah utara--selatan pada saat selatan pada saat kawat dialiri arus kawat dialiri arus maka Bb bisa maka Bb bisa tentukan tentukan

tanθ

I

k

2 24l

x l xπ−+

tantan

iαθ

=

EksplorasiEksplorasi

••Sketsa rangkaian untuk menentukan harga induksi magnet bumiSketsa rangkaian untuk menentukan harga induksi magnet bumi

•• Posisi kawat harus sejajar dengan arah utara selatan magnet bumiPosisi kawat harus sejajar dengan arah utara selatan magnet bumi•• Jika a dibuat tetap dan variabel I diubah, maka variabel Jika a dibuat tetap dan variabel I diubah, maka variabel θθ juga akan juga akan

berubah.berubah.•• Dari data yang diperoleh kita dapat membuat grafik hubungan I Dari data yang diperoleh kita dapat membuat grafik hubungan I

terhadap tanterhadap tanθθ•• Besar induksi magnet bumi dapat ditentukan melalui persamaanBesar induksi magnet bumi dapat ditentukan melalui persamaan

A

Prosedur PercobaanProsedur Percobaan

1.1. Merangkai alat sesuai dengan gambarMerangkai alat sesuai dengan gambar

2.2. Menutup saklar dan mengamati serta mencatat Menutup saklar dan mengamati serta mencatat besar simpangan jarum kompasbesar simpangan jarum kompas

3.3. Mengubah harga tegangan pada power suplly, Mengubah harga tegangan pada power suplly, 3.3. Mengubah harga tegangan pada power suplly, Mengubah harga tegangan pada power suplly, sehingga besar arus yang mengalir berubahsehingga besar arus yang mengalir berubah

4.4. Melakukan langkah 2 dan 3 sebanyak 5 kali dan Melakukan langkah 2 dan 3 sebanyak 5 kali dan mencatat hasilnya pada tabel pengamatanmencatat hasilnya pada tabel pengamatan

5.5. Membuat grafik hubungan antara Membuat grafik hubungan antara (tan )I f θ=

Data Hasil PengamatanData Hasil PengamatanTabel data hasil pengamatanTabel data hasil pengamatan

NoNo I (A)I (A) θθ ((°° )) tan tan θθ

11 0,50,5 1111 0,190,19

22 0,70,7 1414 0,250,2522 0,70,7 1414 0,250,25

33 0,90,9 1616 0,290,29

44 1,11,1 1818 0,320,32

55 1,31,3 2121 0,380,38

Grafik yang Dibentuk Grafik yang Dibentuk

I=f(tan I=f(tan θθ))

Pengolahan DataPengolahan Data

20_ _ 2

10

x petakfaktor skala grafik

y petak= = =

2 2

7 2 2

4

4 10 (20 10 ) ( 20 10 )

l

o

l

lC

x l x

C

µπ

π

−

− − −

=

+

× × − ×= −

2 2tan _ _

4

2 tan

l

ob

l

b

lB faktor skala grafik

x l x

B C

µ απ

α−

= ×

+

=

2 2 2 2 2 2 2 2 2

5 52

4 10 (20 10 ) ( 20 10 )

4 (2,1 10 ) (20 10 ) (2,1 10 ) ( 20 10 ) (2,1 10 )

110 1,99 0,95 10

(2,1 10 )

C

C

ππ − − − − −

− −−

× × − ×= −

× × + × − × + ×

= × × = ××

2 tanbB C α=

1 1

51

2 tan

232(0,95 10 )

b

b

B C

B

α−

=

= ×

3 2

53

2 tan

252(0,95 10 )

9

b

b

B C

B

α−

=

= ×1

51

2(0,95 10 )9

4,85 10

b

b

B

B −

= ×

= ×

2 2

52

52

2 tan

182(0,95 10 )

