View
111
Download
4
Category
Preview:
DESCRIPTION
makalah azas lenzt
Citation preview
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Arus listrik dapat dibangkitkan oleh medan magnet. Tetapi listrik hanya akan
timbul apabila medan magnetnya selalu berubah terhadap satuan waktu. Misalnya
konduktor yang dililiti kumparan dan didekatkan dengan magnet batang, arus induksi
akan timbul pada kumparan jika magnet tersebut sedang bergerak. Arus induksi yang
ditimbulkan oleh magnet batang ini dapat dibaca oleh galvanometer. Jarum
galvanometer akan menyimpang dari kedudukan setimbang ketika magnet batang
dimasukkan kumparan atau didekatkan dengan kumparan. Simpangan jarum
galvanometer ini menunjukkan adanya arus listrik yang mengalir pada kumparan.
Perpindahan muatan listrik dapat terjadi jika ada beda tegangan yang dinamakan
gaya gerak listrik induksi (ggl induksi), arus listrik yang terjadi disebut arus induksi.
Arah arus induksi ini dapat ditentukan dengan Azas Lenzt, yang menyatakan bahwa
arah arus dalam suatu penghantar itu sedemikian sehingga menghasilkan medan magnet
yang arahnya melawan perubahan garis gaya yang menimbulkannya. Untuk mengetahui
hubungan antara perubahan fluks dengan arah arus dan ggl induksi, kami melakukan
percobaan yang berjudul “Azas Lenzt” ini.
1.2. Rumusan Masalah
Bagaimana hubungan antara perubahan fluks magnet dengan arah arus dan ggl induksi?
1.3. Tujuan Percobaan
Mengetahui hubungan antara perubahan fluks magnet dengan arah arus dan ggl induksi.
BAB II
DASAR TEORI
2.1. Hukum Lenz (1878)
Jika suatu pengantar listrik digerakkan dalam suatu medan magnet, maka arus
listrik yang diinduksikan berarah sedemikian rupa, sehingga gerak pengantar listrik
yang mengakibatkan induksi tadi terhambat olehnya.
”[id.wikipedia.org./wiki/Hukum_ilmiah tanggal 27 November 2012]
2.2. Hukum Lenz
Tanda negatif pada hukum Faraday berkaitan dengan arah ggl induksi yang
ditimbulkan. “Arus induksi yang timbul arahnya sedemikian sehingga menimbulkan
medan magnet induksi yang melawan arah perubahan medan magnet.”
Karena magnet digerakkan ke kanan, maka fluks magnet yang menembus
permukaan akan bertambah (ke kanan). Medan magnet induksi yang timbul arahnya
melawan perubahan tersebut, yaitu ke kiri dan medan magnet induksi yang arahnya ke
kiri tersebut disebabkan adanya arus induksi yang searah jarum jam
Karena magnet digerakkan ke kiri, maka fluks magnet yang menembus
permukaan akan berkurang (ke kiri). Medan magnet induksi yang timbul arahnya
melawan perubahan tersebut, yaitu ke kanan dan medan magnet induksi yang arahnya
ke kanan tersebut disebabkan adanya arus induksi yang berlawanan arah arum jam.
[www.phys.itb.ac.id/~khbasar/arsip/FI1201/InduksiEM.pdf tanggal 27 November 2012]
Arah arus induksi dapat ditentukan dengan hukum Lenz, yang bunyinya : “ Arah
arus induksi dalam suatu penghantar sedemikian, sehingga menghasilkan medan
magnet yang melawan perubahan garis gaya yang menimbulkannya “.
Arus searah mempunyai nilai tetap, tidak berubah terhadap waktu. Sedangkan
arus bolak-balik adalah yang nilainya berubah terhadap waktu secara periodic. Bila
dalam arus searah lambing tegangannya ~ . Arus bolak-balik diukur dengan
galvanometer, maka alat-alat tersebut ( alat ukurnya), angka menunjukkan angka nol.
