praktikum 1_lfme12_mirna novianti

49
MIRNA NOVIANTI 03041381320036 LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016 PRAKTIKUM I MEDAN MAGNETIK PADA SOLENOIDA 1.TUJUAN Untuk mengamati efek dari medan magnet pada sebuah solenoid 2. JENIS PERCOBAAN 1.1 Medan magnetik dari sebuah solenoid 1.2 Gaya tarik magnetik pada sebuah solenoid 1.3 Efek arus solenoid terhadap gaya tarik 3. ALAT DAN BAHAN Modul 61-400 Induction test rig Kumparan Kompas Solenoid test rig Mistar 4. DASAR TEORI Medan magnet dalam solenoid jauh lebih kuat bila dibandingkan dengan medan magnet pada kawat lurus. Jika arah arus sesuai dengan arah putaran jarum jam, berarti ujung solenoid yang dituju menjadi kutub utara. Jika arah arus berlawanan arah dengan putaran jarum jam berarti ujung solenoida yang dituju menjadi kutub selatan. MARLENI 03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

Upload: unsri

Post on 17-May-2023

0 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

PRAKTIKUM I

MEDAN MAGNETIK PADA SOLENOIDA

1.TUJUAN

Untuk mengamati efek dari medan magnet pada sebuah solenoid

2. JENIS PERCOBAAN

1.1 Medan magnetik dari sebuah solenoid

1.2 Gaya tarik magnetik pada sebuah solenoid

1.3 Efek arus solenoid terhadap gaya tarik

3. ALAT DAN BAHAN

Modul 61-400

Induction test rig

Kumparan

Kompas

Solenoid test rig

Mistar

4. DASAR TEORI

Medan magnet dalam solenoid jauh lebih kuat bila dibandingkan dengan

medan magnet pada kawat lurus. Jika arah arus sesuai dengan arah putaran jarum

jam, berarti ujung solenoid yang dituju menjadi kutub utara. Jika arah arus

berlawanan arah dengan putaran jarum jam berarti ujung solenoida yang dituju

menjadi kutub selatan.

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

Cara menimbulkan medan magnet dengan mengaliri arus listrik disebut

elektromagnetik. Cara memperkuat electromagnet yaitu sebagai berikut :

1. Memperbanyak jumlah lilitan pada kumparan.

2. Memperbesar kuat arus yang mengalir pada kumparan.

Alat – alat yang bekerja berdasrkan prinsip kerja electromagnet :

- Katrol magnet

-Bel listrik

-Pesawat telepon

-Relai magnetic

-Loudspeaker

Menurut Lorentz, penghantar berarus listrik dalam medan magnet akan mendapat

gaya yang besarnya :

1. Sebanding dengan kuat medan magnet

2. Sebanding dengan kuat arus

3. Sebanding dengan panjang kawat penghantar

Kelistrikan dan kemagnetan telah lama dikenal.Namun para ilmuwan belum

mengetahui bahwa ada hubungan antara keduanya. Hubungan keduamya baru

diketahui ketika Hans Christian Oersted menunjukkan bahwa kompas yang berada di

bawa kawat konduktor berarus akan menyimpang. Besarnya induksi magnet pada

kawat konduktor lurus berarus yang panjang tak berhingga dituliskan secara

matematis B = µi/ 2πa. Dimana B adalah induksi magnet (T), i adalah arus (A) dan a

adalah jarak dari kawat konduktor (m).

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

Gambar 1.1. Garis gaya magnet mengelilingi sebuah konduktor

Apabila kawat konduktor dibentuk menjadi banyak lilitan akan terbentuklah

sebuah solenoida. Solenoida yang dialiri arus listrik akan memiliki garis-garis gaya

magnet yang serupa dengan sebuah magnet batang.

Gambar 1.2. Garis gaya magnet di sekitar solenoida

Sebuah kumparan solenoida dapat disisipi dengan sebuah inti. Inti dengan

permeabilitas yang tinggi dapat meningkatkan induksi magnet, misalnya sebuah inti

dengan perneabilitas relatif μ = 1000, dapat meningkatkan induksi magnet pada

solenoida hingga 1000 kali besar.

Solenoida yang dialiri arus listrik akan menyerupai sebuah magnet batang.

Prinsip inilah yang digunakan pada sebuah relay dan konstaktor magnetis dimana

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

sebuah logam akan ditarik ketika arus mengalir pada sebuah solenoida. Aksi ini

dimanfaatkan untuk menyambung dan memutuskan sebuah saklar.

Solenoid adalah salah satu jenis kumparan terbuat dari kabel panjang yang

dililitkan secara rapat dan dapat diasumsikan bahwa panjangnya jauh lebih besar

daripada diameternya. Dalam kasus solenoid ideal, panjang kumparan adalah tak

hingga dan dibangun dengan kabel yang saling berhimpit dalam lilitannya, dan

medan magnet di dalamnya adalah seragam dan paralel terhadap sumbu solenoid.

Kuat medan magnet untuk solenoid ideal adalah:

di mana:

adalah kuat medan magnet,

adalah permeabilitas ruang kosong,

adalah kuat arus yang mengalir,

dan adalah jumlah lilitan.

Jika terdapat batang besi dan ditempatkan sebagian panjangnya di dalam

solenoid, batang tersebut akan bergerak masuk ke dalam solenoid saat arus dialirkan.

Hal ini dapat dimanfaatkan untuk menggerakkan tuas, membuka pintu, atau

mengoperasikan relai.

Medan Magnet Pada Solenoida

Pada kehidupan sehari – hari kita selalu berdekatan dengan magnet. Bumi

tempat kita tinggal merupakan magnet raksasa, tubuh kita dan benda – benda

sekeliling kita banyak yang mepunyai sifat magnet. Kekuatan magnet sangat

tergantung pada sumbernya, dan daerah disekitar sumber magnet dinamakan medan

magnet.

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

Medan magnet mempunyai kekuatan untuk menarik atau menolak

bahan/benda yang mempunya sifat kemagnetan. Sifat kemagnetan bahan sering

diukur oleh mudah tidaknya suatu bahan dipengaruhi oleh medan magnet. Medan

magnet ini muncul pada suatu konduktor yang dialiri arus. Arus yang berubah

terhadap waktu akan menimbulkan medan magnet yang berubah terhadap waktu dan

menimbulkan medan listrik induksi. Jadi sifat kemagnetan dan kelistrikan dan terjadi

bolak – balik sebagai penyebab dan akibat, dan sering dinamakan sebagai medan

electromagnet. Penerapa medan magnet dan medan electromagnet suda sangat

banyak dalam berbagai bidang, misalnya bidang kedokteran, permesinan, alat

transportasi, komunikasi dan hardware komputer.

