Praktikum ini bertujuan untuk mengukur gaya yang diberikan medan magnet pada kawat berarus dan intensitas medan listrik dalam koil. Peralatan yang digunakan antara lain solenoid tanpa inti, sumber tegangan DC, plat pengimbang, dan amperemeter. Langkahnya adalah mengatur plat pengimbang di dalam solenoid, mengukur gaya dengan menambahkan benang, dan menghitung gaya teori dan praktek dengan variasi arus listrik.

1. PRAKTIKUM ELEKTROMAGNETIK
PERCOBAAN KE V
PENGUKURAN GAYA DALAM MEDAN MAGNET
PEPE
Dosen : Mochammad Machmud Rifadil,ST.MT.
Asisten Dosen : Hariyono Amd
Nama : Mohammad Agung Dirmawan
Kelas : 1 D4 Elektro Industri A
NRP : 1310161024
Departemen Teknik Elektro
Program Studi Teknik Elektro Industri
2016

2. PERCOBAAN KE V
PENGUKURAN GAYA DALAM MEDAN MAGNET
I. TUJUAN
Untuk mengukur gaya yang diberikan oleh medan magnet pada kawat berarus serta
mengukur intensitas medan listrik dalam koil.
II. TEORI
Suatu arus listrik konstan yang mempunyai rangkaian dalam bentuk loop tertutup
disisipkan kedalam koil/selenoid tanpa inti. Bila arus listrik mengalir pada masing-masing
sisi loop tersebut, maka pelat pengimbang akan menerima gaya dari medan magnet koil.
Gaya kecil ini diimbangi dan diukur dengan bobot penyangga (berupa benang), serta
intensitas medan magnet koil dan hubungannya dengan arus listrik akan dihitung.
Sebagaimana dalam gambar 7, pelat pengimbang / kawat berarus mempunyai rangkaian
dalam bentuk-U yang disisipkan ke dalam koil. Bila arus listrik mengalir pada tiap rangkaian,
arus yang mengalir dalam kawat AB dari pelat pengimbang diber gaya yang disebabkan
medan magnet koil, dan akan berubah keseimbangannya. Besarnya gaya yang diberikan oleh
medan magnet dapat dicapai dengan mengembalikan keseimbangan dengan cara menyangga
benang pada CD, pada sisi yang berlawanan.
Arus yang mengalir dalam plat pengimbang AB dinyatakan dalam i(A) dengan panjang
l(m) dan gaya yang diberikan medan magnet F(N), medan magnet pada koil selenoid
B(N/A*M) dapat dicari sebagai berikut :
F = B . i . l (5.1)
B = kerapatan fluks magnet (Wb/m atay N/A)
F = gaya medan magnet (N)
i = arus listrik pada plat (A)

3. l = panjang kawat atau panjang plat (m)
suatu selenoid dengan jari-jari R dan panjang l, bila koil pada selenoid berjumlah N
lilitan dan diberi arus i, makan didalam rongga selenoid terdapat medan magnet sebesar :
B =
𝒖 𝒊 𝑵
√ 𝟒𝑹 𝟐+ 𝑳 𝟐
(5.2)
B = kerapatan fluks magnet (Wb/m atay N/A)
u = permeabilitas bahan dalam selenoida (H/m)
i = arus listrik pada plat (A)
N = jumlah lilitan selenoida
L = panjang kawat atau panjang plat (m)
R = jari-jari selenoida (m)
Bila dalam selenoid berupa udata, maka permeabilitas bahannya adalah permeabilitas
udara yaitu u0 = 4π x 10-7 H/m.
Gaya F yang diberikan medan magnet pada arus listrik pengimbang (kawat berarus)
adalah sama dengan gaya beray W (newton) pada keadaan seimbang dengan mengabaikan
perbedaan lengan momen gaya, yaitu sebagai berikut :
F = W = m.g (N) (5.3)
W = gaya berat (N)
m = massa benang (kg)
g = percepatan grafitasi = 9.8 m/s2
Walaupun definisi ini belum lengkap, karena besarnya gaya bergantung pada arah arus
listrik relative terhadap medan magnet. Arah medan magnet ditentukan sedemikian rupa
sehingga tidak ada gaya medan magnet ketika arah arus sejajar atau berlawanan terhadap
medan magnet. Dan gaya magnet menjadi maksimum ketika arah arus listrik tegak lurus
terhadap medan magnet. Persamaan yang diberikan diatas diasumsikan gayanya maksimum
artinya medan magnet tegak lurus terhadap arah arus listrik, dan gaya magnet tegak lurus
pada keduanya, baik arah arus maupun medan.

