LAPORAN PRAKTIKUM OERSTED (Medan Magnet) [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM ADANYA MEDAN MAGNETIK DI SEKITAR ARUS LISTRIK (OERSTED)



DISUSUN OLEH : -ROSA SIMAMORA (BEKERJA)



-USNUL KHOTIMAH. A. S (TIDAK BEKERJA) -RISKA VIRONIKA (TIDAK BEKERJA) -WAHYU PRADIWINATA (TIDAK BEKERJA)



1



GURU PEMBIMBING : RIRIN MUNTHOMIMAH, S.PD XII MIPA 2 PRAKTIKUM ENERGI MAGNETIK Tujuan Tujuan percobaan oersted : 1) Hubungan antara listrik dean magnetisme dalam eksperimen yang sangat sederhana, 2) Menunjukkan bahwa kawat yang dialiri arus listrik dapat menolak jarum magnet kompas, 3) Menemukan bentuk medan magnetic yang dihasilkan kawat berarus dengan menggunakan kompas jarum. Landasan Teori Hans Christian Oersted ( 1777-1851 orang Denmark) merupakan orang pertama yang menemukan adanya medam magnet di sekitar arus listrik. Pada gambar, tampak jarum kompas diletakkan di bawah kawat penghantar. Saat saklar terbuka, pada kawat tidak ada arus listrik yang mengalir dan jarum kompas pada posisi sejajar dengan kawat. Apabila saklar ditutup sehingga arus mengalir pada kawat penghantar, maka jarum kompas menyimpang. Simpangan jarum kompas tergantung arah arus pada kawat danletaknya. Percobaan Oersted menunjukkan bahwa : a. Arus listrik menghasilkan gaya yang dapat memutar magnet yang ada di dekatnya. b. Besarnya gaya bergantung kepada kedudukan relative antara arus dan magnet. Dari percobaan ini, Oersted menyimpulkan bahwa "disekitar penghantar berarus listrik timbul medan magnet".



2



Dalam bidang kelistrikan kita mengenal adanya muatan positif dan muatan negatif. Sedangkan dalam bidang kemagnetan kita mengenal adanya kutub utara dan kutub selatan. Bidang kelistrikan dan bidang kemagnetan memiliki hubungan yang erat. Dalam bidang kelistrikan muatan positif akan saling tolak menolak dengan muatan yang sama jenis, namun akan saling tarik menarik dengan muatan yang berbeda jenis. Sama seperti kelistrikan, dalam kemagnetan kutub sejenis akan saling tolak menolak sedangkan, kutub yang tak sejenis akan saling tarik menarik. Perbedaan antara magnet dan listrik adalah bahwa dalam kemagnetan, kedua kutub selalu berpasangan. Tak ada magnet dengan hanya memiliki satu kutub saja, pasti memiliki dua kutub yaitu kutub utara dan kutub selatan. Berbeda dengan kelistrikan di mana dimungkinkan adanya muatan tunggal, positif atau negatif saja, atau tidak selalu berpasangan.Kali ini kami akan melakukan percobaan mengenai hubungan kelistrikan dengan kemagnetan melalui suatu rangkaian listrik. Hans Chirstian Oersted menemukan bahwa magnet jarum akan menyimpang jika diletakkan dibawah kawat berarus lisrtik. Magnet jarum akan kembali pada posisi semula jika arus listrik dihentikan. Berdasarkan hasil eksperimen tersebut, Oersted menyimpulkan bahwa arus listrik dapat membangkitkan medan magnet dengan arah garis medan yang mengikuti kaidah tangan kanan. Dalam kaidah tangan kanan, ketika kita memegang kawat arah arus (I)ditunjukan oleh ibu jari, dan arah medan (B) ditunjukan dengan oleh keempat jari yang lain Percobaan oersted bertujuan untuk (1) membuktikan bahwa di sekitar kawat berarus (i) terdapat medan magnet (B), (2) menentukkan besar dan arah medan magnet (B), (3) menyelidiki hubungan antara kelistrikan dan kemagnetan. Percobaan ini menggunakan metode mengaliri arus listrik (i) disekitar kawat tembaga yang memiliki jarak tertentu dengan kompas sehingga terjadi penyimpangan pada kompas. Data yang dapat diperoleh yaitu besar dan arah kuat arus listrik (i), jarak kompas dengan arus listrik (a) sehingga kita dapat mengetahui arah medan magnet dengan kaidah tangan kanan dan besar medan magnet dengan persamaan induksi magnetik. Setelah dilakukan percobaan dengan beberapa sumber tegangan dan jarak kompas 3