Medan Magnet oleh Arus Listrik

Percobaan Oerstedt :

I

timur

Utara selatan

barat

Jika di atas kompas diletakkan kawat berarus listrik yang arahnya dari selatan ke

utara ternyata : kutub U kompas menyimpang ke barat sedangkan kutub S kompas

menyimpang ke timur. Percobaan ini membuktikan bahwa arus listrik (muatan listrik

yang bergerak) dapat menimbulkan medan magnet disekitarnya.

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

Pertanyaan :

a. Jika kawat ada di atas kompas, dan arusnya dari utara ke selatan

kemanakah kutub U dan kutub S menyimpang ?

Jawab :

b. Jika kawat ada di bawah kompas, dan arusnya dari selatan ke utara,

kemanakah kutub U dan kutub S menyimpang?

Jawab :

c. Jika kawat ada di bawah kompas, dan arusnya dari utara ke selatan,

kemanakah kutub U dan kutub S menyimpang ?

Jawab :

Arah garis medan magnet yang dihasilkan dapat ditentukan dengan aturan

genggaman tangan kanan Ampere, yakni :

arah ibu jari = arah arus listrik I

arah lipatan 4 jari lainnya = arah medan magnet B

I

Lingkaran garis medan

BP

P

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

Medan magnet disekitar kawat lurus panjang berarus :

Dengan menggunakan hukum Biot-Savart dapat diturunkan medan magnet di sekitar

kawat lurus panjang berarus adalah ....

B=μo I2πa

Dimana,

μo = 4π x10-1 Wb.A-1m-1 ( permeabilitas magnetik untuk ruang vakum )

I : kuat arus listrik (A)

a : jarak titik ke kawat berarus (m)

B : induksi magnetik (tesla) atau (Wb m-2)

= 3,14

Menurut gambar di atas, arah induksi magnet di titik P menuju ke pemabaca atau :

Sedangkan arah induksi magnet di titik Q menjauhi pembaca atau :

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

Solenoida didefinisikan sebagai sebuah kumparan dari kawat yang diameternya

sangat kecil dibanding panjangnya. Apabila dialiri arus listrik, kumparan ini akan

menjadi magnet listrik. Medan solenoida tersebut merupakan jumlah vektor dari

medan-medan yang ditimbulkan oleh semua lilitan yang membentuk solenoida

tersebut. 

Gambar 5. Medan magnet pada solenoida.

Pada Gambar 5. memperlihatkan medan magnetik yang terbentuk pada

solenoida. Kedua ujung pada solenoida dapat dianggap sebagai kutub utara dan kutub

selatan magnet, tergantung arah arusnya. Kita dapat menentukan kutub utara pada

gambar tersebut adalah di ujung kanan, karena garis-garis medan magnet

meninggalkan kutub utara magnet.

Jika arus I mengalir pada kawat solenoida, maka induksi magnetik dalam

solenoida (kumparan panjang) berlaku:

B =   µ0.I.n ............................................................ (18)

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

Persamaan (5.18) digunakan untuk menentukan induksi magnet di tengah

solenoida. Sementara itu, untuk mengetahui induksi magnetik di ujung solenoida

dengan persamaan:

B = (µ0 .I.n) / 2............................................................ (19)

Induksi magnetik (B) hanya bergantung pada jumlah lilitan per satuan panjang

(n), dan arus (I ). Medan tidak tergantung pada posisi di dalam solenoida, sehingga B

seragam. Hal ini hanya berlaku untuk solenoida tak hingga, tetapi merupakan

pendekatan yang baik untuk titik-titik yang sebenarnya tidak dekat ke ujung.

"Kumparan adalah sejumlah gulungan kawat berarus yang dibuat dengan melilitkan

kawat tersebut pada sepotong bahan yang terbentuk (former), contohnya adalah

kumparan datar dan solenoid”.

Dikutip dari : ____. 2013. Medan Magnet Induksi,

(http://perpustakaancyber.blogspot .com/2013/04/medan-magnet-di-sekitar-arus-

listrik-induksi-penghantar-lurus-dan-me lingkar-sumbu-solenoida-toroida-contoh-

soal-jawaban-fisika.html#ixzz2iSoSePIS , Diakses pada tanggal 22 September 2015 di

Palembang).

Kelistrikan dan kemagnetan telah lama dikenal. Namun para ilmuwan belum

mengetahui bahwa ada hubungan antara keduanya. Hubungan keduamya baru

diketahui ketika Hans Christian Oersted menunjukkan bahwa kompas yang berada di

bawa kawat konduktor berarus akan menyimpang. Besarnya induksi magnet pada

kawat konduktor lurus berarus yang panjang tak berhingga dituliskan secara

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

matematis B = µi/ 2πa. Dimana B adalah induksi magnet (T), i adalah arus (A) dan a

adalah jarak dari kawat konduktor (m). Apabila kawat konduktor dibentuk menjadi

banyak lilitan akan terbentuklah sebuah solenoida. Solenoida yang dialiri arus listrik

akan memiliki garis-garis gaya magnet yang serupa dengan sebuah magnet batang.

Sebuah kumparan solenoida dapat disisipi dengan sebuah inti. Inti dengan

permeabilitas yang tinggi dapat meningkatkan induksi magnet, misalnya sebuah inti

dengan perneabilitas relatif μ = 1000, dapat meningkatkan induksi magnet pada

solenoida hingga 1000 kali besar.

Solenoida yang dialiri arus listrik akan menyerupai sebuah magnet batang.

Prinsip inilah yang digunakan pada sebuah relay dan konstaktor magnetis dimana

sebuah logam akan ditarik ketika arus mengalir pada sebuah solenoida. Aksi ini

dimanfaatkan untuk menyambung dan memutuskan sebuah saklar.

Magnet atau magnit adalah suatu obyek yang mempunyai suatu medan

magnet. Kata magnet (magnit) berasal dari bahasa Yunani magnítis líthos yang

berarti batu Magnesian. Magnesia adalah nama sebuah wilayah di Yunani pada masa

lalu yang kini bernama Manisa (sekarang berada di wilayah Turki) di mana

terkandung batu magnet yang ditemukan sejak zaman dulu di wilayah tersebut. Pada

saat ini, suatu magnet adalah suatu materi yang mempunyai suatu medan magnet.

Materi tersebut bisa dalam berwujud magnet tetap atau magnet tidak tetap. Magnet

yang sekarang ini ada hampir semuanya adalah magnet buatan. (“James S.Parker“)

Magnet selalu memiliki dua kutub yaitu: kutub utara (north/ N) dan kutub

selatan (south/ S). Walaupun magnet itu dipotong-potong, potongan magnet kecil

tersebut akan tetap memiliki dua kutub. Magnet dapat menarik benda lain. Beberapa

benda bahkan tertarik lebih kuat dari yang lain, yaitu bahan logam. Namun tidak

semua logam mempunyai daya tarik yang sama terhadap magnet. Besi dan baja

adalah dua contoh materi yang mempunyai daya tarik yang tinggi oleh magnet.

