🧲 Praktikum Medan Magnet

1. Area Simulasi Interaktif

Atur arus listrik melalui knob Power Supply, pilih konfigurasi komponen (1 koil, 2 koil, atau solenoid), lalu geser probe Gaussmeter sepanjang sumbu dengan klik-seret untuk mengukur kuat medan magnet B.

2. Petunjuk Penggunaan

1. Nyalakan Power Supply — putar knob VOLTAGE dan CURRENT LIMIT secara perlahan. Batas maksimum arus adalah 1,5 A.
2. Pilih konfigurasi komponen — 1 koil tunggal, 2 koil (Helmholtz atau anti-Helmholtz), atau solenoid.
3. Geser probe Gaussmeter — klik dan seret probe di sepanjang sumbu komponen untuk memindai distribusi medan magnet.
4. Amati nilai B — nilai kuat medan magnet (dalam mT) tampil real-time di display Gaussmeter.
5. Catat data — klik tombol 📥 AMBIL DATA untuk merekam posisi S, arus I, dan medan B ke tabel.
6. Ulangi pengukuran — minimal 10 titik sepanjang sumbu untuk mendapatkan profil distribusi medan magnet yang representatif.
7. Export CSV — unduh data untuk dianalisis lebih lanjut (misalnya membuat grafik B vs S di spreadsheet).

Rumus Utama (Hukum Biot-Savart untuk Koil Tunggal):
B = (μ₀ · I · R²) / (2 · (R² + x²)^3/2)
dengan μ₀ = 4π × 10⁻⁷ T·m/A, R = jari-jari koil, x = jarak dari pusat koil.

3. Teori / Dasar Hukum

Pengenalan: Hukum Biot-Savart

Hukum Biot-Savart dirumuskan oleh Jean-Baptiste Biot dan Félix Savart pada tahun 1820. Hukum ini menjelaskan bagaimana arus listrik yang mengalir melalui suatu konduktor menghasilkan medan magnet di sekitarnya. Secara matematis, kontribusi elemen arus I·dℓ terhadap medan magnet dB di suatu titik berjarak r adalah:

dB = (μ₀ / 4π) · (I · dℓ × r̂) / r²
dengan μ₀ = 4π × 10⁻⁷ T·m/A (permeabilitas vakum).

Medan Magnet di Sekitar Koil Melingkar

Untuk sebuah koil melingkar berjari-jari R dengan N lilitan yang dialiri arus I, kuat medan magnet di sepanjang sumbunya pada jarak x dari pusat koil dinyatakan dengan:

B = (μ₀ · N · I · R²) / (2 · (R² + x²)^3/2)

Di pusat koil (x = 0), rumus ini menyederhanakan menjadi B = μ₀·N·I / (2R). Medan magnet maksimum tercapai di pusat dan meluruh secara asimtotik seiring menjauhnya titik pengamatan.

Solenoid dan Koil Helmholtz

Solenoid adalah kumparan panjang dengan banyak lilitan. Di bagian tengah solenoid ideal (panjang ≫ diameter), medan magnet bersifat homogen dengan besar:

B = μ₀ · n · I   (dengan n = N/L = jumlah lilitan per satuan panjang)

Di ujung-ujung solenoid, medan magnet berkurang menjadi sekitar setengah nilai tengahnya. Koil Helmholtz terdiri dari dua koil identik berjari-jari R yang dipisahkan sejauh R dan dialiri arus searah. Konfigurasi ini menghasilkan medan magnet yang sangat homogen di wilayah tengah — ideal untuk kalibrasi dan eksperimen presisi. Jika arah arus salah satu koil dibalik, terbentuk konfigurasi anti-Helmholtz yang menghasilkan gradien medan magnet linier di pusat (berguna untuk perangkap magnetik atom).

Tujuan Praktikum

1. Menerapkan Hukum Biot-Savart untuk menghitung medan magnet di sekitar kawat berarus (koil dan solenoid).
2. Mengukur distribusi medan magnet sepanjang sumbu solenoid dan membandingkannya dengan teori.
3. Menganalisis pengaruh konfigurasi koil (tunggal, Helmholtz, anti-Helmholtz) terhadap profil medan magnet.

4. Sesi Kuis Interaktif (20 Soal)

🔑 Daftar Praktikum: