JURNAL PRAKTIKUM INDUKSI MAGNET
Tujuan
- Memahami konsep magnet buatan dengan sumber arus searah (DC) dan arus bolak-balik (AC)
- Memahami pengaruh jumlah lilitan dan sumber arus terhadap kuat medan magnet yang di hasilkan.
- Memahami arus induksi akibat perubahan kuat dan arah medan magnet di sekitar kumparan
- Memahami konsep generator AC sederhana
- Memahami konsep transfer energi tanpa kabel.
Alat Praktikum
- Sumber arus searah (DC)
- Sumber arus bolak-balik (AC)
- Kawat tembaga
- Batang besi
- Klip
- Kumparan 1 : 800 lilitan
- Kumparan 1 : 1000 lilitan
- Magnet batang
- Galvanometer
- Transformator
- Jumper atau kabel
- Penggaris
Teori Dasar
- Sumber Medan Magnet Buatan
Fenomena magnet buatan adalah sebuah fenomena yang pada awalnya dijelaskan oleh Oersted bahwa arus listrik yang mengalir pada suatu penghantar dapat menghasilkan efek medan magnet. Saat kompas di dekatkan pada kawat berarus makan akan terjadi penyimpangan pada jarum kompas.
Karakteristik dari induksi magnet (B) yang dapat di terjemahkan dari hukum Biot Savart ialah :
- Berbanding lurus dengan kuat arus listrik.
- Berbanding lurus dengan panjang elemen kawat yang menjadi bahan konduktor/penghantar
- Berbanding tegak lurus terkait kuadrat jarak jarak antara titik induksi magnetik yang diamati ke elemen kawat penghantar.
- Berbanding lurus dengan sinus sudut antara arah arus dan garis penghubung titik induksi magnetik yang diamati terhadap elemen kawat penghantar.
PRAKTIKUM
PERCOBAAN 1
Langkah Percobaan :
- Siapkan alat-alat yang digunakan seperti : kawat tembaga, sumber DC, batang besi, dan klip.
- Lilitkan kawat tembaga sebanyak lilitan pada batang besi dan hubungkan ke sumber DC. Atur sumber tegangan sebesar 6 volt.
- Letakkan klip pada jarak tertentu.
- Dekatkan batang besi ke arah klip.
- Kemudian amati jarak minimal agar klip dapat menempel pada gulungan logam. Lakukan percobaan sebanyak tiga kali.
- Ulangi percobaan diatas dengan jumlah lilitan yang berbeda.
Tabel Pengamatan Percobaan 1
| NO | Jumlah Lilitan | Jarak Minimal Dapat Menarik Klip (cm) | Jarak
Rata – Rata |
| 1 |
60 |
3,5 cm |
3,3 cm |
| 2 | 3 cm | ||
| 3 | 3,5 cm | ||
| 4 |
30 |
2,5 cm |
2,3 cm |
| 5 | 2 cm | ||
| 6 | 2,5 cm |
Percobaan 2
Langkah Percobaan :
- Siapkan alat-alat yang digunakan seperti : sumber AC, kumparan 1 : 1000 lilitan, logam besi dan klip.
- Letakkan logam besi ditengah kumparan.
- Hubungkan ke sumber AC.
- Amati apa yang terjadi pada logam besi jika didekatkan padanya paku kecil / klip.
- Ulangi langkah praktikum di atas, dengan sumber DC.
Tabel Pengamatan Percobaan 2
| Keadaan Logam Besi Jika diberi Sumber Tegangan Sebesar | |||
| 6 Volt | 9 Volt | 12 Volt | |
| Sumber AC | Bergetar dan menghasilkan magnet lemah | Getarannya lebih kuat dari sebelumnya dan medan magnetnya lebih kuat juga | Getarannya kuat dan medan magnetnya semakin kuat juga |
| Sumber DC | Getaran dan medan magnet yang dihasilkan lemah | Getaran dan medan magnet yang dihasilkan lebih kuat dari sebelumnya | Getaran dan medan magnet yang dihasilkan kuat |
Percobaan 3
- Rangkaikan galvanometer dengan kumparan / lilitan.
- Gerakkan magnet menuju kedalam kumparan dengan 2 kondisi seperti di bawah ini :
- Jika kutub utara magnet dimasukkan terlebih dahulu, maka arah jarum galvanometer menuju ke arah positif
- Jika kutub selatan magnet dimasukkan terlebih dahulu, maka arah jarum galvanometer menuju ke arah negative
- Gerakkan magnet menuju keluar kumparan dengan 2 kondisi seperti di bawah ini :
- Jika kutub selatan magnet dikeluarkan terlebih dahulu, maka arah jarum galvanometer menuju kea rah negatif
- Jika kutub utara magnet dikeluarkan terlebih dahulu, maka arah jarum galvanometer menuju kea rah positif
- Ulangi langkah 2 dan 3 dengan gerakan cepat dan lambat. Dapat disimpulkan bahwa besar arus yang mengalir saat gerakkan magnet cepat dibandingkan saat gerakan magnet lambat yaitu …
Jawab :
Semakin cepat gerakan magnet saat di masukkan ke dalam kumparan, fluks yang dihasilkan semakin besar.
- Gerakkan magnet keluar-masuk kumparan, amati pengaruhnya terhadap penunjuk pada galvanometer !
Jawab :
Jarum pada galvanometer bergerak menyimpang karena adanya arus.
Percobaan 4
Langkah Percobaan :
- Siapkan set alat generator listrik sederhana.