4. III. PERALATAN YANG DIPAKAI
1. Selenoida tanpa inti 1
- Kawat tembaga = diameter 1,2 mm (500 lilitan)
- Diameter koil rata-rata : 50 mm
- Panjang : 150 mm
2. Regulated DC Power Supply
3. Plat
4. Benang pemberat
5. DC ammeter
6. Neraca ohaust
7. Penggaris
8. Gunting
9. Kabel penghubung
IV. GAMBAR RANGKAIAN PERCOBAAN
V. LANGKAH-LANGKAH PERCOBAAN
1. Rangkailah seperti pada gambar diatas. Selenoida (koil) iikatkan klip untuk
meletakka titik tumpu plat kesetimbangan. Kemudian setengah dari plat
setimbang (yang mempunyai strip tumpuan) disisipkan ke dalam koil sebagai
penempatan sumbu dari pengimbang pada klip bentuk L.
2. Atur plat setimbang yang dimasukkan ke dalam selenoida pada posisi setimbang
(horizontal), kemudian ukur tinggi plat setimbang dari alas percobaan (tinggi ini
sebagai acuan plat pada posisi setimbang).

5. 3. Kemudian nyalakan sumber tegangan DC dan atur arus yang lewat pada koil
selenoida pada skala 2,5 A maka plat setimbang akan tidak etimbang lagi (ada
gaya kebawah dalam selenoida dan juga pada plat setimbang yang tidak masuk
selenoida akan tertarik gaya ke atas).
4. Atur arus pada plat sebesar 1 A
5. Lalu beri beban berupa benang (1 -2 cm) pada ujung plat setimbang yang ada di
luar selenoida hingga pada posisi semula (posisi dimana dalam keadaan
setimbang atau posisi pada ketinggian yang sama sebelum diberi sumber arus), tai
harus diperhatikan bahwa posisi arus pada kedua amperemeter harus tetap sama
selama mengambil data. Dan catat besarnya arus pada koil (I koil), arus pada plat
setimbang (I plat) dan panajang benang yang nanti diubah menjadi berat L.
6. Ulangi langkah 4 – 5 dengan mengubah arus pada koil yang besarnya 1,3 A dan
1,75 A.
VI. DATA HASIL PERCOBAAN
Massa 10 cm benang = 0,035 gram
Massa 1 cm benang = 0,0035 gram
I koil I plat
I benang F (gaya) N
Panjang
(cm)
Massa (kg) Teori (N)
Praktek
(N)
2,5 A
1 A 7 0,0245×10-3
4,8416
× 10−3
2,401
× 10−4
1,3 A 7,5 0,02625×10-3
2,51811688
× 10−3
2,5725
× 10−4
1,75 A 10 0,035×10-3
3,389772
× 10−3
3,43
× 10−4
2 A
1 A 6,5 0,02275×10-3
1,54961039
× 10−3
2,2295
× 10−4
1,3 A 6,5 0,02275×10-3
2,01449346
× 10−3
2,2295
× 10−4
1,75 A 7,5 0,02625×10-3
2,711818
× 10−3
2,5725
× 10−4

