JURUSAN FISIKA FAKULTAS ILMU PENGETAHUAN ALAM DAN MATEMATIKA UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG

PRAKTIKUM FISIKA EKSPERIMEN

INDUKSI MAGNET

Deskripsi :

Percobaan Induksi Magnet ini adalah untuk mengetahui fenomena induksi solenoid besar terhadap solenoid kecil yang berada di tengah-tengahnya dengan memberikan gelombang input yang berbeda-beda (sinus, segitiga dan kotak). Hal-hal yang perlu diamati dari percobaan ini meliputi bentuk gelombang output, perbandingan amplitudo tegangan input dan output serta pengaruh frekuensi terhadap tegangan output yang dihasilkannya. Sehingga dengan praktikum ini diharapkan praktikan dapat membuktikan adanya pengaruh medan magnet pada dua kawat konduktor yang sejajar, dengan salah satu bertindak sebagai kawat penginduksi.

Tujuan :

Tujuan dari praktikum Induksi Magnet ini adalah:

  1. Menentukan besar frekuensi induksi berdasarkan frekuensi penginduksi yang diberikan
  2. Menentukan nilai amplitudo tegangan induksi berdasarkan tegangan penginduksi yang diberikan

Tinjauan Pustaka :

Faraday dalam percobaannya, dapat membangkitkan arus listrik dari suatu konduktor dengan menggerak-gerakkan batang magnet yang berada di dekat bahan konduktor tersebut. Hal serupa juga dapat dilakukan seperti dengan mengalirkan arus bolak-balik pada kawat konduktor, sebagai penginduksi kawat konduktor lain yang sejajar dan berada didekatnya. Konsep dua kawat sejajar ini tidak lain merupakan prinsip dasar penggunaan dua solenida dalam praktikum ini, di mana solenoid besar bertindak sebagai kawat penginduksi dan solenoid kecil sebagai kawat yang diinduksi.

Kuat medan magnet dalam suatu solenoida dengan diameter d diberikan oleh persamaan 1. Jika diberikan solenoida dengan diameter yang lebih kecil, diletakkan sejajar dan tepat di tengah-tengah solenoid, jumlah fluks yang mengenai kawat pada solenoid kecil nilainya akan sebanding dengan persamaan 2.

B = μoNI
(1)
di mana :
B = kuat medan magnet
μo = permaebilitas udara= 4π x 10-7 T.m/A
N = jumlah lilitan persatuan panjang
I = arus yang diberikan pada solenoida

= BAn
(2)
dengan:
B = kuat medan magnet solenoid besar
A = luas lingkaran solenoid kecil
n = jumlah lilitan solenoid kecil
= fluks magnet


Gambar 1. medan magnet pada solenoida

Dan apabila fluks magnet yang mengenai solenoid kecil berasal dari arus yang mengalir bolak-balik (AC), maka pada kawat yang terkenai medan tersebut akan terjadi ggl induksi (εe) yang nilainya sebanding dengan persamaan :

εe = - d = dBAn          
dtdt
      = -An  d  oNI)          
dt
εe = Uind = -ANnμo   dI  
dt
(3)

Uind dapat disebut juga sebagai tegangan hasil induksi arus penginduksi I. Kemudian berdasarkan persamaan 3 di atas, karena Uind berbanding lurus dengan I, maka dapat diasumsikan pula Uind berbanding lurus dengan U penginduksinya.

