MEDAN MAGNET DI SEKITAR
KAWAT BERARUS LISTRIK
A.
PENDAHULUAN
1 1. Latar
Belakang
Fisika adalah ilmu yang mempelajari
tentang gejala alam serta semua interaksi yang menyertainya. Fenomena tersebut
tidak pernah lepas dari kehidupan sehari-hari, dikarenakan fisika sangat
berkaitan erat dengan kehidupan sehari-hari. Dengan mempelajari ilmu fisika
dapat diketahui dengan logis mengapa fenomena alam tersebut bisa terjadi.
Misalnya saja fenomena jarum kompas menyimpang ketika di dekatkan pada kawat
yang berarus listrik. Gejala ini pertama kali dikaji oleh Hans Christian
Oersted, melalui percobaan ia berhasil mengungkapkan hubungan antara listrik
dan magnet. Ia berhasil membuktikan bahwa penghantar yang berarus listrik dapat
menghasilkan medan magnetik.
Berdasarkan percobaan Oersted bahwa kumparan kawat berinti
besi yang dialiri listrik dapat menarik besi dan baja. Hal ini menunjukkan
bahwa kumparan kawat berarus listrik dapat menghasilkan medan magnet. Medan
magnet juga dapat ditimbulkan oleh kawat penghantar lurus yang dialiri listrik.
Berdasarkan hasil percoban tersebut terbukti bahwa arus listrik yang mengalir
dalam kawat penghantar ini menghasilkan medan magnet atau di sekitar kawat
berarus listrik terdapat medan magnet. Ternyata penghantar berarus listrik yang
ditempatkan dalam medan magnet juga mengalami gaya magnet. Hal ini ditemukan
pertama kali oleh Hendrik Antoon Lorentz. Besar gaya Lorentz bergantung pada
besar medan magnet, panjang penghantar dan besar arus listrik yang mengalir
dalam kawat penghantar.
Berdasarkan dalam kehidupan sehari-hari,
magnet biasa digunakan untuk menghasilkan listrik, salah satu contohnya pada dinamo
sepeda dimana magnet menghasilkan energi listrik dalam jumlah kecil yang
digunakan untuk menyalakan lampu sepeda. Selain itu Gaya Lorentz pun sudah
banyak diterapkan dalam peralatan sehari-hari misalnya alat bor listrik, blender,
mikser, mesin cuci dan masih banyak lagi, dimana prinsip kerja dari semua alat
tersebut adalah dengan mengubah energi listrik menjadi energi mekanik.
Pemanfaatan magnet telah banyak
diterapkan dalam kehidupan sehari-hari, biasanya digunakan pada peralatan
penunjang kegiatan manusia sehari-hari, namun seringkali tidak disadari
keberadaan magnet pada alat yang digunakan karena memang orang awam hanya
menggunkan alat tersebut tanpa mengenali apa saja komponen yang ada di dalam
alat tersebut. Dengan ditemukannya magnet maka juga sebagai titik munculnya
peradaban mesin karena jantung dari mesin adalah magnet.
Berdasarkan permasalahan yang telah
dipaparkan diatas, maka perlunya dilakukan pecrobaan medan magnet di dekat
kawat berarus listrik untuk mengetahui pengaruh medan magnet terhadap
kawat berarus, sehingga mampu mengetahui
prinsip kerja dari magnet pada kawat berarus yang diterapkan dalam kehidupan
sehari-hari.
2 2. Tujuan
Tujuan dari percobaan medan magnet di
dekat kawat berarus listrik adalah untuk menyelidiki medan magnet di dekat
kawat berarus listrik.
B.
LANDASAN
TEORI
Selama
abad ke-18, banyak ilmuwan berusaha menemukan hubungan antara listrik dan
magnet. Sebuah muatan listrik stasioner dan magnet diperlihatkan tidak
mempengaruhi satu sama lain. Namun pada tahun 1820, Hans Christian Oersted (1777-1851) menemukan bahwa ketika kompas
ditempatkan dekat kawat, jarum kompas berbelok jika (dua hanya jika) kawat
membawa arus listrik. Sebagaimana telah kita lihat, jarum kompas dibelokkan
oleh medan magnet. Jadi percobaan Oersted
menunjukkan bahwa arus listrik menghasilkan medan magnet. Dia telah menemukan
hubungan antara listrik dan magnet. Sebuah jarum kompas di dekatkan bagian
lurus kawat yang mengalirkan arus tercatat mengalami sebuah gaya, yang
menyebabkan jarum untuk mengarahkan dirinya bersinggungan dengan lingkaran
disekeliling kawat, Gambar 3.1a. Dengan demikian, garis-garis medan magnet yang
dihasilkan oleh arus dalam kawat lurus adalah berbentuk lingkran dengan kawat
pusatnya, Gambar 3.1b dan Gambar 3.1c. Arah dari garis-garis ini ditunjukkan
oleh kutub utara kompas pada Gambar 3.1a. Ada cara sederhana untuk mengingat
arah garis medan magnet dalam kasus ini. Hal ini disebut aturan tangan kanan.
