Praktikum ini bertujuan untuk menyelidiki hubungan antara berbagai variabel dalam induksi elektromagnetik, seperti hubungan antara medan magnet dengan sudut, jumlah lilitan dengan GGL induksi, luas penampang dengan GGL induksi, dan jumlah lilitan dengan fluks magnet. Praktikum ini memanfaatkan simulasi virtual lab dan mengukur berbagai variabel dengan mengubah satu variabel sementara menahan variabel lainnya tetap.

1. LISTRIKDANMAGNET 68
ELEKROMAGNETIKFARADAY
A. Tujuan Praktikum
1. Menentukan besarnya medan magnet berdasarkan perubahan sudut
2. Menyelidiki hubungan antara jumlah lilitan dengan GGL induksi
3. Menyelidiki hubungan antara luas penampang dengan GGL induksi
4. Menyelidiki hubungan antara jumlah lilitan dengan fluks magnet
B. Alat dan Bahan
1. Virtual lab
a). Komputer/laptop
b). software elektromagnetik faraday
c). Aplikasi java
2. Nyata
Alat : bahan :
a). Multimeter a). Kawat logam
b). Galvanometer b) resistor
c). Kompas c). Kapasitor
d). kabel penghubung
C. Dasar Teori
1. Kemagnetan dan Kelistrikan
Kemagnetan dan kelistrikan merupakan dua gejala alam yang prosesnya
dapat dibolak balik. Ketika H.C Oersted membuktikan sektor kawat berarus listrik
terdapat medan magnet (artinya listrik menimbulkan magnet) para ilmuan mulai
memikirkan tentang kaitan antara kelistrikan dan kemagnetan. Tahun 1821
Michael Faraday membuktikan bahwa perubahan medan magnet dapat
menimbulkan arus listrik (artinya magnet menimbulkan listrik)melalui
eksperimen yang sangat sederhana, yaitu sebuah magnet yang digerakkan masuk
dan keluar pada kumparan kawat logam. Galvanometer merupakan alat yang
dapat digunakan untuk mengetahui ada tidaknya arus yang mengalir. Ketika
8

2. LISTRIKDANMAGNET 69
sebuah magnet digerakkan masuk dan keluar pada kumpara kawat logam maka
jarum galvanometer menyimpang kekanan dan kekiri. Bergeraknya jarum
galvanometer maenunjukkan bahwa magnet yang digerakkan keluar dan masuk
pada kumparan menimbulkan arus listrik. Arus listrik bisa terjadi jika pada ujung-
ujung kumparan terdapat GGL. GGL yang terjadi diujung-ujung kumparan
dinamakan GGL induksi.
Medan magnet pada suatu titik bukan hanya dapat dihasilkan oleh medan
magnet permanen akan tetapi juga dapat dihasilkan oleh kawat berarus. Disekitar
kawat berarus terdapat muatan listrik dengan garis gaya magnet melingkar dan
berpusat pada kawat tersebut. (Ramadhani.2008:17)
2. Penyebab terjadinya GGL induksi
Ketika kurtub utara magnet digerakkan memasuki kumparan, jumlah garis
dari gaya-gaya magnet yang terdapat didalam kumparan bertambah banyak.
Bertambahnya jumlah garis-garis gaya ini menimbulkan GGL induksi pada ujung-
ujung kumparan. GGl induksi yang ditimbulkan menyebabkan arus listrik
mengalir menggerakkan jarum galvanometer. Arah arus induksi dapat ditentukan
dengan cara memperhatikan arah medan magnet yang ditimbulkannya. Pada saat
magnet masuk, garis gaya dalam kumparan bertambah. Akibatnya medan magnet
hasil arus induksi berfsifat mengurangi garis gaya itu. Dengan demikian, ujung
kumparan itu merupakan kutub utara sehingga arah itu merupakan arah arus
induksi, dan sebaliknya.
Di dalam kumparan timbul suatu beda potensial (atau gaya gerak listrikε,
GGL). Timbulnya GGL dengan cara ini disebut induksi elektromagnetik.Batang
magnet memiliki medan magnet di sekitarnya. Medan magnet divisualkan dalam
bentuk garis-garis medan. Sebuah batang magnet mempunyai bentuk garis-garis
medan magnet. Sekumpulan garis-garis medan disebut fluks magnet. Bentuk
garis-garis medan magnet pada sebuah batang magnet. GGL yang diinduksi oleh
fluks magnet yang berubah dapat dianggap terdistribusi di seluruh rangkaiannya.
Gaya magnetik yang bekerja pada konduktor berarus.Arus adalah
kumpulan partikel bermuatan yang bergerak. Oleh sebab itu, gaya resultan yang
dihasilkan oleh medan kawat adalah penjumlahan vektor dan masing-masing gaya