Karena kumparan koilnya terlalu lambat untuk mengikuti bentuk gelombang yang
dihasilkan oleh sumber arus bolak-balik tersebut.
Tetapi bila diukur dengan osiloskop kita dapat melihay nilai-nilai arus atau
tegangan yang dihasilkan yang selalu berubah terhadap waktu secara periodic, sehingga
memperlihatkan sebuah bentuk gelombang.
Gambar 9. Arah Gaya Magnetik dari Hukum Lenz
[http://iswanti-sihaloho.blogspot.com/2012/03/teori-praktikum-fisika-dasar-ii-
induksi.html diakses tanggal 27 November 2012]
Gambar 21-2
Tanda minus pada hokum faraday digunakan untuk mengingatkan kita pada arah
ggl induksi. Percobaan membuktikan bahwa:
“ggl induksi selalu membangkitkan arus yang medan magnetnya berlawanan
dengan asal perubahan fluks.”
Hal ini dikenal sebagai Hukum Lenz. Mari kita gunakan hokum ini pada gerakan
relative antara magnet dan kumparan, gambar 21-2. Perubahan fluks menginduksi ggl
yang menimbulkan arus di dalam kumparan. Dan arus induksi ini membangkitkan
medan magnetnya sendiri. Pada gambar 21-2a, jarak antara kumparan dengan magnet
berkurang. Sehingga medan magnet, berarti juga fluks, yang melewati kumparan akan
bertambah. Medan dari magnet mengarah keatas. Untuk melawan kenaikan medan ke
arah atas ini, dibangkitkan arus induksi yang menghasilkan medan magnet mengarah ke
bawah. Jadi Lenz mengatakan bahwa arus bergerak seperti terlihat pada gambar
(gunakan kaidah tangan kanan). Pada Gambar 21-2b, fluks berkurang (karena magnet
menjauh), sehingga arus induksi yang dihasilkan menimbulkan medan magnet ke arah
atas untuk “mencoba” mempertahankan keadaan status quo. Dengan demikian arus
mengalir seperti terlihat pada gambar.
Kita lihat apa yangakan terjadi seandainya hukum Lenz itu salah, dan berlaku hal
yang sebaliknya. Arus induksi dalam situasi khayal ini akan menghasilkan arus yang
lebih besar yang diikuti lagi dengan kenaikan perubahan fluks, dan seterusnya. Arus
akan terus menerus naik, menghasilkan daya (=I2R) meskipun pemicunya sudah tidak
ada. Hal ini melanggar hukum kekakalan energi. Tidak ada alat yang menghasilkan
“perubahan terus-menerus”. Jadi, hukum Lenz yang dinyatakan diatas (bukan
kebalikannya) konsisten dengan hukum kekekalan energi.[Giancolli, Dougles C., 2001.