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

Sedangkan oksigen cair adalah contoh materi yang mempunyai daya tarik yang

rendah oleh magnet. Satuan intensitas magnet menurut sistem metrik pada

International System of Units (SI) adalah Tesla dan SI unit untuk total fluks magnetik

adalah weber. 1 weber/m2 = 1 tesla, yang mempengaruhi satu meter persegi.

Dikutip dari : Simamora, Riska. 2013. Medan Magnet pada Solenoida,(http://riskasi

mamora.blogspot.co.id/2013/11/medan-magnetik-pada-solenoida.html, Diakses pada

tanggal 22 September 2015 di Palembang).

Suatu solenoida dibayangkan sebagai suatu silinder

yang dililiti kawat arus berbentuk lingkaran, masing-

masing lingkaran tegak lurus sumbu silinder, arah

arus pada solenoida seperti pada Gambar 11.9.

Solenoida dengan jumlah N, panjangnya l, jumlah

lilitan pesatuan panjang n= N/ l. Untuk solenoid

yang panjang tak berhingga, maka induksi manet

ditengah-tengah solenoid sepanjang solenoid adalah

B = μo∋¿L

¿ atau B = μoni

Dikutip dari : Cakdilah. 2009. Sumber Medan Magnet, (https://cakdilah.files.word

press.com/2009/03/bab-11-medan-magnet.pdf, Diakses pada tanggal 25 September

2015 di Palembang).

Sebuah kawat dibentuk seperti spiral yang selanjutnya disebut kumparan ,

apabila dialiri arus listrik maka akan berfungsi seperti magnet batang.

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

Kumparan ini disebut dengan Solenida. Besarnya medan magnet disumbu pusat (titik

O) Solenoida dapat dihitung : B = μo∋¿L

¿

Bo = medan magnet pada pusat solenoida dalam tesla ( T )

μ0 = permeabilitas ruang hampa = 4п . 10 -7 Wb/amp. M

I = kuat arus listrik dalam ampere ( A )

N = jumlah lilitan dalam solenoida

L = panjang solenoida dalam meter ( m )

Dengan arah medan magnet ditentukan dengan kaidah tangan kanan. Arah arus

menentukan arah medan magnet pada Solenoida.Besarnya medan magnet di ujung

Solenida (titik P) dapat dihitung: B = μo∋¿L

¿

B = Medan magnet diujung Solenoida dalam tesla ( T )

N = jumlah lilitan pada Solenoida dalam lilitan

I = kuat arus listrik dalam ampere ( A )

L = Panjang Solenoida dalam meter ( m )

Dikutip dari : ____. 2010. Medan Magnet,(http://fisika12.blogspot.co.id/2010/08/

medan-magnet.html, Diakses pada tanggal 22 September 2015 di Palembang).

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

Medan Magnet di dalam Solenoid

Ilustrasi di bawah ini memperlihatkan distribusi medan di dalam sebuah solenoid

yang dibentuk oleh beberapa lilitan kawat.

Medan magnet dari setiap lilitan saling memperkuat dan membentuk medan

magnet menyeluruh solenoid. Di sebelah dalam solenoid, garis-garis fluks magnetik

diberkas berdekatan dan lurus. Jarak antara semua garis itu sebenarnya sama. Di luar

solenoid, garis-garis fluks magnetik membuka ke luar dan menutup kembali

membentuk lingkaran tertutup yang memanjang. Kerapatan fluks magnetik di sebelah

dalam solenoid dengan demikian jauh lebih besar dari pada di sebelah luarnya. Selain

itu medan magnet di sebelah dalam terbagi merata; medan magnet tersebut homogen.

Ilustrasi di bawah ini merupakan gambar dari medan magnet solenoid yang

lazim digunakan dan disederhanakan. Jumlah garis fluks magnetik yang diperlihatkan

di sini ditentukan secara acak dan hanya untuk contoh atau ilustrasi saja.

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

Bentuk magnet yang memiliki distribusi medan magnet seperti solenoid adalah Magnet Batang.

Menentukan Kutub-kutub Solenoid

Medan magnet yang dibangkitkan oleh solenoid dengan demikian serupa

dengan magnet batang. Ujung solenoid di mana garis-garis fluks magnetik keluar

dinamakan kutub utara (demikian pula halnya dengan magnet batang); ujung di mana

garis-garis itu masuk kembali ialah kutub selatan. Ujung-ujung solenoid di mana

garis-garis fluks magnetik keluar dan masuk kembali, yaitu kutub utara dan kutub

selatan dapat ditentukan dengan kaidah jam.

Jika arus mengalir melalui solenoid searah jarum jam, kita melihat kutub

selatannya. Jika arus mengalir dalam arah yang berlawanan dengan arah jarum jam,

kita melihat kutub utaranya.

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

Kutub Selatan dan Kutub Utara selenoid yang diperlihatkan dalam penampang

pada gambar di bawah ini, perhatikan arah aliran arus.

Solenoid dengan Inti Ferromagnetik

Fluks magnetik pada selonoid dapat diperbesar dengan memakai inti

ferromagnetik, tanpa perlu menambah lilitan ataupun arus.

Meningkatnya fluks magnetik tersebut disebabkan oleh tertatanya magnet

molekul bahan inti ke satu arah, yang disebabkan oleh medan magnet solenoid. 

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

Magnet molekul memperkuat medan magnet solenoid dan dengan memilih bahan inti

yang cocok, terdapat kemungkinan untuk meningkatkan fluks magnetik berlipat

ganda.

Faktor yang meningkat fluks magnetik itu dinamakan permeabilitas relatif,

simbol yang digunakan untuk faktor itu adalah μr. μr merupakan ukuran besarnya

peningkatan fluks magnetik solenoid berinti udara, bila dipakai bahan inti itu.

Nilai μr tergantung dari bahan initi dan dari cara pembuatannya. 

Untuk udara atau bahan non-magnetik yang lain μr = 1. 

Akan tetapi untuk bahan magnetik μr  dapat mencapai nilai yang sangat tinggi. 

Nilai yang tercantum dalam tabel di bawah ini merupakan nilai maksimum, karena

μr untuk bahan ferromagnetik juga tergantung pada arus solenoid.

Bahan μr

Baja lembaran dinamo 5.000 – 8.000

Logam Mu (paduan Ni,Fe,Cu,Cr) 45.000

Paduan 1040 (alloy 1040) (dar Ni,Fe,Cu,Mo) 100.000

Sifat magnetik bahan ferromagnetik dipergunakan secara luas dalam

perangkat teknik listrik. Bahan ferromagnetik dipergunakan untuk membuat bagian-

bagian yang mengarahkan fluks magnetik di mesin listrik. Bagian-bagian itu dapat

dibuat pejal atau dibangun dari beberapa lapis lembaran tipis. Inti transformator dan

transduktor dibangun dari bahan lembaran; untuk penggunaan frekuensi tinggi, inti

dibuat dari bubuk besi yang ditekan atau dari ferit.