3. LISTRIKDANMAGNET 70
yang dihasilkan oleh medan kawat adalah penjumlahan vektor dari masing-
masing gaya yang dihasilkan arus. Gaya yang dihasilkan pada partikel bermuatan
yang membentuk arus gaya yang dihasilkan pada partikel yang diteruskan ke
kawat ketika partikel bertumbukan dengan atom yang membentuk kawat.
Pada umumnya, medan magnetik muncul di sekitar magnet. Bendabenda
yang memiliki sifat kemagnetan akan terpengaruh oleh medan magnetik itu.
Sesuatu yang mengejutkan, bila di sekitar benda yang bukan termasuk magnetik
terdapat medan magnetik. Peristiwa keanehan itu pertama kali ditemukan oleh
Oersted.Hans Christian Oersted pada tahun 1820 menemukan bahwa arus listrik
dalam sebuah kawat penghantar dapat menghasilkan efek magnetik. Efek
magnetik yang ditimbulkan oleh arus tersebut dapat membelokkan arah jarum
kompas.
Arah medan magnetik induksi dapat ditentukan dengan menggunakan
kaidah tangan kanan seperti gambar 1 di bawah ini.
Gambar 1. Kaedah tangan kanan
Kaidah tangan kanan menyatakan bahwa, jika kita menggenggam
penghantar sehingga ibu jari kita menunjukkan arah arus maka arah genggaman
jari yang lain menunjukkan arah medan magnetik induksi disekitar penghantar.
Sedangkan arah medan magnetik di suatu titik searah dengan garis singgung
lingkaran di titik tersebut, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.
Gambar 2. Arah medan magnetik induksi disuatu titik
disekitar arus listrik

4. LISTRIKDANMAGNET 71
Gelombang mekanik merupakan gelombang yang memerlukan medium
untuk perambatannya.Selain gelombang mekanik, terdapat gelombang yang
dalam perambatannya tidak memerlukan medium, yaitu gelombang
elektromagnetik.Cahaya merupakan contoh gelombang elektromagnetik.
3. Hukum Faraday
Melalui berbagai percobaan, Michael Faraday (1791-1867), seorang
ilmuwan jenius dari inggris akhirnya berhasil membuktikan bahwa arus listrik
memang dapat dihasilkan dari perubahan medan magnetik. Peristiwa
dihasilkannya arus listrik akibat adanya perubahan medan magnetik dinamakan
induksi elektromagnetik, sedangkan arus yang dihasilkan dari induksi
elektromagnetik dinamakan arus induksi. Penemuan ini dikenal dengan “Hukum
Faraday”.Penemuan ini dianggap sebagai penemuan
monumental.Mengapa?Pertama, “Hukum Faraday” memiliki arti penting dalam
hubungan dengan pengertian teoretis tentang elektromagnetik.Kedua,
elektromagnetik dapat dipergunakan sebagai penggerak secara terus-menerus arus
aliran listrik seperti yang digunakan oleh Faraday dalam pembuatan dinamo listrik
pertama.
Menurut Faraday, besar GGL induksi pada kedua ujung kumparan
sebanding dengan laju perubahan fluks magnetik yang dilingkupi permukaan.
Artinya, makin cepat terjadinya fluks magnet makin besar GGl induksi yang
timbul. Adapun yang dimaksud fluks magnet adalah kerapatan garis-garis gaya
dalam medan magnet. Artinya fluks magnetik yang berada dipermukaan yang
lebih luas kerapatannya rendah dan kuat medan magnetik lebih lemah. Sedangkan
pada permukaan yang lebih sempit kerapatannya tinggi maka kuat medan
magnetik lebih tinggi. Satuan internasional dari fluks magnetik adalah diukur
dalam weber disingkat dengan Wb dan didefinisikan dengan:
“ suatu medan magnet serba sama mempunyai fluks magnetik sebesar 1
weber bila sebatang penghantar metong garis-garis gaya magnetik
selama 1 detik akan menimbulkan gaya gerak listrik sebesar 1 volt “.
(Tripler:2001.40)