yang berbeda serta arah arus yang berbeda disimpulkan bahwa disekitar kawat berarus terdapat medan magnet yang ditandai dengan menyimpangnya kompas akibat arus listrik, dan pergeseran kompas dipengaruhi oleh besar dan arah arus listrik serta jarak kompas dengan kawat. Kata kunci: Medan Magnet, Kuat Arus Listrik, Arah Arus Listrik Pada tahun 1820 seorang ilmuwan Denmark, Hans Christian Oersted telah mengamati hubungan antara kelistrikan dan kemagnetan ketika melakukan percobaan yang menunjukkan bahwa jarum kompas dibelokkan oleh arus listrik [3]. Melalui percobaan Oersted kita dapat mengetahui hubungan antara kemagnetan dan kelistrikan. Dengan tegangan, arus, dan jarak titik dengan kawat yang berbeda, kita akan mendapatkan data yang berbeda pula. Dengan itu, kita akan menenmukan hubungan antara kemagnetan dengan kelistrikan, yaitu hubungan antar besar medan magnet(B), arus listrik (i), dan jarak titik ke kawat (a). Percobaan yang telah dilakukan oleh Oersted tersebut menjadi dasar dalam pembuatan alat yang memanfaatkan hubungan antara kelistrikan dan kemagnetan seperti pembuatan arloji dan kompas. Seorang ahli bangsa Denmark yang bernama Hans Christian Oersted (17701851) pertama kali mengadakan penelitian untuk menentukkan adanya medan magnet di sekitar kawat berarus listrik. (perhatikan gambar 2.1). Kegiatan yang dilakukan dalam penelitian tersebut adalah sebagai berikut. 1. Kawat yang tidak dialiri arus listrik, magnet jarum sejajar dan segaris kawat. 2. Kawat dialiri arus listrik dari arah Utara – Selatan, kutub U magnet jarum menyimpang ke kanan. 3. Kawat dialiri arus listrik dari arah Selatan – Utara, kutub U dari magnet jarum menyimpang ke kiri terhadap arah aliran arus listrik. Yang memutar magnet adalah medan magnet. Jika diperhatikan gerakan magnet terjadi sesaat arus listrik mengalir, munculnya medan magnet ada hubungannya



dengan



arus



listrik.



Dengan



gejala



yang



terjadi



maka Oersted menyimpulkan bahwa arus listrik dapat menghasilkan mdan magnet.[4] 4



Berdasarkan percobaan Oersted yang telah kami lakukan, kami mendapat fakta bahwa jarum kompas mengalami penyimpangan saat berada di sekitar kawat yang berarus. Selain itu juga dapat diketahui bahwa penyimpangan jarum kompas dipengaruhi oleh besar arus yang mengalir pada kawat, jika arusnya diperbesar, maka jarum yang menyimpang akan semakin jauh akan tetapi jika arusnya diperkecil maka penyimpangan yang terjadi juga semakin dekat juga. Jarak antara kawat yang berarus dengan kompas juga mempengaruhi penyimpangan pada kompas, jika kompas didekatkan dengan kawat berarus penyimpangan yang terjadi akan semakin jauh dan sebaliknya. Di samping hal tersebut arah arus yang mengalir pada kawat juga berpengaruh pada sudut penyimpangan kompas. Jika arus mengalir dari selatan ke utara maka kompas akan menyimpang ke barat, sedangkan jika arusnya dari utara ke selatan, kompas akan menyimpang ke arah timur.



D. Alat dan Bahan 1) Kompas 2) Kawat tembaga yang berbentuk tegak lurus dan melingkar 3) Batu baterai 1,5 volt



E. Langkah Kerja 1. Letakkan kompas diatas meja. 2. Letakkan kawat tembaga diatas kompas, usahakan jarum kompas tegak lurus dengan kawat tembaga. 3. Sambungkan kawat tembaga dengan batu baterai dengan kutub positif baterai sejajar dengan kutub utara kompas, amati perubahan arah gerak jarum.



5



4. Tukarlah posisi kutub pada baterai, dengan meletakkan posisi kutub selatan baterai sejajar dengan kutub positif baterai, amati perubahan arah gerak jarum. 5. Lakukan hal yang sama untuk kawat melingkar.



6



F. Hasil Pengamatan a. Kawat Tegak Lurus Kawat Tegak Lurus



Percobaan 1



Gambar



Jarum kompas tidak di aliri arus listrik



Jarum kompas dialiri arus listrik searah ke utara mengalami perubahan Percobaan 2



arah jarum kompas ke arah kiri yang bernilai negatif. Arah arus listrik berasal



dari



menyebabkan



bawah



sehingga



arah jarum



kompas



berputar ke arah kiri atau berlawanan arah jarum jam. Jarum kompas yang dialliri arus listrik searah Percobaan 3



ke



selatan



mengalami



perubahan ke arah kanan yang bernilai positif. Arah arus istrik berasal dari atas sehingga menyebabkan jarum kompas berputar ke arah kanan atau searah jarum jam.