6. 1,8 A
1 A 6 0,021×10-3
1,39464935
× 10−3
2,058
× 10−4
1,3 A 6,5 0,02275×10-3
1,813043
× 10−3
2,2295
× 10−4
1,75 A 8 0,02275×10-3
2,440636
× 10−3
2,744
× 10−4
PERHITUNGAN MENCARI F (GAYA)
A. FTEORI
𝐵 =
𝜇 × 𝐼 × 𝑁
√4𝑅2 + 𝐿2
B= Kecepatan fluks magnet dalam selenoid (N/Am)
μ= permeabilitas bahan dalam selenoid (H/m)
i= arus listrik pada selenoid (A)
N=jumlah lilitan
L=panjang selenoid (m)
R=jari-jari selenoid (m)
Diketahui : μ= 4π.10-7 H/m
N=500
R=0,0175 m
L=0,15 m
Jadi 𝐹 = 𝐵 × 𝑖 × 𝐿
F= Gaya magnet (N)
i= Arus listrik pada plat (A)
L=panjang kawat atau panjang plat (m) = 0,19 m
I. IKOIL= 2,5 A
𝐵 =
4𝜋. 10−7
× 2,5 × 500
√4((0,0175)2 + (0,15)2)
= 0,0101948051 𝑊𝑏
𝑚⁄
 Ip= 1 A𝐹 = 𝐵 × 𝑖 × 𝐿 = 0,0101948051 × 1 × 0,19 = 4,8416 × 10−3
𝑁
 Ip= 1,3 A𝐹 = 𝐵 × 𝑖 × 𝐿 = 0,0101948051 × 1,3 × 0,19 = 2,51811688 × 10−3
𝑁

7.  Ip= 1,75 A𝐹 = 𝐵 × 𝑖 × 𝐿 = 0,0101948051 × 1,75 × 0,19 = 3,389772 × 10−3
𝑁
II. IKOIL= 2 A
𝐵 =
4𝜋. 10−7
× 2 × 500
√4((0,0175)2 + (0,5)2)
= 0,008155844 𝑊𝑏
𝑚⁄
 Ip= 1 A𝐹 = 𝐵 × 𝑖 × 𝐿 = 0,008155844× 1 × 0,085 = 1,54961039× 10−3
𝑁
 Ip= 1,3 A𝐹 = 𝐵 × 𝑖 × 𝐿 = 0,008155844× 1,3 × 0,085 = 2,01449346 × 10−3
𝑁
 Ip= 1,75 A𝐹 = 𝐵 × 𝑖 × 𝐿 = 0,008155844× 1,75 × 0,085 = 2,711818 × 10−3
𝑁
III. IKOIL= 1,8 A
𝐵 =
4𝜋. 10−7
× 1,8 × 500
√4((0,0175)2 + (0,5)2)
= 0,0073402597 𝑊𝑏
𝑚⁄
 Ip= 1 A𝐹 = 𝐵 × 𝑖 × 𝐿 = 0,0073402597 × 1 × 0,085 = 1,39464935× 10−3
𝑁
 Ip= 1,3 A𝐹 = 𝐵 × 𝑖 × 𝐿 = 0,0073402597 × 1,3 × 0,085 = 1,813043 × 10−3
𝑁
 Ip= 1,75 A𝐹 = 𝐵 × 𝑖 × 𝐿 = 0,0073402597 × 1,75 × 0,085 = 2,440636 ×
10−3
𝑁
B. FPRAKTEK
𝐹 = 𝑚 × 𝑔
Dengan : F = Gaya Magnet (N)
m = massa benang (kg)
g = percepatan gravitasi (10 m/s2)
I. IKOIL= 2,5 A
 Ip= 1 A𝐹 = 𝑚 × 𝑔 = 0,0245.10−3
× 9,8 = 2,401 × 10−4
𝑁
 Ip= 1,3 A 𝐹 = 𝑚 × 𝑔 = 0,02625.10−3
× 9,8 = 2,5725 × 10−4
𝑁
 Ip= 1,75 A 𝐹 = 𝑚 × 𝑔 = 0,035. 10−3
× 9,8 = 0,343 × 10−3
𝑁
II. IKOIL= 2 A
 Ip= 1 A𝐹 = 𝑚 × 𝑔 = 0,02275.10−3
× 9,8 = 0,22295× 10−3
𝑁
 Ip= 1,3 A 𝐹 = 𝑚 × 𝑔 = 0,02275.10−3
× 9,8 = 0,22295 × 10−3
𝑁
 Ip= 1,75 A 𝐹 = 𝑚 × 𝑔 = 0,02625.10−3
× 9,8 = 0,25725 × 10−3
𝑁
III. IKOIL= 1,8 A
 Ip= 1 A𝐹 = 𝑚 × 𝑔 = 0,021.10−3
× 9,8 = 0,2058 × 10−3
𝑁
 Ip= 1,3 A 𝐹 = 𝑚 × 𝑔 = 0,02275.10−3
× 9,8 = 0,22295 × 10−3
𝑁