Pegang kawat dengan tangan kanan anda sehingga ibu jari anda menunjuk sesuai
arah arus konvensional (positif), maka
jari anda akan mengelilingi kawat sesuai arah medan magnet, Gambar 3.1d.
Gambar 3.1 (a) Penyimpangan
Jarum Kompas di Dekat Kawat yang Mengalirkan Arus, Memperlihatkan Kehadiran dan
Arah Medan Magnet. (b) Serbuk Besi Juga Menyelaraskan Diri Sepanjang Arah Garis Medan Magnet Dekat Sebuah
Kawat Lurus yang Mengalirkan Arus. (c) Diagram Garis-garis Medan Magnet di Sekeliling
Arus Listrik Dalam Kawat Lurus . (d) Aturan Tangan Kanan Untuk Mengingat Arah Medan
Magnet : Ketika Ibu Jari Menunjuk ke Arah
Arus Konvensional, Jari-jari yang Mengelilingi Kawat Menunjuk ke Arah Medan Magnet.
(
adalah symbol untuk medan magnet).
C.
METODE
PRAKTIKUM
1. 1. Alat
dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan pada
percobaan medan magnet didekat kawat berarus listrik dapat dilihat pada Tabel
3.1 berikut.
Tabel 3.1 Alat
dan Bahan pada Percoban Medan Magnet di Dekat Kawat Berarus Listrik
|
No
|
Alat
dan Bahan
|
Fungsi
|
|
1.
|
Kawat
penghantar
|
Sebagai penghantar listrik
|
|
2.
|
Kompas
|
Sebagai penunjuk arah medan magnet
|
|
3.
|
Serbuk
magnet
|
Sebagai penunjuk arah medan magnet
|
|
4.
|
Catu
daya
|
Untuk member tegangan listrik
|
|
5.
|
Kabel
Penghubung
|
Untuk menghubungkan kawat dan catu
daya
|
|
6.
|
Amperemeter
|
Untuk mengukur arus
|
|
7.
|
Kertas
|
Sebagai alas serbuk magnet
|
2. 2. Prosedur
Kerja
Prosedur
kerja pada percobaan medan magnet di dekat kawat berarus listrik adalah sebagai berikut.
a. Menyiapkan
alat dan bahan yang akan digunakan.
b. Merangkai
alat seperti pada gambar 3.1 berikut.
Gambar 3.1
Rangkaian percobaan medan magnet di dekat kawat berarus
c. Mengaktifkan
catu daya dan memberi tegangan sebesar 3 volt.
d. Mengukur
arus pada kawat setengah lingkaran.
e. Menaburkan
serbuk magnet di sekitar kawat setengah lingkaran.
f. Meletakkan
kompas disekitar kawat pendek.
g. Mengamati
pergerakan jarum kompas dan arah serbuk magnet.
h. Mencatat
hasil pengamatan pada lembar pengamatan.
i.
Mengulangi langkah (c)
sampai (h) untuk kawat pendek dan solenoida.
D. DATA
PENGAMATAN
Data
pengamatan dalam percobaan medan magnetdi dekatkawat berarus listrik dapat
dilihat pada Tabel 3.2 berikut.
|
No
|
Jenis Kawat
|
I (A)
|
Jari-jari (m)
|
|
Jumlah lilitan
|
|
1.
|
Setengah lingkaran
|
0,00298
|
0,065
|
-
|
-
|
|
2.
|
Pendek
|
0,0034
|
-
|
0,47
|
-
|
|
3.
|
Solenoid
|
0,2631
|
-
|
0,098
|
23
|
C.
ANALISIS DATA
1. Kawat
Setengah Lingkaran
2. Kawat
Pendek
3. Solenoida
D.
