1 KETENTUAN MENGIKUTI PELAJARAN FISIKA : ^_^ 1. ADA BUKU CATATAN & BUKU LATIHAN/PR 2. BUKU DISAMPUL DENGAN KERTAS EMAS / ASTURO / KARTON WARNA UNGU 3. PENAMPILAN COVER DEPAN BUKU SEPERTI GAMBAR BERIKUT : YULIA SARI FAUZIAH X TKJ BUKU LATIHAN 4. KERAPIHAN AKAN DINILAI 5. TUGAS AKHIR SEMESTER, MEMBUAT POWER POINT (PPT) DARI SEMUA CATATAN YANG PERNAH DIBERIKAN, SECARA BERKELOMPOK.
2 PEMBAGIAN KELOMPOK KELAS XII KELOMPOK 1. KELOMPOK 2 1. TATSA KOMALA S 1. NOVITA 2. FAUZAN ADHIMA 2. THORIQ HUDA 3. M. TAUFIK NUR 3. HARI PRIBADI 4. RIFQI MUHARROM 4. SYAEFUDIN AKBAR KELOMPOK 3 KELOMPOK 4 1. SUGENG LAKSONO 1. ANNISA TIARA 2. DICKY ANDRIAN 2. AKBAR HUSEIN 3. INDRI 3. MAR I RAMADHAN 4. FIRMAN 4. RAMADHAN DAWUD
3 MATERI YANG AKAN DIPELAJARI PADA SEMESTER 5 : 1. MAGNET DAN ELEKTRO MAGNET 2. LISTRIK ARUS BOLAK BALIK 3. OPTIK DAN ALAT OPTIK MAGNET DAN ELEKTROMAGNET Kompetisi Dasar : 1. Gejala Kemagnetan 2. Hukum Kemagnetan dan perhitungan sederhana 3. Penggunaan magnet dan elektromagnet PEMBAHASAN MATERI : A. GEJALA KEMAGNETAN 2 Jenis magnet yang ada di alam : 1) Magnet Alam 2) Magnet Buatan (Sementara) 3 Jenis magnet alam dilihat dari bentuk dan kegunaan yaitu : 1) Magnet Batang U Digunakan pada speaker S 2) Magnet Jarum Digunakan untuk jarum kompas U S 3) Magnet Ladam Digunakan pada magnet sepeda (Sumber Listrik) Kutub magnet adalah ujung-ujung magnet yang memiliki kekuatan terbesar. Kutub- kutub sejenis (U-U atau S-S) akan tolak menolak Kutub kutub berbeda (U-S atau S-U) akan tarik menarik
Medan magnet adalah daerah disekitar magnet yang dipengaruhi oleh gaya magnet. Arah medan magnet adalah dari kutub utara menuju kutub selatan. Garis gaya magnet adalah garis-garis yang menggambarkan pola medan magnet. 4 Arah medan magnet : U = KELUAR S = MASUK Ada 3 cara membuat medan magnet yaitu : 1) Mengalirkan arus listrik searah (elektromagnet) 2) Menggosok 3) Menginduksi Hanschristian Oersted Ilmuwan pertama yang menemukan adanya medan magnet disekitar kawat berarus listrik Andre Marie Ampere Yang menemukan bahwa kumparan bersifat sebagai magnet batang. Hal ini terjadi karena besi lunak dalam kumparan yang dialiri arus listrik berubah menjadi magnet.
5 B. HUKUM KEMAGNETAN DAN MELAKUKAN PERHITUNGAN SEDERHANA 1. Hukum Biot-Savart 2. Kaidah Tangan Kanan 3. Medan Magnetik di sekitar kawat lurus sangat panjang 4. Medan magnetik di sekitar kawat melingkar berarus 5. Medan magnetik di sekitar Solenoida 6. Medan magnetik di sekitar Toroida PEMBAHASAN MATERI 1. Hukum Biot Savart Adalah hukum yang menerangkan terbentuknya medan magnet disekitar kawat konduktor berarus listrik. Gambar : arus dalam elemen kawat db menghasilkan medan magnet pada jarak r dari suatu titik RUMUS : db = I : Kuat arus. Ampere (A) di : elemen arus : sudut antara elemen arus I di dengan garis hubung titik ke elemen arus I di 0 : Permeabilitas ruang hampa (4.10-7 Wb/A. m) db : Medan magnetik di suatu titik yang disebabkan oleh elemen arus I di Tesla (T) atau Wb/m 2
6 2. Kaidah tangan kanan Untuk memudahkan dalam menentukan arah medan magnet magnetik di sekitar penghantar lurus yang dialiri arus listrik. Caranya : Jika tangan kanan menggenggam kawat berarus listrik, arah ibu jari sama dengan arah arus, arah lipatan keempat jari lainnya menyatakan arah putaran garis-garis medan magnetik 3. Medan Magnetik / Induksi magnetik di sekitar kawat lurus a) Kawat lurus sangat panjang Gambar Besarnya induksi magnetik (B) di suatu titik (P) sejauh a dari kawat penghantar yang dialiri arus listrik, dan kawat itu sangat panjang (l = ~) Rumus : B = B : Medan Magnetik/Induksi Magnetik.. (Tesla) / (Wb/m 2 ) : Permeabilitas magnet dalam ruang hampa / udara 4 x 10-7 Wb/A. m i : kuat arus.. Ampere a : Jarak titik P terhadap kawat meter