7



Kawat Melingkar



Percobaan 1



Gambar



Jarum kompas tidak di aliri arus listrik



Jarum kompas dialiri arus listrik searah ke utara mengalami perubahan Percobaan 2



arah jarum kompas ke arah kanan yang bernilai positif. Arah arus listrik berasal



dari



menyebabkan



bawah



sehingga



arah jarum



kompas



berputar ke arah kanan atau searah arah jarum jam. Jarum kompas yang dialliri arus listrik searah Percobaan 3



ke



selatan



mengalami



perubahan ke arah kiri yang bernilai positif. Arah arus listrik berasal dari atas sehingga menyebabkan jarum kompas berputar ke arah kiri atau searah jarum jam.



b. Kawat Melingkar



8



c. Kawat Solenoid Kawat Tegak Lurus



Percobaan 1



Gambar



Jarum kompas tidak di aliri arus listrik



Jarum kompas dialiri arus listrik searah ke utara mengalami perubahan Percobaan 2



arah jarum kompas ke arah kiri yang bernilai negatif. Arah arus listrik berasal



dari



menyebabkan



bawah



sehingga



arah jarum



kompas



berputar ke arah kiri atau berlawanan arah jarum jam. Jarum kompas yang dialliri arus listrik searah Percobaan 3



ke



selatan



mengalami



perubahan ke arah kanan yang bernilai positif. Arah arus istrik berasal dari atas sehingga menyebabkan jarum kompas berputar ke arah kanan atau searah jarum jam.



9



G. Hasil Pengamatan Hans Chirstian Oersted menemukan bahwa magnet jarum akan menyimpang jika diletakkan dibawah kawat berarus lisrtik. Magnet jarum akan kembali pada posisi semula jika arus listrik dihentikan. Berdasarkan hasil eksperimen tersebut, Oersted menyimpulkan bahwa arus listrik dapat membangkitkan medan magnet dengan arah garis medan yang mengikuti kaidah tangan kanan. Dari hasil percobaan yang dilakukan bahwa ketika pada kawat tegak lurus percobaan 1 yang tidak di aliri arus listrik jarum kompas masih pada keadaan semula. Tidak ada perubahan arah jarum. Ini berarti belum dihubungkan pada baterai sehingga belum terdapat arus listrik pada kawat tersebut. Pada percobaan 2 saat kawat dihubungkan dengan baterai dimana dengan kutub positif baterai sejajar dengan kutub utara kompas, kompas diletakkan diatas kawat tegak lurus jarum kompas ini dialiri arus listrik searah ke utara mengalami perubahan arah jarum jam kompas ke arah kiri yang bernilai negatif. Arah arus listrik berasal dari bawah sehingga menyebabkan arah jarum jam kompas berputar ke arah kiri atau berlawanan arah jarum jam. Percobaan 3 ketika kawat dihubungkan dengan baterai meletakkan posisi kutub selatan baterai sejajar dengan kutub positif baterai, Jarum kompas yang dialliri arus listrik searah ke selatan mengalami perubahan ke arah kanan yang bernilai positif. Arah arus istrik berasal dari atas sehingga menyebabkan jarum kompas berputar ke arah kanan atau searah jarum jam. Pada kawat melingkar percobaan 1 jarum kompas tidak mengalami perubahan sebab kawat tidak dialiri arus listrik. Pada percobaan 2 Jarum kompas dialiri arus listrik searah ke utara mengalami perubahan arah jarum kompas ke arah kanan yang bernilai positif. Arah arus listrik berasal dari bawah sehingga menyebabkan arah jarum kompas berputar ke arah kanan atau searah arah jarum jam.



10



Pada percobaan 3 ketika kawat dihubungkan dengan baterai meletakkan posisi kutub selatan baterai sejajar dengan kutub positif baterai, Jarum kompas yang dialliri arus listrik searah ke selatan mengalami perubahan ke arah kiri yang bernilai positif. Arah arus listrik berasal dari atas sehingga menyebabkan jarum kompas berputar ke arah kiri atau searah jarum jam. Pada kawat solenoid percobaan 1 yang tidak di aliri arus listrik jarum kompas masih pada keadaan semula. Tidak ada perubahan arah jarum. Ini berarti belum dihubungkan pada baterai sehingga belum terdapat arus listrik pada kawat tersebut. Pada percobaan 2 saat kawat dihubungkan dengan baterai dimana dengan kutub positif baterai sejajar dengan kutub utara kompas, jarum kompas dialiri arus listrik searah ke utara mengalami perubahan arah jarum kompas ke arah kiri yang bernilai negatif. Arah arus listrik berasal dari bawah sehingga menyebabkan arah jarum kompas berputar ke arah kiri atau berlawanan arah jarum jam. Pada percobaan 3 ketika kawat dihubungkan dengan baterai meletakkan posisi kutub selatan baterai sejajar dengan kutub positif baterai Jarum kompas yang dialliri arus listrik searah ke selatan mengalami perubahan ke arah kanan yang bernilai positif. Arah arus istrik berasal dari atas sehingga menyebabkan jarum kompas berputar ke arah kanan atau searah jarum jam.



