presentasi neraca arus
TRANSCRIPT
KELOMPOK 1
JURUSAN FISIKA PRODI PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
2012
on
Power supply
ammeter
Neraca digital
magnet
Loop arus
Sta
tif+
kle
m
Ahmad Suryadi
Mardhiyyatin Naqiyah
Nurdahira
Aswar Alamsyah Yunus
Andi Nurfitri Syarif
Ita Ratnasari
A. Latar Belakang
Dalam kehidupan kita, kita mengenal sebuah kereta yang disebut dengan
Kereta Maglev atau Maglev Train. Kereta ini merupakan kereta api tercepat
yang ada di dunia saat ini. Kereta ini menggunakan prinsip elektromagnetik
dalam penggunaannya. Kereta ini mengambang sekitar beberapa centimeter
dari relnya sehingga mengurangi gesekan yang meyebabkan kecepatan kereta
ini hampir setengah dari kecepatan pesawat jet. Untuk memahami hal-hal
semacam itu, diperlukaan adanya pemahaman lebih lanjut mengenai
elektromagnetik, sehingga perlu dilakukan percobaan untuk lebih memahami
bagaimana sebenarnya elektromagnetik itu.
B. Rumusan Masalah
1. Bagaimanakah hubungan antara gaya magnetik (Fm)
dengan kuat arus (I) ?
2. Bagaimanakah hubungan antara gaya magnetik (Fm)
dengan panjang kawat penghantar (L) ?
3. Bagaimanakah hubungan antara gaya magnetik (Fm)
dengan kuat medan magnet (B)?
C. Tujuan Percobaan
1. Untuk mengetahui hubungan antara gaya magnetik (Fm)
dengan kuat arus listrik (I) ?
2. Untuk mengetahui hubungan antara gaya magnetik (Fm)
dengan panjang kawat penghantar (L) ?
3. Untuk mengetahui hubungan antara gaya magnetik (Fm)
dengan kuat medan magnet (B) ?
Potongan kawat dengan luas
penampang A dan panjang L
menyalurkan arus I. Jika kawat
ini berada dalam medan
magnetik B, gaya magnetik pada
setiap muatan adalah:
Fm = q Vd x B
dengan Vd adalah kecepatan hanyut pembawa muatan.
A. Tinjauan Pustaka
+Vd
Fs
B
q A
L
x x x x x x x x x x x
x x x x x x x x x x x
Jumlah muatan dalam potongan kawat ini merupakan
jumlah n per satuan volume dikali A L, maka :
Fm = (q Vd x B) n AL
dan arus dalam kawat ini adalah :
I = n.q.Vd.A
Jadi, gaya magnetiknya dapat dituliskan :
Fm = IL x B
dengan L merupakan vektor yang besarnya sama
dengan panjang kawat dan arahnya sejajar dengan
qVd, yang juga merupakan arah arus I, maka gaya
magnetik dapat dituliskan :
Fm = I L B sin
B. Hipotesis
1. Gaya magnetik (Fm) berbanding lurus dengan kuat arus
listrik (I).
2. Gaya magnetik (Fm) berbanding lurus dengan panjang kawat
penghantar (L).
3. Gaya magnetik (Fm) sebanding dengan kuat medan magnet
(B).