Sumber : http://sistimlistrikaliranatas.blogspot.com/2013/01/medan-magnet-tamat.html

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

MAGNET DAN ELEKTROMAGNET

Percobaan Oersted

Pada percobaannya Oersted menemukan hubungan antara sifat kemagnetan dan

kelistrikan dengan menggunakan rangkaian sederhana yang dilengkapi magnet jarum.

Dapat disimpulkan bahwa di sekitar kawat berarus listrik akan timbul medan

magnetik yang besar dan arahnya bergantung pada besar dan arah arus yang mengalir.

Untuk menentukan arah medan magnetik dari sebuah kawat berarus listrik dapat

digunakan kaidah tangan kanan pertama yaitu arah ibu jari menunjukkan arah arus

listrik dan arah lipatan jari-jari yang lainnya menunjukkan arah putaran garis-garis

medan magnetnya.

Gaya Lorentz dirumuskan dengan:

F = B I l sinθDimana:      F = gaya Lorentz (N)

B = medan magnet

I = kuat arus

l = panjang kawat penghantar

θ = sudut yang dibentuk kawat penghantar terhadap B

Untuk muatan yang bergerak dalam medan magnet akan mengalami gaya Lorentz sebesar:

F = q v B sin θ

Dimana:      q = besarnya muatan (C)

v = kecepatan muatan

θ = sudut antara arah gerakan muatan terhadap medan B

Arah gaya Lorentz dapat ditentukan dengan menggunakan kaidah tangan kanan kedua yaitu :

-        Telapak tangan kanan dibuka, jari-jari dirapatkan kecuali ibu jari.

-        Ibu jari sebagai arah arus, jari-jari lainnya adalah arah induksi magnet

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

-        Arah telapak tangan menunjukkan arah gaya Lorentz

-        Sudut θ adalah sudut yang dibentuk oleh ibu jari dengan jari-jari lainnya.

Sumber : http://mahartahari.wordpress.com/karyaku-2/magnet-dan-elektromagnet/

Solenoid valve adalah katup yang digerakan oleh energi listrik, mempunyai kumparan sebagai

penggeraknya yang berfungsi untuk menggerakan piston yang dapat digerakan oleh arus AC maupun

DC, solenoid valve atau katup (valve) solenoida  mempunyai lubang keluaran, lubang masukan dan

lubang exhaust, lubang masukan, berfungsi sebagai terminal / tempat cairan masuk atau supply, lalu

lubang keluaran, berfungsi sebagai terminal atau tempat cairan keluar yang dihubungkan ke beban,

sedangkan lubang exhaust, berfungsi sebagai saluran untuk mengeluarkan cairan yang terjebak saat

piston bergerak atau pindah posisi ketika  solenoid valve bekerja.

Prinsip kerja dari solenoid valve/katup (valve) solenoida yaitu katup listrik yang mempunyai

koil sebagai penggeraknya  dimana ketika koil mendapat supply tegangan maka koil tersebut akan

berubah menjadi medan magnet sehingga menggerakan piston pada bagian dalamnya ketika piston

berpindah posisi maka pada lubang keluaran dari solenoid valve akan keluar cairan yang berasal

dari supply, pada umumnya solenoid valve mempunyai tegangan kerja 100/200 VAC namun ada juga

yang mempunyai tegangan kerja DC.Sumber : http://www.meriwardanaku.com/2011/11/solenoid-valve.html

Suatu solenoida dibayangkan sebagai suatu silinder yang dililiti kawat arus berbentuk lingkaran,

masing-masing lingkaran tegak lurus sumbu silinder, arah arus pada solenoida seperti pada Gambar

11.9.

Solenoida dengan jumlah N, panjangnya l, jumlah lilitan pesatuan panjang n= N/ l.

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

Untuk solenoid yang panjang tak berhingga, maka induksi manet ditengah-tengah solenoid sepanjang

solenoid adalah

11.6 Induksi magnet oleh Toroida. Suatu toroida adalah bangun berbentuk seperti ban yang dililiti

dengan kawat sedemikian hingga tiap lilitan berbentuk lingkaran

seperti diperlihatkan dalam Gambar 11.10 

Toroida dianggap seperti solenoida sangat panjang yang dilengkungkan sehingga ujung-ujungnya

berimpit, sehingga induksi magnet oleh toroida dapat diperoleh dari rumus (11.10).

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

Medan magnet pada Toroida dapat dinyatakan sebagai

Sumber : http://www-catatankecil.blogspot.com/2012/05/medan-magnet.html

Induksi Magnetik pada Sumbu SolenoidaSolenoida didefinisikan sebagai sebuah kumparan dari kawat yang diameternya sangat

kecil dibanding panjangnya. Apabila dialiri arus listrik, kumparan ini akan menjadi

magnet listrik. Medan solenoida tersebut merupakan jumlah vektor dari medan-medan

yang ditimbulkan oleh semua lilitan yang membentuk solenoida tersebut. 

Gambar 5. Medan magnet pada solenoida.

Pada Gambar 5. memperlihatkan medan magnetik yang terbentuk pada solenoida. Kedua

ujung pada solenoida dapat dianggap sebagai kutub utara dan kutub selatan magnet,

tergantung arah arusnya. Kita dapat menentukan kutub utara pada gambar tersebut adalah

di ujung kanan, karena garis-garis medan magnet meninggalkan kutub utara magnet.

Jika arus I mengalir pada kawat solenoida, maka induksi magnetik dalam solenoida

(kumparan panjang) berlaku:

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

B =   µ0.I.n ............................................................ (18)

Persamaan (5.18) digunakan untuk menentukan induksi magnet di tengah solenoida.

Sementara itu, untuk mengetahui induksi magnetik di ujung solenoida dengan

persamaan:

B = (µ0 .I.n) / 2............................................................ (19)

Induksi magnetik (B) hanya bergantung pada jumlah lilitan per satuan panjang (n), dan

arus (I ). Medan tidak tergantung pada posisi di dalam solenoida, sehingga B seragam.

Hal ini hanya berlaku untuk solenoida tak hingga, tetapi merupakan pendekatan yang

baik untuk titik-titik yang sebenarnya tidak dekat ke ujung.

"Kumparan adalah sejumlah gulungan kawat berarus yang dibuat dengan melilitkan

kawat tersebut pada sepotong bahan yang terbentuk (former), contohnya adalah

kumparan datar dan solenoida. 

Contoh Soal 3 :

Suatu solenoida yang panjangnya 2 m memiliki 800 lilitan dan jari-jari 2 cm. Jika

solenoida dialiri arus 0,5 A, tentukan induksi magnetik:

a. di pusat solenoida,

b. di ujung solenoida!