PERTANYAAN SERTA JAWABAN 1. Bagaimana proses mutlak terjadinya medan magnetik disekitaran kawat yang dialiri arus listrik? JAWAB : Hal ini sesuai dengan adanya medan magnet yang dapat terjadi yaitu daerah disekitaran magnet yang masih terpengaruh oleh adanya gaya magnet. Itu artinya, ternyata medan magnet jug dapat



11



dihasilkan dari adanya arus listrik yang mengalir dan tersalurkan melalui proses tertentu. 2. Bagaimana bentuk penyimpangan magnet terhadap jarum kompas yang digunakan pada percobaan kali ini? JAWAB : Penyimpangan magnet jarum kompas akan semakin besar nilainya jika kuat arus listrik yang mengalir melalui suatu kawat penghantar yang masih ada terhubung terhadap arus listrik diperbesar. Arah penyimpangan jarum kompas tentu saja begitu tergantung pada arah arus listrik yang mengalir dalam kawat. Gejala tersebut dapat terjadi ketika jika kawat itu dialiri oleh arus listrik dari sumber tegangan tertentu misalnya baterai dan daya penghantar lainnya yang mungkin memiliki jumlah kapasitas yang lebih besar. 3. Apa yang terjadi jika kawat pada percobaan kali ini tidak dialiri oleh arus listrik? JAWAB : Hal yang dapat terjadi yaitu medan magnet (B) tidak dapat timbul ataupun tidak dapat terjadi hasilnya, sehngga magnet jarum kompas tidak dapat bereaksi, serta kita tidak dapat menentukan kemana arah jarum kompas tersebut tertuju secara jelas dan pasti. 4. Apakah besar medan magnet (B) yang dapat timbul sangat bergatung terhadap besarnya arus listrik? JAWAB : Tentu saja iya, jika tidak ada suatu teganga yang meghantarkan arus listrik menuju kawat yang pasti sudah memiliki arus listrik atas penghantaran arus tadi, sehingga disekitaran kawat tersebut terdapat daerah medan magnetik, sehingga pada suatu ketika kompas berada di bawah kawat tersebut, maka medan magnet bisa terjadi dan tampak kemana arah medan magnet tersebut. Sehingga semakin besar arus listrik (I) yang dihantarkan, maka semakin besar pula terjadinya suatu medan magnet. Begitupun sebaliknya.



12



5. Apakah besar medan magnet (B) yang timbul juga dapat dipengaruhi oleh jarak titik yang ditinjau dan disesuaikan terhadap posisi kawat yag diamati tersebut? JAWAB : IYA. Besarnya medan magnetik (B) begitu bergantung juga terhadap jarak titik yang menjadi peninajuan. Artinya, semakin jauh jarak titik nya dantara rangkaian tersebut, maka kemungkinan terjadinya suatu medan magnet pun semakin kecil dengan kualitas yang kurang baik untuk diharapkan. Hal ini juga sama dengan peristiwa kejadian sebaliknya.



H. Kesimpulan Percobaan Oersted menunjukkan bahwa : a. Arus listrik menghasilkan gaya yang dapat memutar magnet yang ada di dekatnya. b. Besarnya gaya bergantung kepada kedudukan relative antara arus dan magnet. Dari percobaan ini, Oersted menyimpulkan bahwa "disekitar penghantar berarus listrik timbul medan magnet". c. Di sekitar penghantar kawat arus listrik yang berasal dari sumber tegangan (V) yang telah dialiri oleh arus listrik terdapat suatu medan magnet yang timbul. d. Arah medan magnet sangat bergantung terhadap arah arus listrik (I) yang mengalir atau yang telah disalurkan. e. Biasanya untuk teori ini besarnya medan magnet juga bergantung terhadap besarnya arus listrik dan tingkat kejauhan peninjuannya. Yang berarti, medan magnetik ini sebanding atau berbanding lurus dengan besar kuat arus (I) dan jarak titik nya yang bisa saja membentuk suatu sudu seperti pada kawat yang lintasan nya berbentuk melingkar.



13



LAMPIRAN DATA DOKUMENTASI SELAMA PROSES PERCOBAAN INI BERLANGSUNG



Ilustrasi penjelasan masuknya arah medan magnet terhadap kawat berarus dapat terlihat jelas pada penunjukan gambar berikut



14



15



16



17