Setting Up Rangkaian :

  1. Klik tombol Run yang berada di tengah bawah aplikasi
  2. Nyalakan Function Generator.
  3. Pasangkan dua kabel penghubung ke conector bagian tengah Signal Generator.
  4. Pada Signal Generator pula, set tombol base 1, pengali x100, mode gelombang sinus, dan amplitudo ±45° dari sudut awal.
  5. Sambungkan salah satu kabel Osciloscope di atas kedua kabel penghubung tadi, sehingga kabel Osciloscope menyambung secara bersusun.
  6. Sambungkan ujung yang lain ke channel I, set time/div 2 ms, Volt/div 5 V dan gelombang sedikit digeser ke atas (menggunakan tombol ypos). Gelombang ini tidak lain adalah yang disebut sebagai gelombang input dalam praktikum ini.
  7. Sambungkan kabel yang dihubungkan ke Signal Generator tadi, satu ke Resistor dan satu lagi ke kumparan besar.
  8. Sambungkan ujung Kumparan Besar yang lain secara bersilangan, dengan ujung terakhir dihubungkan ke Resistor.
  9. Pasang kabel penghubung Osciloscope ke Kumparan Kecil dan sambungkan ke ujung Kumparan kecil yang lain dengan kabel yang masih tersisa.
  10. Sambungkan ke Osciloscope channel 2, set Volt/div 10 mV.
  11. Tekan tombol Reset, yang berada disamping tombol Run jika setiap kali terjadi crash pada aplikasi.

Catatan:
Jumlah Lilitan Kumparan Besar = 2x60 = 120 lilitan
Jumlah Lilitan Kumparan Kecil = 60 lilitan
Diameter kumparan besar = 12 cm
Diameter kumparan kecil = 6 cm

Video Tutorial:

untuk melihat video tutorial penggunaan aplikasi ini, dapat dilihat di sini.

Pengambilan Data :

Dalam praktikum ini, selain untuk mengetahui seberapa besar perbandingan antara arus penginduksi dengan arus hasil induksi (Uind) sebagaimana diberikan oleh persamaan 3, juga untuk mengetahui fenomena induksi akibat adanya arus bolak-balik dengan bentuk gelombang input yang berbeda (sinus, kotak dan segitiga). Oleh karena itu dalam pelaksanaanya, praktikum ini tidak mengambil data tegangan input dan output saja, namun perlu juga mengambil cuplikan gambar masing-masing tampilan gelombang output dari bentuk gelombang input yang berbeda.

Contoh tabel data percobaan dengan range base frekuensi sama dengan 5 dapat di download di sini.

Analisa Data :

Hal-hal yang perlu dibahas dari praktikum ini antara lain:

  1. Hubungan frekuensi penginduksi dengan tegangan induksi untuk masing-masing bentuk gelombang input?
  2. Hubungan frekuensi penginduksi dengan frekuensi induksi untuk masing-masing bentuk gelombang input?
  3. Hubungan frekuensi penginduksi dengan bentuk gelombang induksi untuk masing-masing bentuk gelombang input?
  4. Pembuktian bahwa arus DC tidak dapat membangkitkan arus induksi?

Referensi :

Anonymous. 2010. Petunjuk Praktikum Fisika Eksperimen II. Laboratorium Fisika Lanjutan Jurusan Fisika FMIPA Universitas Brawijaya. Malang

Serway, and Jewett. 2002. Principles of Physics. Edisi ketiga. Thomson Learning. Singapore

Authorisasi :

Simulator Praktikum Fisika Eksperimen: Induksi Magnet ini ditujukan untuk membantu pelaksanaan pratikum Fisika Eksperimen yang diadakan di Laboratorium Fisika Lanjutan Jurusan Fisika FMIPA Universitas Brawijaya Malang. Aplikasi ini dapat digunakan untuk kepentingan pribadi, namun tidak diperkenankan untuk meng-copy, merubah, memodifikasi, atau menggandakannya untuk kepentingan komersil dalam bentuk apapun, baik sebagian atau keseluruhan konten, tanpa izin tertulis dari Creator.

Kritik, saran atau pertanyaan dapat dilayangkan melalui email di : uboiz@yahoo.com.

Tim Penyusun (Creator)
Penanggung Jawab :
Drs. Unggul Punjung Juswono, M.Sc.

Programmer :
Drs. Sugeng Rianto, M.Sc.
Dr. Eng Agus Naba, S. Si., M. T, Ph. D.
Ubaidillah, S. Si.


Dibuat dengan Greenfoot - www.greenfoot.org