5. LISTRIKDANMAGNET 72
4. Induksi Magnet dan Fluks Magnet
Dari hasil percobaan Faraday diperoleh kesimpulan tentang besarnya ggl
induksi (induksi) sebagai berikut:
a. Besar ggl induksi bergantung pada kecepatan gerakan batang magnet,
dalam hal ini sama dengan perubahan fluks magnetik setiap saat.
b. Besar ggl induksi bergantung pada jumlah lilitan pada kumparan.
Dengan demikian, besar ggl induksi yang dihasilkan adalah
(3.1)
Keterangan:
= ggl induksi (volt)
ΔΦ = perubahan fluks (Wb)
Δt = selang waktu (s)
N = jumlah lilitan
Tanda negatif pada digunakan untuk menentukan arah ggl induksi.Cara lain
untuk mendapatkan perubahan fluks magnetik ialah kawat digerakkan, sedangkan
magnetnya tetap. Dengan cara seperti itu, pada kawat akan terjadi perubahan fluks
magnetik yang menghasilkan ggl induksi.
Hukum Lenz pada kawat AB timbul gaya Lorentz yang arahnya berlawanan
dengan arah gerak kawat AB. Besarnya gaya Lorentz tesebut bernilai negative (-),
sehingga besarnya usaha mekanik yang harus dilawan untuk memindahkan kawat
AB sejauh s adalah
W = -F. s (3.2)
Selama bergerak menempuh jarak s, pada kawatmengalir arus I, sehingga
pada kawat tersebut timbul energi listrik sebesar
W =I2lt (3.3)
Menurut hukum kekekalan energi, besar kedua energi tersebut sama,
sehingga:
-FS = I2lt
-Fvt = I2lt ← s = vt
-BIlvt = I2lt ← F = BIl
Il = -Blv

6. LISTRIKDANMAGNET 73
Il adalah beda potensial , dalam hal ini sama dengan ggl induksi : Il = ε.
Dengan demikian , rumus diatas dapat ditulis:
ε = -Blv (3.4)
keterangan:
ε = ggl induksi (v)
B = medan magnet (Wb/m2)
L = panjang kawat (m)
v = kecepatan gerak kawat (m/s)
Jika arah medan magnet dengan kawat AB tidak tegak lurus, melainkan
membentuk sudut sehingga ggl induksi yang dihasilkan dirumuskan:
ε = -Biv sin θ (3.5)
Induksi magnet sangat bergantungb pada waktu yaitu semakin cepat
terjadinta perubahan medan magnetik GGL induksi akan semakin besar. Disisi
lain, GGL tidak sebanding dengan laju perubahan medan magnetik B, tetapi
sebanding dengan laju perubahan fluks magnetikyang bergerak melintasi loop
seluas A. Secara matematis fluks magnetik tersebut dinyatakan sebagai:
ɸ = B A cos Ɵ (3.6)
dengan B sama dengan rapat fluks magnetik, yaitu banyaknya fluks
magnetik per satuan luas penampang yang ditembus gaya fluks magnetik tegak
lurus. Dan Ɵ adalah satuan sudut antara B dengan garis yang tegak lurus
permukaan kumparan. Jika permukaan kumparan tegak lurus B, Ɵ=90o dan ɸƟ=0,
tetapi jika B sejajar terhadap kumparan, Ɵ=0o, sehingga
ɸB = B.A (3.7)
jadi, fluks ɸƟdapat dianggap sebanding dengan jumlah garis yang melewati
kumparan. Dari definisi fluks tersebut dapat dinyatakan bahwa jika fluks yang
melalui loop kawat penghantardengan N lilitan berubah sebesar ɸB dalam waktu
∆t. (Budiyanto.2009:71)
D. Prosedur Kerja
1. Membuka software Elektromagnetik Faraday
2. Menentukan besarnya medan magnet berdasarkan perubahan sudut
a. Mengklik “magnet batang” pada bagian atas layar