FISIKA JILID 2 Edisi Kelima. Jakarta:Erlangga]
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1. Rancangan Percobaan :
Gambar 1
G SU
Gambar 2
G SU
Gambar 3
G SU
Gambar 4
G SU
Gambar 5
Gambar 6
3.2. Alat dan Bahan :
1. Magnet batang (1 buah)
2. Galvanometer (1 buah)
3. Sakelar (1 buah)
4. Kumparan searah jarum jam (2 buah)
5. Kumparan berlawanan arah jarum jam (2 buah)
6. Tahanan geser (1 buah)
7. Sumber arus searah
3.3. Variabel :
1. Variabel manipulasi : kumparan dan kutub magnet
2. Variabel respon : arah simpangan galvanometer, arah arus, muatan listrik
3. Variabel control : batang magnet, galvanometer, sumber arus searah
3.4. Langkah Kerja :
1. Dengan menggunakan rangkaian gambar 1-4
Membuat posisi magnet sejajar dengan posisi kumparan
Mendekatkan salah satu ujung magnet tersebut pada kumparan
Mengamati arah simpangan jarum galvanometer yang terjadi
Mengulangi langkah no 1 dengan membalik kutub magnet batang
Mengulangi kegiatan di atas dengan menggunakan rangkaian-rangkaian pada
gambar 3 dan 4
2. Dengan menggunakan rangkaian gambar 5-6
Membuat sumber arus searah sejajar dengan posisi kumparan
Menutu sakelar S
Mengamati arah simpangan jarum galvanometer yang terjadi
Menggambar arah arus kumparan L1 dan L2 dan arah kutub-kutub medan
magnet induksi pada kutub L2
Mengulangi langkah no 1 untuk gambar 6
BAB IV
DATA DAN ANALISA
4.1. DATA
4.2. ANALISA
Dari data yang kami dapat dari percobaan dapat diketahui bahwa aka timbul arus
listrik pada suatu penghantar jika terjadi perubahan medan magnetik jika konduktor
yang dililiti kumparan didekatkan dengan magnet, maka akan timbul arus induksi
disekeliling kumparan. Adanya arus listrik pada kumparan ditunjukkan dengan
simpangan jarum galvanometer.
Perubahan medan magnet dapat menghasilkan arus listrik. Arus listrik ini disebut
arus induksi. Pada saat medan magnet di kumparan berubah terjadi arus seolah-olah
pada rangkaian terdapat sumber GGL. Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa GGL
induksi dihasilkan oleh medan magnetyang berubah. GGL induksi selalu
membangkitkan arus yang medan magnetnyaberlawanan dengan arah perubahan fluks
(Giancoli, 2001 : 174)
Hal diatas tersebut dapat dibuktikan dengan hasil percobaan yang kami peroleh.
Dari pengamatan yang akmi lakukan menunjukkan bahwa ketika magnet batang S
didekatkan dengan kumparan yang searah jarum jam dan posisinya sejajar, arah jarum
galvanometer menunjuk kearah negatif (gambar 1). Hal tersebut menunjukkan arus
listrik pada kumparan mengalir searah jarum jam. Saat magnet bergerak menuju
kumparan, arah medan magnet adalah meninggalkan kumparan menuju kutub selatan
(S) dan semakin berkurang.arus akan diinduksi dengan searah jarum jam untuk
menghasilkan medan magnet menjauhi kutub selatan (S). Sehingga medan magnet arus
induksi berlawanan dengan arah perubahan fluks magnet.
Sedangkan ketika magnet U didekatkan dengan kumparan yang searah jarum jam
dan posisinya sejajar, arah jarum galvanometer menunjuk kearah positif (gambar 1). Hal
tersebut menunjukkan arus listrik pada kumparan mengalir searah jarum jam. Saat
magnet bergerak menuju kumparan, arah medan magnet adalah menuju kumparan
menuju kutub utara dan semakin bertambah. Arus akan diinduksi dengan searah jarum
jam untuk menghasilkan medan magnet mendekati kutub utara Sehingga medan magnet
arus induksi berlawanan dengan arah perubahan fluks magnet.
Ketika magnet S didekatkan dengan kumparan yang berlawanan arah jarum jam
dan posisinya sejajar, arah jarum jam galvanometer menunjuk ke arah positif ( gambar
3 ). Menunjukkan arus listrik pada kumparan mengalir ke arah jarum jam saat magnet
menuju kumparan, arah medan magnet adalah menuju kumparan keluar dari kutub
selatan dan semakin bertambah. Arus didinduksi dengan arah searah jarum jam untuk
menghasilkan medan magnet menuju kutub selatan magnet . sehingga medan magnet
arus induksi yang terjadi arahnya berlawanan dengan asal perubahan fluks magnet.