7 b) Kawat Lurus Pendek ( Gambar bisa dilihat pada LKS Halaman 6) Rumus : B = (Cos - Cos ) Contoh Soal : (1) Sebuah saluran listrik bertegangan tinggi berarus listrik 50 MA (Mega Ampere). Jika tinggi kawat saluran dari tanah 30 m, maka berapakah besar kuat medan magnet tepat dibawah kawat saluran tersebut? (3,3 x 10-1 Wb/m 2 ) Diketahui : Ditanya : Jawab : (2) Sebuah kawat yang sangat panjang dialiri arus listrik sebesar 30 A. Hitunglah medan magnetik di titik P yang jaraknya 2 cm dari kawat itu! (3 x 10-4 Wb/m 2 ) Diketahui : Ditanya : Jawab : Latihan soal / PR : Lks hal. 12 No. 5 Lks hal. 13 No. 12 dan 13
8 4. Medan Magnetik di sekitar kawat melingkar berarus (Gambar bisa dilihat pada LKS Halaman 6) a) Medan magnetik di sepanjang sumbu lingkaran Rumus : BP = r = Sin = Bp : Induksi magnet di titik P. (Tesla) / (Wb/m 2 ) : (Diisi sendiri, WAJIB).. i : (Diisi sendiri, WAJIB).. a : jari-jari penghantar melingkar. Meter x : jarak titik ke pusat lingkaran.. meter r : jarak titik ke garis singgung lingkaran. Meter b) Medan magnetik di pusat lingkaran arus (Titik O) Rumus : BO = Bo : Induksi magnet di titik O.. (Tesla) / (Wb/m 2 ) : (Diisi sendiri, WAJIB).. i : (Diisi sendiri, WAJIB).. a : (Diisi sendiri, WAJIB)..
c) Medan magnetik di pusat lingkaran jika kawat berarus tipis serta dibuat lilitan. 9 Rumus : B = B : Induksi magnet.. (Tesla) / (Wb/m 2 ) : (Diisi sendiri, WAJIB).. i : (Diisi sendiri, WAJIB).. a : (Diisi sendiri, WAJIB).. N : Jumlah lilitan Contoh Soal : (1) Arus listrik sebesar 2,5 A mengalir pada kawat yang berupa lingkaran dengan jari-jari 3 cm. Berapakah besar induksi magnet yang terjadi di titik P jika : a. Titik P berada di sumbu lingkaran yang berjarak 4 cm dari pusat lingkaran (3,6 x 10-6 Wb/m 2 ) b. Titik P berada di pusat lingkaran (1,7 x 10-5 Wb/m 2 ) (2) (Soal di LKS Halaman 12 No. 6) Latihan soal/pr Lks halaman 13 No. 14, 15, 2 (essay)
10 5. Medan Magnetik di sekitar Solenoida Solenoida adalah sebuah kawat panjang yang digulung rapat menjadi sebuah helix yang lilitannya sangat rapat (seperti halnya per/besi) Gambar Solenoida Besarnya induksi magnetic di pusat solenoida : B = Besarnya Induksi Magnetik di ujung solenoid : B = B : Induksi Magnetik (Wb/m 2 ) : (Diisi sendiri, WAJIB).. i : (Diisi sendiri, WAJIB).. N : Jumlah Lilitan ` : panjang solenoid (m)
11 Contoh soal : 1. Sebuah Solenoida terdiri 300 lilitan dan dialiri arus 2A, panjang solenoid 30 cm. Hitunglah a. Induksi Magnet di tengah-tengah solenoida (8 x 10-4 Wb/m 2 ) b. Induksi Magnet pada ujung solenoid (4 x 10-4 Tesla) 2. Sebuah Solenoida panjang 2 m memiliki 800 lilitan. Bila Solenoida dialiri arus sebesar 0,5 A, tentukan induksi magnet pada : a. Pusat solenoid b. Ujung solenoid Latihan soal : LKS FISIKA Hal. 12 No. 7 6. Medan Magnetik di sekitar Toroida Toroida adalah suatu solenoid yang dilengkungkan seperti kue donat. Gambar toroida : RUMUS : B = B : Induksi Magnetik pada sumbu toroida (Wb/m 2 ) : (Diisi sendiri, WAJIB).. i : (Diisi sendiri, WAJIB).. N : Jumlah Lilitan a : jari-jari toroida (m)