Penyelesaian:

panjang solenoida, l = 2 m

banyak lilitan, n = 800

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

arus listrik, I = 0,5 A

Pembahasan :

Sumber : http://perpustakaancyber.blogspot.com/2013/04/medan-magnet-di-sekitar-arus-listrik-induksi-penghantar-lurus-dan-melingkar-sumbu-solenoida-toroida-contoh-soal-jawaban-fisika.html#ixzz2iSoSePIS

Pengertian Solenoida

Solenoida adalah setiap perangkat fisik yang mampu menciptakan area medan

magnet seragam. Contoh teoritis adalah dari gulungan kawat spiral yang tidak

terisolasi dan panjangnya tak terbatas. Dalam hal ini adalah medan magnet seragam

di bagian dalamnya dan, karenanya, akan menjadi nol.Dalam prakteknya, pendekatan

yang nyata untuk solenoida adalah sebuah kabel terisolasi, dengan panjang terbatas,

luka ke dalam heliks (coil) atau sejumlah gulungan dengan pitch sesuai dengan

kebutuhan, dengan mengalirkan arus listrik. Ketika ini terjadi, itu menciptakan medan

magnet di dalam kumparan lebih seragam lagi koil.Kumparan dengan inti yang tepat,

menjadi elektromagnet. Hal ini digunakan sebagian besar untuk menghasilkan medan

magnet seragam.Satu dapat menghitung besarnya medan magnet di dalam kumparan

dengan persamaan:

H = N x L / i

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

dimana: N: jumlah putaran dari solenoida.I: arus yang mengalir.L: panjang total

solenoida.

Jenis kumparan digunakan untuk menjalankan jenis katup, yang disebut

solenoid valve, yang merespon arus listrik sehubungan dengan pembukaan dan

penutupan. Penggunaan Selenoida saat ini berhubungan dengan pengontrolan sistem

hidrolik dan pneumatik. Mekanisme yang terlibat dan disengages starter dari mesin

pembakaran internal pada start up-nya adalah solenoid.

Dalam fisika, solenoida merujuk pada loop panjang, tipis kawat, sering melilit

inti logam, yang menghasilkan medan magnet ketika arus listrik dilewatkan melalui

itu. Solenoida sangat penting karena dapat membuat dan mengendalikan medan

magnet dan dapat digunakan sebagai elektromagnet. Solenoida merujuk secara

khusus untuk kumparan dirancang untuk menghasilkan medan magnet seragam dalam

volume ruang.

Dalam rekayasa, panjang solenoida juga dapat merujuk kepada berbagai

perangkat transduser yang mengubah energi menjadi gerak linier. Istilah ini juga

sering digunakan untuk merujuk kepada katup solenoid, yang merupakan perangkat

terintegrasi berisi sebuah solenoid elektromekanik yang actuates baik katup

pneumatik atau hidrolik, atau saklar solenoid, yang merupakan jenis khusus dari

internal relay yang menggunakan solenoid elektromekanik untuk mengoperasikan

saklar listrik, misalnya, starter mobil solenoida, atau solenoida linier, yang

merupakan solenoid elektromekanik.

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

Pneumatik katup solenoida

Sebuah katup solenoid pneumatik adalah switch untuk routing udara ke

perangkat pneumatik, aktuator biasanya, yang memungkinkan sinyal yang relatif

kecil untuk mengontrol perangkat besar. Itu juga merupakan antarmuka antara

pengendali elektronik dan sistem pneumatik.katup solenoida hidrolik

Katup solenoida hidrolik secara umum mirip dengan katup solenoid

pneumatik kecuali bahwa mereka mengontrol aliran cairan hidrolik (minyak), sering

pada sekitar 3000 psi (210 bar, 21 MPa, 21 MN / m²). Mesin hidrolik menggunakan

solenoida untuk mengontrol aliran minyak untuk domba jantan atau aktuator untuk

(misalnya) lembar tikungan dari titanium di bidang manufaktur pesawat terbang.

Solenoid yang dikendalikan katup yang sering digunakan dalam sistem irigasi, di

mana solenoida relatif lemah membuka dan menutup katup pilot kecil, yang pada

gilirannya mengaktifkan katup utama dengan menerapkan tekanan fluida ke piston

atau diafragma yang mekanis digabungkan ke katup utama. Solenoida juga dalam

setiap perangkat rumah tangga seperti mesin cuci untuk mengontrol aliran dan jumlah

air ke dalam drum.

Solenoida Transmisi mengontrol aliran fluida melalui transmisi otomatis dan

biasanya dipasang dalam tubuh katup transmisi.

Sumber : http://tekno-bio.blogspot.com/2012/12/fisika-pengertian-solenoida.html

Hukum Biot-Savart

Hukum medan magnet atau induksi magnet di sekitar arus listrik secara

teoritis telah dikemukakan oleh Laplace.

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

Menurut teori ini, besar induksi magnet yang disebabkan oleh elemen arus

adalah:

a. Berbanding lurus dengan arus listrik.

b. Berbanding lurus dengan panjang kawat.

c. Berbanding terbalik dengan kuadrat jarak titik yang diamati ke kawat.

d. Arah induksi magnetnya tegak lurus terhadap bidang yang melalui elemen

arus.

Kemudian, pada tahun 1820 Biot mengemukakan perhitungan lebih lanjut

tentang induksi magnet oleh elemen arus. Elemen arus di sini dapat berupa

penghantar lurus, penghantar melingkar,solenoida dan toroida.

Sumber : Jendela IPTEK Elektronika, 2000

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

5. PROSEDUR PERCOBAAN

Percobaan 1.1 Medan Magnetik Pada Solenoid

1. Pasang induksi test rig pada 61-400 dengan sebuah kumparan

2. Buat rangkaian seperti yang ditunjukkan pada gambar 1-1-3 (rangkaian

pengetesan) dan gambar 1-1-4(diagram pemasangan).

Gambar 1-1-4: Praktikum 1.1 Diagram Pemasangan

3. Pastikan bahwa resistor 100 ohm pada 61-400 di set ke posisi tengah.

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

4. Set CB ke posisi 1

5. Tekan dan lepas tombol power pada panel depan. Indikator hijau pada lampu

bercahaya.

6. Set switch spdt ke posisi bawah (on). Panel sekarang telah siap untuk memulai

praktikum 1.1 seperti gambar 1-1-5.

Gambar 1.5. Percobaan 1.1

Medan lilitan tanpa inti

7. Gunakan kompas dan amati medan di sekitar lilitan

8. Pada gamabr 1-1-10 (a) di skesi table hasil, sket/gambar arah jarum kompa ketika

kompas digerakkan mengelilingi lilitan.

9. Pada gambar 1-1-10 (b) di seksi table hasil, sket/gambar arah medan. Tipe/tipekal

hasil diberikan pada gambar 1-1-13. Medan lilitan diberikan inti

10. Masukkan inti besi ke tengah lilitan mendukung pada induksi test rig

11. Amati medan sekeliling lilitan menggunkan kompas catat bahwa kutub

elektromagnetik berada pada ujung batang besi

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

Aksi Solenoid

12. Set switch spdt ke posisi atas (mati)

13. Posisiakn inti besi sehingga menempati semua bagian dari coil pendukung tapi

tidak menonjol ke bagian tangan kanan. Gerakkan inti besi ke bagian kanan dari

koil pendukung seperti yang ditunjukkan pada gambar 1-1-6.