8.  Ip= 1,75 A 𝐹 = 𝑚 × 𝑔 = 0,028. 10−3
× 9,8 = 0,2744 × 10−3
𝑁
VII. ANALISIS DATA
Pada percobaan ini, kelompok kami akan melakukan percobaan tentang pengukuran
gaya dalam medan magnet. Peralatan yang digunakan dalam percobaan antara lain solenoid
tanpa inti, regulated DC power supply, plat, benang pemberat, DC ammeter, neraca ohaust,
penggaris, gunting, dan kabel penghubung. Rangkailah rangkaian seperti pada gambar
rangkaian percobaan.
Setelah itu, rangkailah peralatan seperti gambar percobaan. Dan masukkan
plat ke dalam koil untuk setengah bagian, kaitkan kawat penyeimbang, cari posisi
plat yang seimbang. Jika sudah seimbang, ukur tinggi plat seimbang dengan
penggaris. Lalu atur arus yang melewati koil sebesar 2,5; 2; 1,8 A. Plat akan
mendapat gaya ke bawah di dalam koil.
Setelah itu, beri beban berupa benang diujung plat yang terletak diluar koil
hingga plat kembali seimbang. Dari hasil percobaan, diperoleh data berat benang
sebagai berikut :
1. Untuk I koil 2,5 A
a. I plat = 1 A, massa benang 0,0245 x 10-3 kg
b. I plat = 1,3 A, massa benang 0,02625 x 10-3 kg
c. I plat = 1,75 A, massa benang 0,035 x 10-3 kg
2. Untuk I Koil 2 A
a. I plat = 1 A, massa benang 0,02275 x 10-3 kg
b. I plat = 1,3 A, massa benang 0,02275 x 10-3 kg
c. I plat = 1,75 A, massa benang 0,2625 x 10-3 kg
3. Untuk I koil 1,8 A
a. I plat = 1 A, massa benang 0,021 x 10-3 kg
b. I plat = 1,3 A, massa benang 0,0227 x 10-3 kg
c. I plat = 1,75 A, massa benang 0,028 x 10-3 kg
Setelah mendapat data massa benang, maka dapat dihitung gaya yang
diperoleh secara praktek dengan persamaan :
F = m x g
Dimana : m = massa benang (kg)
g = gravitasi bumi (9,8 m/s2)
setelah itu, dihitung juga gaya secara teori dengan menggunakan persamaan :

9. B =
𝜇 𝑖 𝑁
√(4𝑅2
+𝐿2
)
F = B.i.L
Setelah diperoleh besar gaya secara teori dan praktek, dihitung %Error dari
pengukuran, dengan persamaan :
%Error =
𝐹 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖−𝐹 𝑝𝑟𝑎𝑘𝑡𝑒𝑘
𝐹 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖
x 100 %
VIII. KESIMPULAN
Dalam percobaan ini, dapat disimpulkan bahwa :
1. Semakin besar arus yang mengalir pada plat, maka semakin besar gaya yang
dihasilkan.
2. Semakin besar arus yang mengalir pada koil, maka semakin besar pula gaya yang
dihasilkan.
3. Besarnya gaya magnet pada koil dipengaruhi oleh kerapatan fluks magnet, arus listrik
pada kawat/ plat, dan panjang kawat/plat.
4. Error yang dihasilkan dalam percobaan ini, disebabkan oleh beberapa faktor
diantaranya :
- Kondisi rangkaian
- Gangguan dari luar berupa guncangan, tiupan angin, dll.