12 Contoh soal: 1. Sebuah toroida yang berjari-jari 2 cm dengan jumlah lilitan 120 lilitan dihubungkan dengan sumber arus 4A. Berapakah besar induksi magnetic pada titik pusat toroida? (4,8 x 10-3 Tesla) Latihan soal : LKS FISIKA Hal. 14 No. 3 C) GAYA LORENTZ 1. Arah gaya lorentz 2. Gaya lorentz pada kawat berarus listrik 3. Gaya lorentz antara 2 kawat sejajar berarus 4. Gaya lorentz pada muatan yang bergerak dalam medan magnet PEMBAHASAN MATERI : Saat kawat belum dialiri listrik, kawat tetap lurus. Namun saat arus listrik mengalir, kawat akan melengkung. Bila arah arus dibalik, kawat akan melengkung ke arah yang berlawanan. Gaya lorentz inilah yang menyebabkan kawat tersebut melengkung. Gaya lorentz adalah gaya yang timbul pada kawat konduktor berarus listrik atau pada muatan bebas yang bergerak karena adanya medan magnet di dalam ruangan dimana kawat atau muatan bebas tadi berada. 1) Arah gaya lorentz Gambar di LKS fisika halaman 7 Caranya : Rentangkan ketiga jari sebelah kanan yaitu ibu jari, jari telunjuk, dan jari tengah. Ibu jari menunjukkan arah arus listrik (i) Jari telunjuk menunjukkan arah medan magnet (b) Jari tengah menunjukkan arah gaya lorentz (F) Alat yang menerapkan gaya lorentz adalah 1. Motor listrik - Tape recorder - Pompa air listrik - Komputer 2. Alat-alat ukur listrik - Amperemeter - Voltmeter - Ohmmeter
13 2) Gaya lorentz pada kawat berarus listrik Rumus : F L = l i B Sin θ FL : Gaya Lorentz (N) l : panjang penghantar (m) B : Medan magnetik (Wb/m 2 ) i : Arus listrik (A) θ : Sudut antara arah i dengan arah B Gambar Arah gaya magnetik dalam kawat berarus listrik i B θ F 3) Gaya lorentz antara 2 kawat sejajar berarus Gambar di LKS Hal 8 l1 l2 i1 i2 A FL FL FL FL a 2 Kawat arus searah a 2 Kawat arus berlawanan arah
2 buah kawat lurus berarus listrik yang diletakkan sejajar dan berdekatan akan mengalami gaya lorentz berupa : a. Gaya tarik menarik, terjadi bila arus pada kedua kawat searah b. Gaya tolak menolak, terjadi jika arus pada kedua kawat berlawanan arah. 14 Rumus : Gaya tarik/tolak antara dua kawat sejajar berarus Gaya tarik/tolak tiap satuan panjang F : Gaya Lorentz (N) F/l : Gaya Lorentz per satuan panjang (N/m) i1 : Arus pada kawat pertama (A) i2 : Arus pada kawat kedua (A) a : Jarak antara dua kawat (m) l : panjang kawat (m) Contoh soal : 1. Dua kawat lurus A dan B pada gambar dialiri arus masing-masing 2 A dan 4 A dengan jarak 8 cm. Tentukan gaya lorentz yang dialami kedua kawat per satuan panjang. 2. LKS FISIKA Hal. 14 no. 5 (PR)
15 4) Gaya lorentz pada muatan yang bergerak dalam medan magnet v - q Gaya Lorentz pada muatan bergerak Jika muatan listrik sebesar q bergerak dengan kecepatan v dalam sebuah medan magnetik yang homogen, B dimana arah v dan arah B membentuk sudut θ, maka gaya lorentz dirumuskan : FL = q v B sin θ (i) FL : Gaya Lorentz (N) B : kuat medan magnet (T) q : Muatan Listrik (C) Coulomb θ : Sudut antara arah v dan B v : kecepatan gerak muatan (m/s) Gaya yang bekerja pada elemen kawat sepanjang l dan dilewati arus listrik i diperhitungkan sebesar : F = B i l sin θ. (ii) F : Gaya Lorentz (N) B : kuat medan magnet (T) i : Besar arus pada kawat (A) l : panjang kawat (m) θ : Sudut antara arah v dan B
Contoh soal : 1. Sebuah kawat dialiri arus listrik sebesar 5A mengarah ke pengamat, memotong tegak lurus garis gaya magnet dengan besar induksi magnet B = 2 x 10-4 Wb/m 2. Jika panjang kawat yang terpengaruh adalah 4 cm, berapakah besar gaya magnetik yang timbul pada kawat? pakai rumus (ii) Diket 16 Dit Jawab : Sifat bahan Berdasarkan sifat kemagnetannya : a. Bahan feromagnetik adalah bahan yang sifat kemagnetannya sangat besar. Contoh : baja, ferit, besi, nikel, kobalt b. Bahan paramagnetik adalah bahan yang sifat kemagnetannya lemah. Contoh : Aluminium, tembaga, platina, dan oksigen padat. c. Bahan diagmagnetik adalah bahan yang tidak bersifat magnet. Contoh : seng, bismuth, emas dan sodium klorida.