Laporan Medan Magnet di Sekitar Kawat Lurus

A.    Tujuan

1.      Untuk mengetahui hubungan antara kuat arus listrik dengan medan magnet pada kawat lurus berarus

2.      Untuk mengetahui arah penyimpangan kompas terhadap polaritas sumber tegangan

3.      Untuk mengetahui pengaruh jaraknya dari kawat terhadap sudut simpangan pada kompas

B.     Rumusan masalah

1.      Bagaimanakah hubungan antara kuat arus listrik pada kawat lurus berarus terhadap besar medan magnet disekitarnya?

2.      Bagaimanakan pengaruh polaritas tegangan sumber terhadap arah penyimpangan jarum kompas?

3.      Bagaimanakan besar sudut penyimpangan kompas jika jaraknya bertambah dekat dengan kawat lurus berarus?

C.    Dasar Teori

Medan magnet pada suatu titik bukan hanya dapat dihasilkan oleh medan magnet permanen tetapi juga dapat dihasilkan kawat berarus. Hal tersebut ditemukan pertama kali oleh H. C. Oersted, bahwa disekitar kawat berarus terdapat medan listrik dengan garis gaya magnet melingkar dan berpusat pada kawat tersebut. Medan magnet termasuk dalam besaran vektor yang memiliki besar dan arah. Arah medan magnet pada suatu titik dapat ditentukan dengan menggunakan kaidah tangan kanan. Kaidah tangan kanan dapat dilakukan sebagai berikut[1].

Genggam kawat lurus dengan tangan kanan sedemikian hingga ibu jari menunjukkan arah kuat arus, maka arah putaran keempat jari yang dirapatkan akan menyatakan arah lingkaran garis-garis medan magnet[2].

Ilmuwan pertama yang menyelidiki besar induksi magnetik yang ditimbulkan oleh kawat lurus berarus listrik, yaitu Biot dan Savart. Keduanya berhasil menemukan persamaan kuantitatif untuk menemukan besar induksi magnetik oleh kawat berarus yang disebut hukum Biot-Savart. Persamaanya:

Sumber medan magnet pada kawat lurus berarus adalah elemen arus persis dengan muatan q yang merupakan sumber medan elektrostatik. Medan magnetiknya berkurang menurut kuadrat jarak dari elemen arusnya[3].

D.    Alat dan bahan

1.      1 buah power supplay sebagai sumber tegangan DC

2.      1 buah multimeter digital sebagai alat ukur arus listrik

3.      1 bauh kompas untuk mengukur arah dan besar sudut simpangan

4.      1 bauh papan rangkaian

5.      kawat logam secukupnya

6.      kabel penghubung secukupnya

E.     Prosedur percobaan

1.      merangakai alat di atas papan rangkaian seperti pada gambar di bawah dengan meletakkan kompas pada bagian bawah kawat.

2.      menyalakan power suply dengan menggunakan tegangan sumber 3 V kemudian mengamati pembacaan arus yang masuk pada kawat serta melihat arah penyimpangan pada kompas dan besar sudut simpangannya.

3.      membalik polaritas tegangan sumber dan mengamati pembacaan arus yang masuk pada kawat serta melihat arah penyimpangan pada kompas dan besar sudut simpangannya.

4.      mencatat hasil pengamatan pada tabel hasil percobaan

5.      mengulangi langkah ke 2 sampai ke 4 dengan mendekatkan kompas pada kawat lurus berarus.

F.     Hasil Percobaan

Tabel 1. Hasil pengamatan percobaan medan magnet disekitar kawat berarus

Jarak	Tegangan (V)	Polaritas		Kuat arus (A)	Sudut (o)	Arah jarum kompas
		A	B
jauh	3	+	-	0,784	2 1	kiri
		-	+	0,800	21	kanan
	6	+	-	1,784	41	kiri
		-	+	1,800	41	kanan
	9	+	-	1,950	61	kiri
		-	+	2,043	61	kanan
dekat	3	+	-	0,873	41	kiri
		-	+	0,803	41	kanan
	6	+	-	1,791	61	kiri
		-	+	1,771	61	kanan
	9	+	-	1,941	81	kiri
		-	+	1,921	81	kanan

G.    Pembahasan

Sebuah kompas yang didekatkan pada bagian bawah kawat lurus yang dialiri arus listrik akan menyembabkan jarum kompas menyimpang ke kiri ataupun ke kanan dengan sudut simpangan tertentu. Data hasil percobaan menunjukkan bahwa untuk polaritas A yang positif dan B negatif memperlihatkan arus yang mengalir pada kawat ketika tegangan sumber diubah-ubah dengan menggunakan tegangan sumber 3 V, 6 V, dan 9 V masing-masing 0,784 V, 1,784, dan 1,950 V. Sedangkan untuk sudut simpangan pada jarum kompas masing-masing 2^o, 4^o, dan 6^o­. Hasil percobaan ini memperlihatkan bahwa semakin besar kuat arus listrik yang mengalir pada kawat, maka sudut simpangannya akan semakin membesar. Perubahan sudut simpangan kompas berkaitan erat hubungan besar medan magnet yang dikenai jarum kompas.  Sehingga dapat dituliskan:

B ~ I

Sumber tegangan yang polaritasnya dibalik akan menyebabkan arus yang mengalir juga akan berlawanan. Data hasil percobaan memperlihatkan bahwa ketika polaritas sumber tegangan di balik, maka arah menyimpangannya juga berbeda.

Arah arus listrik

 

   (a)                                                           (b)                         

Gambar 1. arah penyimpangan jarum kompas terhadap perubahan arah arus listrik pada kawat

Data hasil percobaan memperlihatkan bahwa semakin dekat dengan kawat berarus maka medan magnetnya semakin besar. Hal ini disebabkan karena pengaruh gaya litrik dengan gaya tarik pada kompas.

H.    Kesimpulan

1.      semakin besar kuat arus listrik yang mengalir pada kawat lurus maka medan magnet akan semakin besar.

2.      perbedaan arah arus listrik yang mengalir menyebabkan arah medan magnet yang berubah

3.      semakin dekat dengan kawat berarus maka besar medan magnetnya akan semakin besar

I.       Daftar Pustaka

[1]               Utari, Setiya, dkk. 2001. Penuntun Praktikum Laboratorium Fisika Dasar 2. Penerbit JICA Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Pendidikan Indonesia: Bandung.

[2]               Kanginan, Mathen. 2007. Fisika untuk SMA Kelas XII. Penerbit Erlangga: Jakarta.

[3]               Tipler. 2001. Fisika untuk Sains dan Teknik Ed. 3. Penerbit Erlangga: Jakarta.