A. Alat dan Bahan
1. Catu daya variabel dc, 1 buah
2. Neraca digtal, 1 buah
3. Ammeter,
4. Statif dan klem berkonektor, 1 set
5. Papan loop arus, 6 buah
6. Magnet assembly dengan 6 magnet, 1 set
7. Kabel penghubung
8. Mistar, 1 buah
C. Identifikasi Variabel
Kegiatan I
1. variabel manipulasi : panjang papan loop arus (L), satuannya meter (m)
2. Variabel respon : massa (m), dalam satuan kilogram (kg)
3. Variabel kontrol : kuat arus listrik (I), satuannya ampere (A)
Kegiatan II
1. Variabel manipulasi : kuat arus listrik (I), dalam satuan ampere (A)
2. Variabel respon : masa (m), dalam satuan kilogram (kg)
3. Variabel kontrol : panjang papan loop (L), dalam satuan meter (m)
Kegiatan III
1. Variabel manipulasi : jumlah magnet (n)
2. Variabel respon : massa (m), dalam satuan kilogram (kg)
3. Variabel kontrol : panjang loop arus (L), satuannya meter (m)
kuat arus listrik (I), satuannya ampere (A)
D. Metode perhitungana. Menghitung gaya magnetikFm =(m-m0)g
Keterangan :Fm =gaya magnetik (N)m =massa magnet (kg)m0 = massa awal (kg)g =percepatan garvitasi (9,8m/s)
b. Menghitung kuat medan magnetikFm =BILB= Fm I
-1 L-1
Keterangan :Fm = Gaya magnetik(N)B = kuat medan magnet (T)I = Kuat arus listrik (A)L = panjang loop arus (m)
Kegiatan 1 : Gaya magnetik (Fm) sebagai fungsi penjang loop arus(L)mo = 158, 28 x 10-3 kg I = 1,00 A
Tabel Hubungan antara Panjang Loop (L), Massa (m), dan Gaya Magnetik (Fm)
NST Neraca Digital = 0,01 x 10-3 kgNST mistar = 0.1 x 10-2 mNST amperemeter = 0.1 A
No Panjang loop (10-2 m) Massa (10-3 kg) Gaya magnetik (10-3 N)
1 1,20 158,32 0,3920
2 2,20 158,35 0,6860
3 3,20 158,38 0,0980
4 4.20 158,40 1,176
5 6.40 158,44 1,568
6 8,40 158,46 1,764
Sumber: laporan sementara
Kegiatan II: Gaya magnetik (Fm) sebagau fungsi kuat arus listrik (L)mo = 158, 28 x 10-3 kg L = 1,2 x 10-2 m
Tabel Hubungan antara Kuat Arus (I), Massa (m), dan Gaya Magnetik (Fm)
No Kuat Arus (I) Massa (10-3 ) Gaya Magnetik Fm)
1 0,50 158,32 0,3920
2 1,00 158,34 0,5880
3 1,50 158,36 0,7840
4 2,00 158,37 0,8820
5 2,50 158,39 1,078
Sumber : Laporan Sementara
Kegiatan III: Gaya magnetik (Fm) sebagau fungsi kuat medanmagnetik (B)
I = 1,00 A L = 1,2 x 10-2 m
Tabel Hubungan antara Jumlah Magnet (n), Massa (m), dan Gaya Magnetik (Fm)
No Jumlah magnet ( buah)
Massa (10-3 kg) Mo (10-3 ) Gaya Magnetik (Fm)
1 1 97,46 97,20 0,2548
2 2 109,78 109,60 1,764
3 3 121,81 121,74 0,6860
4 4 133,82 133,59 0,2254
5 5 146,02 145,00 0,9996
6 6 258,42 158,28 0,1372
Sumber : Laporan Sementara
Analisis GrafikKegiatan I:
y = 0.018x + 0.000R² = 0.963
0.00000
0.00020
0.00040
0.00060
0.00080
0.00100
0.00120
0.00140
0.00160
0.00180
0.00200
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09
Fm
(N
)
L (m)
Grafik hubungan antara panjang loop arus (L) dengan gaya magnetik (Fm)
Kegiatan II:
Grafik hubungan antara kuat arus (L) dengan gaya magnetik (Fm)
y = 0.0003332x + 0.0002450R² = 0.9897260
0.0000000
0.0002000
0.0004000
0.0006000
0.0008000
0.0010000
0.0012000
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
Fm
(N
)
I (A)
Pembahasan
Pada kegitan I panjang loop di manipulasi sedangkan pada
kegiatan II arus listrik yang dimanipulasi. Ini mengakibatkan
gaya magnetiknya pun ikut berubah. Pada dua kegiatan
ini, panjang loop dan arusnya semakin bertambah, sehingga
gaya magnetiknya pun akan bertambah. Namun, medan
magnet pada dua kegiatan ini sama dan tetap, karena
jumlah magnet yang digunakan sama, dan ini sesuai dengan
yang diperoleh pada analsis perhitungan.
Pada kegiatan III, panjang loop dan kuat arusnya tidak
diubah, malainkan jumlah magnetnya. Dengan dimanipulasin
ya jumlah magnet, maka medan magnetiknya pun ikut
berubah, sehingga gaya magnetiknya juga akan berubah seiring
perubahan medan magnetiknya. Semakin banyak jumlah
magnetnya, maka medan magnetiknya pun akan semakin
besar.. Namun hasil yang diperoleh saat percobaan justru
fluktuatif. Hal ini mungkin disebabkan karenanya adanya
kesalahan dalam pengukuran berat masing-masing magnet.
Simpulan
1. Gaya magnetik berbanding lurus dengan kuat arus listrik.
2. Gaya magnetik berbanding lurus dengan panjang loop arus.
3. Semakin banyak magnet, maka akan semakin besar pula
medan magnetiknya.