Ketika magnet U didekatkan dengan kumparan yang berlawanan arah jarum jam
dan posisinya sejajar, arah jarum jam galvanometer menunjuk ke arah negatif ( gambar
4 ). Menunjukkan arus listrik pada kumparan mengalir ke arah jarum jam saat magnet
menuju kumparan, arah medan magnet adalah menuju kumparan keluar dari kutub utara
dan semakin berkurang. Arus didinduksi dengan arah searah jarum jam untuk
menghasilkan medan magnet menuju kutub utara magnet . sehingga medan magnet arus
induksi yang terjadi arahnya berlawanan dengan asal perubahan fluks magnet.
Padapercobaan selanjutnya yang menggunakan kumparan yang dihubungkan
dengan sumber listrik searah (baterai), ketika saklar ditutup dan arusnya diberikan
berlawanan arah jarum jam pada baterai setelah dihubungkan dengan L2, arah jarum
galvanometer menunjuk arahnegatif (gambar 5). Menunjukkan arus listrik pada L2
mengalir dengan arah searah dengan jarum jam dan semakin berkurang. Arus akan
diinduksi dengan arus searah jarum jam untuk menghasilkan medan magnet yang
menjauhi L1 karena pada saat saklar ditutup arah medan magnet L1 adalah menjauhi L2
sehingga saling menjauhi.medan magnet yang terjadi arahnya berlawanan dengan arah
perubahan fluks magnet.
Pada percobaan 6 yang arus listrik pada L1 dialirkan searah jarum jam, ketika
saklar ditutup jarum galvanometer menunjuk arah positif (gambar 6). Menunjukkan
bahwa arus listrik pada L2 mengalir dengan arah berlawanan jarum jam. Saat saklar
ditutup, arah medan magnet adalah meninggalkan L1 menuju L2 dan bertambah besar.
Arus akan diinduksi dengan arah berlawanan jarum jam untuk menghasilkan medan
magnet yang meninggalkan L2 menuju L1. Sehingga medan magnet arus induksi yang
terjadi arahnya berlawanan dengan asal perubahan fluks.
BAB V
DISKUSI
Data yang kaminperoleh dari percobaan, menunujukkan bahwa arah arus di dalam
kumparan selalu berlawanan dengan asal perubahan fluks. Hal ini sesuai dengan Azas Lenzt
yang menyatakan bahwa arah arus dalam suatu penghantar itu sedemikian sehingga
menghasilkan medan magnet yang melawan perubahan garis gaya yang menimbulkannya,
Data hasil percobaan kami ini hanya berupa gambar yang menjelaskan arah simpangan
jarum galvanometer, arah arus induksi dalam kumparan, arah medan magnet pada kumparan
dan arah medan magnet penyebabnya. Sehingga pada percobaan kami ini tidak mebutuhkan
perhitungan, melainkan hanya menganalisa data. Mula-mula data yang kami peroleh adalah
arah simpangan jarum galvanometer, dari arah simpangan ini kami dapat mengetahi arah arus
induksi dalam kumparan dan arah medan magnet yang terjadi pada sekitar kumparan.
BAB VI
PENUTUP
6.1. Simpulan
Dari percobaan yang telah kami lakukan dapat disimpulkan bahwa gaya gerak
listrik induksi (ggl induksi) selalu membangkitkan arus yang medan magnetnya
berlawanan dengan asal perubahan fluks magnet.
6.2. Saran
Perlu diadakan percobaan lebih lanjut agar Azas Lenzt ini bisa diaplikasikan
dalam kehidupan sehari-hari.
BAB VII
DAFTAR PUSTAKA
1. ”[id.wikipedia.org./wiki/Hukum_ilmiah tanggal 27 November 2012]
2. [www.phys.itb.ac.id/~khbasar/arsip/FI1201/InduksiEM.pdf tanggal 27 November
2012]
3. [http://iswanti-sihaloho.blogspot.com/2012/03/teori-praktikum-fisika-dasar-ii-
induksi.html diakses tanggal 27 November 2012]
4. .[Giancolli, Dougles C., 2001. FISIKA JILID 2 Edisi Kelima. Jakarta:Erlangga]
Recommended