10

3,42 10

b

b

b

B C

B

B

α−

−

=

= ×

= ×

3

53

2(0,95 10 )9

5, 27 10

b

b

B

B −

= ×

= ×

KetidakpastianKetidakpastian

1 2 1 3

2b b b b

b

B B B BB

− + − ∆ =

5

5

2

4,85 3,42 4,85 5, 2710

2

0,93 10

b

b

B

B

−

−

− + − ∆ = ×

∆ = ×

NILAI MEDAN MAGNET BUMINILAI MEDAN MAGNET BUMI

1b b bB B B= ±∆1

5(4,85 0,93)10

b b b

b

B B B

B Tesla−

= ±∆

= ±

0,93100% 100% 19,18%

4,85b

b

B

B

∆ × = × =

Presisii

Akurasii

100% 100%_

(43,39 40)100% 100%

40

91,53%

N Nliterartur

N literartur

− − ×

− = − ×

=

Akurasii

KesimpulanKesimpulan

•• Besar medan magnet bumi dapat diketahui Besar medan magnet bumi dapat diketahui dengan melakukan eksperimen. dengan melakukan eksperimen.

•• Kesalahan yang terjadi pada saat pengukuran Kesalahan yang terjadi pada saat pengukuran adalahadalah1. pengukuran panjang kawat1. pengukuran panjang kawat1. pengukuran panjang kawat1. pengukuran panjang kawat2. mengukur jarak kawat terhadap kompas2. mengukur jarak kawat terhadap kompas3. kawat yang digunakan tidak lurus3. kawat yang digunakan tidak lurus4. medan magnet pada literatur tidak terletak di 4. medan magnet pada literatur tidak terletak di tempat yang sama dengan tempat percobaan tempat yang sama dengan tempat percobaan yang dilakukanyang dilakukan

Prosedur PercobaanProsedur Percobaan

1.1. Membuat rangkaian seperti pada sketsa rangkaianMembuat rangkaian seperti pada sketsa rangkaian

2.2. Memastikan rangkaian sudah benarMemastikan rangkaian sudah benar

3.3. Mengukur jarak kompas terhadap kawat (a).Mengukur jarak kompas terhadap kawat (a).

4.4. Menyalakan power supplyMenyalakan power supply4.4. Menyalakan power supplyMenyalakan power supply

5.5. Menentukan besar tegangan pada power supply.Menentukan besar tegangan pada power supply.

6.6. Menggerakan rheostat untuk mengatur besar arus Menggerakan rheostat untuk mengatur besar arus yang akan digunakanyang akan digunakan

7.7. Mengukur besar sudut penyimpangan jarum kompas.Mengukur besar sudut penyimpangan jarum kompas.

8.8. Ulangi langkah 6 dan 7 dengan besar arus yang Ulangi langkah 6 dan 7 dengan besar arus yang berbeda sebanyak lima kali untuk jarak kompas berbeda sebanyak lima kali untuk jarak kompas dengan kawat yang dibuat konstandengan kawat yang dibuat konstan

Tujuan 2 : menentukan jumlah lilitan (N) Tujuan 2 : menentukan jumlah lilitan (N) pada percobaan medan magnet disekitar pada percobaan medan magnet disekitar kawat melingkarkawat melingkar

θtanBI BB =

R

INBI

2

0µ=

B

I

B

B=θtan

Cara menentukan jumlah lilitan (N) pada suatu kawat melingkar Cara menentukan jumlah lilitan (N) pada suatu kawat melingkar berdasarkan grafikberdasarkan grafik

BB

BI BR

θ

Dari grafik diperoleh :

Diketahui bahwa :

R

INBB

2tan

0µθ =

I

RBN

B θµ

tan.2

0

.=

kRB

NB

0

..2

µ=

I

tanθ

k

Melalui substitusi diperoleh

Nilai k diperoleh dari grafik tanθ terhadap I seperti gambar diatas

Alat dan bahanAlat dan bahan

1.1. MagnetometerMagnetometer

2. Kompas2. Kompas

3. Power Supply3. Power Supply3. Power Supply3. Power Supply

4. Amperemeter4. Amperemeter

5. Rheostat5. Rheostat

6. Kabel6. Kabel

PrediksiPrediksiPrediksi grafik BPrediksi grafik BBB terhadap Bterhadap BII

BB

BI

BB adalah suatu konstanta yang besarnya tidak dipengaruhi oleh BI

Prediksi Grafik tan θ terhadap I

I

tanθ

α

Karena R dibuat konstan, maka ketika I diubah, θikut berubah yang menyebabkan tan θ pun ikut berubah sesuai dengan I ~ tan θ