14. Set variable resistor ke “max” dan pegang koil pada posisi atas, set switch spdt

ke posisi bawah(on), amati bahwa inti besi bergerak ke kanan

15. Set switch spdt ke posisi atas (off) dan tekan dan lepas tombol power. Indikator

hijau dipadamkan.

Percobaan 1.2 Gaya Tarik Magnet Pada Sebuah Solenoid

1. Lepaskan rakitan lilitan induksi dan pasang solenoid test rig pada 61-400

2. Buat rangkaian seperti pada gambar 3-4-7 (rangkaian pengetesan) dan gambar 3-4-

8 (diagram pemasangan).

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

Gambar 1-1-8: Praktikum 1.2 Diagram Pemasangan

3. Pastikan bahwa resistor 100 ohm pada 61-400 diset ke posisi minimum.

4. Set switch spdt ke posisi off (a1)

Menunjuk ke gambar 1-1-9 untuk penempatan setelan alat dan titik pengukur arus

pada solenoid test rig.

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

Kalkulasi Gaya

5. Untuk memperoleh sebuah nilai untuk gaya bahwa solenoid beropersi

lagi/melawan, ini perlu untuk mengukur luas/jarak per dari panjang

ketegangan/kerenggangan nya, Gunakan satuan nilai per (grams/mm), gaya

terjadi ketika per diperpanjangkan/dimelarkan dapat dihitung. Harga untuk nilai

per adalah 4,38 g/mm.

6. Sesuaikan “load thumkbscrew” jadi beban per tidak dimelarkan dan begitu tidak

ada beban pada poros lengan.

7. Ukuran jarak tegangan/regangan per dalam mm dengan aturan yang tersedia. Itu

seharusnya 20 mm. Catat nilai ini.

Perhitungan Panjang Stroke

8. Untuk menentukan keseluruhan panjang stroke solenoid, tekan inti solenoid ke

bawah strokenya dan ukur sisa panjang yang keluar jauh dari titik. Batas data ini

seharusnya 8 mm untuk jarak terdekat. Dari data yang dihasilkan, ukuran stroke

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

dirinci sepanjang 4 mm. Oleh karena itu, jika kita mengukur titik data/dantum

8+14 mm, itu adalah 22 mm untuk (x), inti yang diperpanjang akan berada pada

panjang maksimum strokenya.

9. Setel ukuran stroke dengan mengatur sekrup ke posisi paling kencang.

10. Untuk menghitung ukuran stroke, ukur panjang inti yang tampak dan kurangi

panjang/jarak terdekat untuk 8 mm.

Panjang/Ukuran stroke (SL) = X – CL

11. Setel circuit breaker ke posisi nyala (1)

Tata Cara Pemasangan

12. Tekan dan lepas tombol power pada panel depan. Lampu indikator hijau pada

tombol harus menyala.

13. Tekan kebawah tiang beban (load beam) untuk memperluas/memperpanjang inti.

Set stroke length thumbscrew pada alat percobaan solenoid untuk mendapatkan

panjang inti yang Nampak “x” pada 22 mm.

14. Set tombol spdt ke posisi on”a2”, solenoid mungkin atau tidak mungkin di

energize berhak mendapat toleransi.

15. Ser tombol spdt hidup dan mati beberapa waktu ketika menyetel stroke length

thumbscrew, sampai inti benar-benar tertarik ke dalam.

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

6. DATA HASIL PERCOBAAN

a. Percobaan 1.1 ( Medan Magnetik Pada Solenoida )

b. Percobaan 1.2 Gaya Tarik Magnet Pada Sebuah Solenoid

NOSOLENOID CURRENT (SC) (mA)

(X-CL) = SL (mm) SPRING LENGTH

WHEN EXTEND (b) (mm)

FORCE(b-20) x

4,38 (mN)

X (mm) CL (mm) SL (mm)

1. 150 21 8 13 28 35,042. 90 19 8 11 29 39,423. 100 18 8 10 30 43,804. 80 17 8 9 31 48,185. 70 16 8 8 32 52,56

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

7. PENGOLAHAN DATA

a. [(X-CL) = SL (mm)]

1). Pada saat X = 21 mm dan CL = 8 mm

SL (mm) = X (mm) – CL (mm)

SL (mm) = 21 mm – 8 mm

SL (mm) = 13 mm

2). Pada saat X = 19 mm dan CL = 8 mm

SL (mm) = X (mm) – CL (mm)

SL (mm) = 19 mm – 8 mm

SL (mm) = 11 mm

3). Pada saat X = 18 mm dan CL = 8 mm

SL (mm) = X (mm) – CL (mm)

SL (mm) = 18 mm – 8 mm

SL (mm) = 10 mm

4). Pada saat X = 17 mm dan CL = 8 mm

SL (mm) = X (mm) – CL (mm)

SL (mm) = 17 mm – 8 mm

SL (mm) = 9 mm

5). Pada saat X = 16 mm dan CL = 8 mm

SL (mm) = X (mm) – CL (mm)

SL (mm) = 16 mm – 8 mm

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

SL (mm) = 8 mm

b. FORCE = (b-20) x 4,38

1). Spring Length when Extend (b) = 28 mm

F = (b-20) x 4,38

F = (28-20) x 4,38

F = 8 x 4,38

F = 35,04 mN

2). Spring Length when Extend (b) = 29 mm

F = (b-20) x 4,38

F = (29-20) x 4,38

F = 9 x 4,38

F = 39,42 mN

3). Spring Length when Extend (b) = 30 mm

F = (b-20) x 4,38

F = (30-20) x 4,38

F = 10 x 4,38

F = 43,80 mN

4). Spring Length when Extend (b) = 31 mm

F = (b-20) x 4,38

F = (31-20) x 4,38

F = 11 x 4,38

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

F = 48,18 mN

5). Spring Length when Extend (b) = 32 mm

F = (b-20) x 4,38

F = (32-20) x 4,38

F = 12 x 4,38

F = 52,56 mN

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

8. ANALISA HASIL PERCOBAAN

Pada praktikum medan magnetik pada soleinoida ini kami melakukan dua

percobaan yaitu tentang gaya tarik magnetik pada sebuah solenoid dan garis gaya

magnetik dari medan magnet. Pertama kami melakukan percobaan 1 yaitu medan

magnetik pada solenoid. Pada praktikum ini, kami melihat arah medan magnet

untuk menentukan arah solenoida. Kami menggunakan sebuah kompas yang dapat

membuktikan aliran garis gaya magnetik. Dari hasil percobaan yang kami dapat

kami melihat bahwa arah medan magnet dari utara menuju ke selatan ini berarti

arah solenoida sebaliknya yaitu dari utara ke selatan. Hal ini dikarnakan Ketika 

kutub  utara  magnet  batang  digerakkan  masuk  ke dalam kumparan,  jumlah

garis gaya-gaya magnet yang  terdapat di dalam kumparan bertambah banyak.