PEMBAHASAN
Medan
magnet adalah daerah yang ada disekitar magnet dimana objek-objek magnetik lain
dapat terpengaruh oleh gaya magnetismenya. Makin kuat daya magnet yang dimiliki
oleh suatu benda, maka makin luas pula cakupan medan magnetnya. Keberadaan
magnet dapat terlihat dengan perubahan kedudukan serbuk besi sebagaimana
percobaan Oersted, yang kemudian digambarkan menurut kaidah tangan kanan. Medan
magnet juga terjadi di sekitar kawat berarus listrik sebagaimana percobaan
Oersted. Akibat pengaruh magnetik terhadap benda lain dinamakan induksi
elektromagnetik.
Percobaan
medan magnet di dekat kawat berarus listrik yang telah dilakukan dengan menggunakan
3 buah kawat yaitu kawat setengah lingkaran, kawat pendek dan solenoid.
Perlakuan pertama menggunakan kawat setengah lingkaran dengan jari-jari 0,065
m, kuat arus sebesar 0,00298 A dan tegangan yang diberikan sebesar 3 volt,
ketika serbuk magnet ditaburkan disekitar kawat maka serbuk magnet dititik
pusat menunjukkan arah keluar dan nilai medan magnet dipusat yaitu 1,51π × 10-9
T. Perlakuan kedua menggunakan kawat pendek dengan panjang 0,47 m, kuat arus
yang mengalir sebesar 0,0034 A, dan tegangan yang diberikan sebesar 3 v, ketika
serbuk magnet ditaburkan disekitar kawat pendek maka arah medan magnet dibawah
kawat menunjukkan arah keluar dan besar medan magnetnya yaitu 1,4 × 10-9
T. Sedangkan perlakuan ketiga menggunakan solenoida dengan panjang 0,098 m,
kuat arus yang mengalir sebesar 0,2631 A, jumlah lilitannya yaitu 23 lilitan
dan tegangan yang diberikan sebesar 3 volt, ketika serbuk magnet ditaburkan
disekitar solenoid maka serbuk di bawah solenoid menunjukkan arah keluar dan besar
medan magnetnya yiatu 29,1 × 10-9 T. Dari ketiga perlakuan, kompas
didekatkan pada kawat berarus, maka yang terjadi adalah arah jarum kompas
menyimpang.
Berdasarkan
percobaan yang telah dilakukan menunjukkan bahwa arus listrik dapat
menghasilkan medan magnet, besarnya medan magnet disekitar kawat berarus
listrik dipengaruhi oleh kuat arus listrik dan jarak titik tinjauan terhadap
kawat. Semakin besar kuat arus maka semakin besar kuat medan magnetnya, semakin
jauh jaraknya terhadap kawat maka semakin kecil kuat medan magnetnya.
Garis-garis gaya dari serbuk magnet tidak saling berpotongan. Daerah yang
garis-garis gaya magnetiknya rapat menunjukkan medan magnetik yang kuat,
sedangkan daerah yang garis-garis gaya magnetiknya kurang rapat menunjukkan
medan magnet yang lemah.
E.
KESIMPULAN
DAN SARAN
1. Kesimpulan
Kesimpulan
dari percobaan medan magnet di dekat kawat berarus listrik adalah arus listrik
dapat mengasilkan medan magnet atau biasa disebut induksi magnetic, besar medan
magnet yng dihasikan dipengaruhi oleh besar kuat arus yang diberikan dan
semakin jauh jarak terhadap kawat maka makin kecil kuat medan magnetnya.
2. Saran
Saran
yang kami ajukan pada percobaan medan magnet di dekat kawat berarus listrik
adalah sebagai berikut.
a. Untuk
laboratorium agar selalu mempertahankan kebersihannya sehingga praktikan nyaman
dengan tempat yang mereka tempati pada saat itu.
b. Untuk
asisten agar mempertahankan cara membimbinya dan bisa memberikan ilmu yang
dimiliki.
c. Praktikan,
agar lebih semangat belajar untuk mempelajari materi tentang hal-hal yang akan
dipraktikumkan sehingga mudah untuk lulus respon.
DAFTAR PUSTAKA
Giancoli,
Douglas C.. 2001. Fisika Edisi Kelima
Jilid 2. Jakarta : Erlangga.
Giancoli,
Douglas C.. 2014. Fisika Edisi Ketujuh
Jilid 2. Jakarta : Erlangga.
Hayt, William H & John A. Buck.
Elektromagnetika Edisi Ketujuh.
Jakarta : Erlangga.
Thanks
ReplyDelete