- Sambungkan generator pada lampu.
- Putar bagian pedal pada generator.
- Amati fenomena yang terjadi.
Bagaimana keadaan nyala lampu saat generator diam dan setelah diputar? Apa perbedaannya !
-Jawab-
Saat generatornya diputar maka akan menghasilkan arus listrik sehingga lampu akan menyala, sedangkan saat generator diam tidak akan menghasilkan arus listrik sehingga lampu tidak akan menyala. Besar kecilnya arus listrik yang dihasilkan tergantung cepat atau lambatnya gerakan memutar generator.
Lalu amati saat generator listrik diputar secara lambat dan cepat, bagaimana keadaan nyala lampu? Mengapa bisa terjadi demikian?
-Jawab-
Saat generator diputar lambat makan lampu akan menyala redup, karena arus listrik yang dihasilkan tergantung cepat atau lambatnya genetor di putar.
Percobaan 5
- Siapkan set alat wireless power supply (berisi lampu, 2 kumparan : kumparan Primer dan Sekunder)
“kumparan pertama (primer) yang bertindak sebagai input dan dihubungkan ke sumber daya AC, sedangkan kumparam kedua (sekunder) yang bertindak sebagai output dan jumlah lilitan dapat diubah-ubah.”
- Nyalakan alat transformator.
- Ubah jumlah kumparan pada kumparan sekunder sebanyak minimal 2 kali secara bergantian. Dan amati perbedaan jarak minimal nya lampu !
-Jawab-
Semakin banyak lilitan maka jarak lampu akan menyala semakin jauh, sebaliknya jika jumlah lilitan lampu sedikit maka jarak nyala lampu menjadi dekat.
- Ganti catuan AC dengan catuan DC. Gunakan kumparan sekunder dengan jumlah yang disesuaikan. Amati yang terjadi dan berikan analisa mengapa bisa terjadi demikian !
-Jawab-
Lampu tidak akan menyala dengan arus DC karena arus DC yang searah sehingga tidak menghasilkan GGL.
ANALISIS
- Bagaimanakah pengaruh jumlah lilitan terhadap jarak di percobaan pertama ?
-Jawab-
Semakin banyak lilitan maka semakin besar jarak minimal yang dapat menarik klip.
- Apa yang akan terjadi apabila batang besi di percobaan pertama diganti dengan sebuah isolator?
-Jawab-
Maka batang besi yang diganti dengan isolator tersebut tidak dapat menarik.
- Bagaimanakah perbedaan antara sumber arus AC dan sumber arus DC dipercobaan kedua?
-Jawab-
Sumber AC tidak stabil karena merupakan sumber arus bolak-balik sedangkan sumber DC lebih stabil Karena merupakan sumber arus searah.
- Apa yang menyebabkan klip bergetar begitu didekatkan dengan batang besi di percobaan kedua? Jelaskan !
-Jawab-
Karena adanya fluks magnet sehingga menarik klip tersebut.
- Bagaimanakah pengaruh nilai tegangan terhadap medan magnet yang dihasilkan di percobaan kedua?
-Jawab-
Semakin besar tegangannya, maka gaya tarik menariknya semakin besar juga.
- Jelaskan mengenai hukum dasar yang melandasi percobaan ketiga secara lengkap!
-Jawab-
Hukum Lentz :”Arah arus induksi menghasilkan fluks yang melawan penyebab timbulnya arus tersebut.”
Hukum Induksi Faraday : “suatu medan magnet yang konstan tidak dapat menghasilkan arus listrik, namun perubahan fluks medan magnet dapat menghasilkan arus listrik.”
- Di percobaan ketiga, apa yang terjadi di galvanometer apabila batang magnet dikeluar-masukan diatas, disamping, ataupun dibawah kumparan? Bandingkan dengan yang ditengah!
-Jawab-
Galvanometer tidak menunjukkan kearah manapun karena fluks hanya terjadi didalam kumparan.
- Bagian apakah dari generator listrik di percobaan kelima yang diam dan bagian apakah yang bergerak? Dan berikan pula alasan bagaimana fenomena tersebut dapat terjadi!
-Jawab-
Kumparan primer bertindak sebagai input yang diam, kumparan sekunder sebagai output yang bergerak. Hal ini bisa terjadi karena adanya fluks magnet.
- Bagaimanakah pengaruh jumlah lilitan terhadap jarak dan luminositas lampu di percobaan kelima?
-Jawab-
Makin banyak lilitan maka makin jauh jarak yang dihasilkan. Lampu juga menyala lebih terang pada arus AC karena merupakan arus bolak-balik. Sedangkan arus DC tidak memberikan pengaruh apa-apa.
- Jelaskan prinsip kerja transfer daya tanpa kabel secara lengkap!
-Jawab-
Menyatukan medan magnet dari dua device dengan frekuensi resonansi yang sama. Medan magnet dari dua device tersebut akan menyatu menjadi satu medan magnet tunggal.
KESIMPULAN
Makin banyak lilitan maka semakin kuat medan magnet yang dihasilkan sehingga membuat lampu bisa menyala walaupun saat jarak jauh. Sumber daya AC lebih kuat disbanding DC karena sumber daya AC menghasilkan GGL karena merupakan arus bolak balik.
SARAN
Asisten : Tidak ada saran
Praktikum : Alat-alat yang dibutuhkan untuk praktikum banyak yang sudah rusak sebaiknya tolong diperbaiki.
Laboratorium : Saat praktikum berlangsung, terlalu berisik sehingga susah berkonsentrasi