Bertambahnya   jumlah garis- garis   gaya   ini   menimbulkan   GGL   induksi  

pada   ujung-ujung kumparan

Kedua, kami melakukan percobaan 2 yaitu gaya tarik magnet pada sebuah

solenoid. Selanjutnya kami melakukan percobaan untuk membuktikan adanya

gaya tarik dari solenoid yang dialiri arus listik. Dari hasil percobaan yang di dapat,

didapatkan hasil bahwa semakin pendek pegas maka gaya tarik medan magnet

pada solenoida akan semakin kecil juga. Hal ini berarti panjang pegas sebanding

dengan gaya tarik medan magnet pada solenoida.Kami mengetahui bahwa data

yang kami dapatkan tidak benar. Hal ini dikarenakan pada saat menjalani

praktikum ada kesalahan – kesalahan yang terjadi seperti human error atau alat –

alat yang kurang efektif kinerja fungsinya. Dari Hasil percobaan yang diberikan

juga dapat dibuktikan bahwa semakin besar arus yang diberikan maka akan

semakin besar juga gaya tarik magnetic yang terjadi pada solenoid.

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

9. KESIMPULAN

1. Garis-garis gaya akan timbul atau muncul disekitar solenoid bila selenoida

tersebut dialiri arus listrik.

2. Aliran fluks magnetik solenoida mengalir dari kutub selatan menuju kutub

utara.

3. Garis gaya magnet akan muncul disekitar kawat penghantar jika dialiri arus

listrik

4. Kekuatan daya tarik magnet solenoida bergantung pada besarnya nilai arus

yang diberikan.

5. Semakin besar nilai arus yang mengalir maka akan semakin besar medan

magnet yang timbul.

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

10. TUGAS DAN JAWABAN

Soal :

1. Apa yang diperoleh dari Praktikum Satu ini ?

2. Apa yang menjadi perbedaan antara Solenoida dan Toroida ?

3. Jelaskan penurunan rumus persamaan besarnya medan magnet pada sumbu

pusat dan diujung Solenoida !

4. Mengapa arah medan magnet kutub bumi berlawanan dengan arah medan

magnet pada solenoid ?

Jawab :

1. Pada Praktikum Satu yang telah kita lakukan,kita dapat mempelajari

pengaruh medan magnet yang dihasilkan oleh kumparan pada solenoida jika

dialiri arus listrik. Kita juga mempelajari bagaimana pengaruh perputaran

sekrup menuju ke bawah (trip) yang dipengaruhi oleh gaya medan magnet

pada solenoid setelah diatur panjang SL, CLnya dengan menggunakan

penggaris dan dapat melihat besarnya arus saat sebelum sekrup menuju ke

bawah (trip) sehingga dapat mementukan juga besar dari gaya yang dilakukan

pegas dengan jarak yang diukur setelah diatur panjang Sl dan CL serta

menentukan arah jarum kompas saat di dekatkan pada solenoida yang dialiri

arus listrik yang membuktikan arahnya berlawanan dengan arah medan

megnet pada bumi.

2. Solenoida adalah salah satu jenis kumparan terbuat dari kabel panjang

yang dililitkan secara rapat dan dapat diasumsikan bahwapanjangnya jauh

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

lebih besar daripada diameternya. Dalam kasus solenoida ideal, panjang

kumparan adalah tak hingga dan dibangun dengan kabel yang saling

berhimpit dalam lilitannya, dan medan magnet di dalamnya adalah seragam

dan paralel terhadap sumbu solenoida.

Sumber : (https://id.wikipedia.org/wiki/Solenoid)

Toroida adalah sebuah solenoida yang dilengkungkan sehingga

berbentuk lingkaran kumparan. Sehingga medan magnetnya dipengaruhi oleh

keliling lingkaran sebagai mana bentuk dari toroida tersebut sehingga besar

medan magnet berada ditengah-tengah.

Sumber : (http://tisna-dj.blogspot.co.id/2012/05/medan-magnet-di-sekitar-

kawat-melingkar.html).

3. Besar dan arah medan magnet disumbu kawat melingkar berarus listrik dapat

ditentukan dengan rumus :

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

BP = μo . I . a. N

2r2 sinƟ

Keterangan:

BP = Induksi magnet di P pada sumbu kawat melingkar dalam tesla  ( T)

I = kuat arus pada kawat dalam ampere (A)a = jari-jari kawat

melingkar dalam meter ( m)

r = jarak P ke lingkaran kawat dalam meter ( m )

θ = sudut antara sumbu kawat dan garis hubung P ke titik pada lingkaran

kawat dalam derajat (°)

N = banyak lilitan

x = jarak titik P ke pusat lingkaran dalam mater ( m )

            dimana r2 = x2 + a2

Besarnya medan magnet di pusat kawat melingkar dapat dihitung :

B = μo . I .N

2. a

B =  Medan magnet dalam tesla ( T )

μo =  permeabilitas ruang hampa  = 4п . 10 -7 Wb/amp. M

I =  Kuat arus listrik dalam  ampere ( A )

a =  jarak titik P dari kawat dalam meterjari-jari lingkaran yang dibuat

Arah ditentukan dengan kaidah tangan kanan

Perhatikan gambar Sebuah kawat melingkar berada pada sebuah bidang

mendatar dengan dialiri arus listrik.Apabila kawat melingkar tersebut dialiri

arus listrik dengan arah tertentu maka disumbu pusat lingkaran akan muncul

medan magnet dengan arah tertentu. Arah medan magnet ini ditentukan

dengan kaidah tangan kanan. Dengan aturan sebagai berikut: Apabila tangan

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

kanan kita menggenggam maka arah ibu jari menunjukkan arah medan

magnet sedangkan keempat jari yang lain menunjukkan arah arus listrik.

Medan Magnet pada Solenoida, sebuah kawat dibentuk seperti spiral yang

selanjutnya disebut kumparan , apabila dialiri arus listrik maka akan berfungsi

seperti magnet batang. Kumparan ini disebut dengan SolenidaBesarnya medan

magnet disumbu pusat (titik O) Solenoida dapat dihitung :Bo = μo . I .N

L

Bo =  Medan magnet pada pusat Solenoida dalam tesla ( T )

μo =  permeabilitas ruang hampa  = 4п . 10 -7 Wb/amp. M

I =  Kuat arus listrik dalam  ampere ( A )

N = banyak lilitan

L = panjang solenoid (m)

Dengan arah medan magnet ditentukan dengan kaidah tangan kanan.

Arah arus menentukan arah medan magnet pada Solenoida.