Prosedur PercobaanProsedur Percobaan

1.1. Membuat rangkaian seperti pada sketsa rangkaianMembuat rangkaian seperti pada sketsa rangkaian

2.2. Memastikan rangkaian sudah benarMemastikan rangkaian sudah benar

3.3. Mengukur jariMengukur jari--jari lingkaran (R)jari lingkaran (R)

4.4. Menyalakan power supplyMenyalakan power supply4.4. Menyalakan power supplyMenyalakan power supply

5.5. Menentukan besar tegangan pada power supply.Menentukan besar tegangan pada power supply.

6.6. Menggerakan rheostat untuk mengatur besar arus Menggerakan rheostat untuk mengatur besar arus yang akan digunakanyang akan digunakan

7.7. Mengukur besar sudut penyimpangan jarum kompas.Mengukur besar sudut penyimpangan jarum kompas.

8.8. Ulangi langkah 6 dan 7 dengan besar arus yang Ulangi langkah 6 dan 7 dengan besar arus yang berbeda sebanyak lima kali untuk jarak kompas berbeda sebanyak lima kali untuk jarak kompas dengan kawat yang dibuat konstandengan kawat yang dibuat konstan

EksplorasiEksplorasi

•• Sketsa rangkaian listrik untuk menentukan jumlah lilitan pada percobaan Sketsa rangkaian listrik untuk menentukan jumlah lilitan pada percobaan medan magnet disekitar kawat melingkar.medan magnet disekitar kawat melingkar.

•• Letak kumparan harus sejajar dengan arah utaraLetak kumparan harus sejajar dengan arah utara--selatan magnet bumi.selatan magnet bumi.

•• Jika jarak kompas dengan kawat dibuat konstan, maka variabel yang dapat Jika jarak kompas dengan kawat dibuat konstan, maka variabel yang dapat berubah adalah I dan berubah adalah I dan θθ..

•• Grafik yang dapat dibuat yaitu grafik tan Grafik yang dapat dibuat yaitu grafik tan θθ terhadap I.terhadap I.RB

NB θtan.2 .=•• Grafik yang dapat dibuat yaitu grafik tan Grafik yang dapat dibuat yaitu grafik tan θθ terhadap I.terhadap I.

•• Jumlah lilitan dapat ditentukan melalui persamaan:Jumlah lilitan dapat ditentukan melalui persamaan: I

RBN

B θµ

tan.2

0

.=

kRB

NB

0

..2

µ=k

I=θtan

Dapat dicari melalui grafik tan terhadap I, sehingga

Data Hasil PengamatanData Hasil Pengamatan•• Tabel data hasil pengamatanTabel data hasil pengamatan

NoNo I (A)I (A) θθ ((°° )) tan tan θθ

11 0,20,2 5454 1,381,38

22 0,30,3 5959 1,661,6622 0,30,3 5959 1,661,66

33 0,40,4 6363 1,961,96

44 0,50,5 6868 2,482,48

55 0,60,6 7272 3,083,08

Grafik Grafik

Pengolahan DataPengolahan Data

10_ _ 5

2

2b

o

x petakfaktor skala grafik

y petak

B RC

µ

= = =

⋅=

5 5

7

4,85 10 2(15 10 )11,57

4 102

tan _ _

5 tan

o

b

o

C

B RN faktor skala grafik

N C

µ

π

αµ

α

− −

−

× ⋅ ×= =×

⋅= ×

=

5 tanN C α=

1 1

125 tan 5(11,57) 43,39

16N C α= = =

2 2

3 3

169

5 tan 5(11,57) 40,05136

5 tan 5(11,57) 57,856

N C

N C

α

α

= = =

= = =

KetidakpastianKetidakpastian

2 3

2

N N N NN

− + − ∆ =

2

43,39 40,05 43,39 57,858,9

2

N

N

∆ =

− + − ∆ = =

BANYAKNYA LILITANBANYAKNYA LILITAN

1N N N= + ∆43,39 8,9N = ±

8,9100% 100% 20,51%

43,39

N

N

∆ × = × =

Presisii

Akurasii

1 0 0 % 1 0 0 %_

( 4 3 , 3 9 4 0 )1 0 0 % 1 0 0 %

4 0

9 1 , 5 3 %

N N l i t e r a r t u r

N l i t e r a r t u r

− − ×

− = − ×

=

Akurasii

KesimpulanKesimpulan