Besarnya medan magnet  di ujung Solenida  (titik P)  dapat dihitung:

Bp = μo . I .N

2 . L

Bp =  Medan magnet pada ujung Solenoida dalam tesla ( T )

μo =  permeabilitas ruang hampa  = 4п . 10 -7 Wb/amp. M

I =  Kuat arus listrik dalam  ampere ( A )

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

N = banyak lilitan

L = panjang solenoid (m)

Sumber : (http://tisna-dj.blogspot.co.id/2012/05/medan-magnet-di-sekitar-kawat-melingkar.html).

4. Medan magnet di sekitar kawat berarus listrik ditemukan secara tidak

sengaja oleh Hans Christian Oersted (1770-1851), ketika akan memberikan

kuliah bagi mahasiswa. Oersted menemukan bahwa di sekitar kawat berarus

listrik magnet jarum kompas akan bergerak (menyimpang). Penyimpangan

magnet jarum kompas akan makin besar jika kuat arus listrik yang mengalir

melalui kawat diperbesar. Arah penyimpangan jarum kompas bergantung arah

arus listrik yang mengalir dalam kawat.

Gejala itu terjadi jika kawat dialiri arus listrik. Jika kawat tidak dialiri

arus listrik, medan magnet tidak terjadi sehingga magnet jarum kompas tidak

bereaksi.

Perubahan arah arus listrik ternyata juga memengaruhi perubahan arah

penyimpangan jarum kompas. Perubahan jarum kompas menunjukkan

perubahan arah medan magnet. Bagaimanakah menentukan arah medan

magnet di sekitar penghantar berarus listrik?

Jika arah arus listrik mengalir sejajar dengan jarum kompas dari kutub

selatan menuju kutub utara, kutub utara jarum kompas menyimpang

berlawanan dengan arah putaran jarum jam. Jika arah arus listrik mengalir

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

sejajar dengan jarum kompas dari kutub utara menuju kutub selatan, kutub

utara jarum kompas menyimpang searah dengan arah putaran jarum jam.

Sumber : (http://www.rumus-fisika.com/2014/09/medan-magnet-di-sekita-

arus-listrik.html).

Akibat peristiwa Inklinasi dan Deklinasi yakni, Kutub utara dan kutub

selatan magnet bumi tidak berimpit dengan kutub utara dan kutub selatan

bumi. Hal ini menyebabkan kutub utara dan kutub selatan magnet jarum

kompas tidak menunjukkan arah utara dan selatan geografis, sehingga

membentuk sebuah sudut yang disebut Deklinasi (D). Sudut deklinasi adalah

sudut yang dibentuk oleh kutub utara-selatan jatum kompas terhadap arah

utara-selatan geografis.Di daerah yang tepat diatas garis khatulistiwa, posisi

jarum kompas dalam keadaan seimbang. Namun jika kompas dibawa

mendekati kutub bumi jarum kompas akan condong keatas atau kebawah.

Ketika dibawa mendekati kutub utara bumi, kutub utara jarum kompas

condong kebawah karena tertarik oleh kutub selatan magnet bumi.

Sedangakan ketika dibawa mendekati kutub selatan bumi, kutub selatan jarum

kompas condong ke bawah karena tertarik oleh kutub utara magnet bumi.

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

Kemiringan jarum kompas tersenut membentuk sudut inklinasi. Sudut

inklinasi adalah sudut yang dibentuk oleh jarum kompas terhadap permukaan

bumi.menghasilkan garis-garis gaya

magnet bumi yang menyimpangterhadaparah utara-selatan geografis.

Akibatnya penyimpangan kutub 

utara jarum kompasakan membentuksudut terhadap arah utara-selatan bumi

(geografis). Sudut yang dibentukoleh kutub utara jarum kompasdengan arah

utara-selatan geografisdisebutSudut Deklinasi. Penyimpangan kutub utara

jarum kompas akan membentuk sudutterhadap bidang datar permukaan bumi.

Sudut yang dibentuk oleh kutubutara jarum kompas dengan bidang datar

disebutSudut Inklinasi.

Sumber : (http://annhaanissa.blogspot.co.id/2013/03/tahukah-kamu-

menagapa-jarum-kompas.html).

Intinya, karena Bumi memiliki pengaruh medan magnet yang berlawanan dari

kutubnya secara geografis, sehingga saat solenoida dialiri arus, maka terjadi

perbedaaan sudut kompas yang dihasilkan saat didekatkan ke solenoida yang

disebut peristiwa inklinasi dan deklinasi.

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

DAFTAR PUSTAKA

Korps Asisten Laboratorium Fenomena Medan Elektromagnetik. 2015. Modul

Praktikum FenomenaMedan Elektromagnetik.Inderalaya:Jurusan Teknik

Elektro Universitas Sriwijaya.

Cakdilah. 2009. Sumber Medan Magnet, (https://cakdilah.files.wordpress.com/2009/0

3/bab-11-medan-magnet.pdf, Diakses pada tanggal 25 September 2015 di

Palembang)

Simamora, Riska. 2013. Medan Magnet pada Solenoida,(http://riskasimamora.

blogspot.co.id/2013/11/medan-magnetik-pada-solenoida.html, Diakses pada

tanggal 22 September 2015 di Palembang)

____. 2010. Medan Magnet,(http://fisika12.blogspot.co.id/2010/08/ medanmagnet.ht

ml, Diakses pada tanggal 22 September 2015 di Palembang)

____. 2013. Medan Magnet Induksi,

(http://perpustakaancyber.blogspot.com/2013/04 /medan-magnet-di-sekitar-

arus-listrik-induksi-penghantar-lurus-dan melingkar -sumbu-solenoida-

toroida-contoh-soal-jawaban-fisika.html#ixzz2iSoSePIS , Diakses pada

tanggal 22 September 2015 di Palembang)

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

____. 2014. Magnet dan Elektromagnet. (http://mahartahari.wordpress.com/karyaku-

2/magnet-dan-elektromagnet/,diakses pada 8 Oktober 2014 pukul 22:12 di

Palembang)

____.2014.Medan magnet disekitar arus listrik.

http://perpustakaancyber.blogspot.com/medan-magnet-di-sekitar-arus-listrik-

induksi-penghantar-lurus-dan-melingkar-sumbu-solenoida-toroida-contoh-

soal-jawaban-fisika.html#ixzz2iSoSePIS, diakses pada 8 Oktober 2014 pukul

22:12 di Palembang)

____.2014.Pengertian Solenoida. (Sumber :http://tekno-bio.blogspot.com/fisika-

pengertian-solenoida.html, diakses pada 8 Oktober 2014 pukul 22:12 di

Palembang)

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

LAMPIRAN ALAT

Kompas

Multimeter

Induction Test Ring Jumper

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

Penggaris Modul 61-400 dan Solenoid Test Ring

.....................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida

MIRNA NOVIANTI03041381320036

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

.....................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................

.....................................................................................................................................................

..........................................................................................................................

LAMPIRAN PERBAIKAN

Keterangan: Tolong diperjelas untuk kesimpulan no 3. Usahakan kesimpulan

jangan cuman di sekitar praktikum 1.

MARLENI03121004027 Medan Magnet Pada Solenoida