7. LISTRIKDANMAGNET 74
b. Menampilkan alat ukur medan magnet
c. Menggeser alat ukur tersebut untuk mendapatkan sudut Ɵ
d. Mencatat nilai B, BX dan BY yang terdapat pada alat ukur
e. Melakukan variasi sudut Ɵ sebanyak 10 kali, kemudian memasukkan nilai
yang didapatkan pada tabel 1
Gambar 1. Menentukan besarnya medan magnet berdasarkan perubahan sudut
3. Menyelidiki hubungan antara jumlah lilitan dengan GGL induksi
a. Mengambil gulungan kawat, kompas dan alat ukur medan magnet.
b. Mengganti indikator pada gulungan kawat menjadi alat voltase
c. Memvariasikan jumlah lilitan
d. Menarik magnet keluar dan masuk lilitan dan mencatat nilai yang
ditunjukkan oleh alat ukur
e. Dengan melakukan hal yang sama, kemudian memvariasikan jumlah
lilitan dan memasukkan data pada tabel 2

8. LISTRIKDANMAGNET 75
Gambar 2. Menyelidiki hubungan antara jumlah lilitan dengan GGL induksi
4. Menyelidiki hubungan antara luas penampang dengan GGL induksi
a. Mengambil bagian elektromagnetik pada bagian atas layar
b. Menyiapkan alat ukur yang akan digunakan
c. Menetapkan jumlah lilitan dan sudut Ɵ
d. Memvariasikan nilai dari GGL induksi dengan menggeser tombol pada
layar dan mengukur BX
e. Memvariasikan nilai GGL induksi sebanyak 10 kali, dan mencatat data
pada tabel 3
Gambar 3. Menyelidiki hubungan antara luas penampang dengan GGL
induksi

9. LISTRIKDANMAGNET 76
5. Menyelidiki hubungan antara jumlah lilitan dengan fluks magnet
a. Menetapkan nilai GGL induksi dan sudut Ɵ
b. Menyiapkan alat ukur yang akan digunakan
c. Memvariasikan jumlah lilitan dan mencatat nilai BX yang ditunjukkan
pada alat ukur
d. Memvariasikan jumlah lilitan sebanyak 4 kali dan memasukkan data pada
tabel 4
Gambar 4. Menyelidiki hubungan jumlah lilitan dengan fluks magnet
E. Tabel Data
1. Menentukan besarnya medan magnet berdasarkan perubahan sudut
No Ɵ B BXU BXH BYU BYH
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

10. LISTRIKDANMAGNET 77
2. Menyelidiki hubungan antara jumlah lilitan dengan GGL induksi
No N ɛ ∆ɸ/∆t
1 1
2 2
3 3
3. Menyelidiki hubungan natara luas penampang dengan GGl induksi
N = …… Ɵ = …….o
No ԑ Bx A
1 1 V
2 2 V
3 3 V
4 4 V
5 5 V
6 6V
7 7V
8 8V
9 9V
10 10V
4. Menyelidiki hubungan antara jumlah lilitanm dengan fluks magnet
ɛ = ….. V Ɵ = …… o
No N BX ∆ɸ/∆t
1 1
2 2
3 3
4 4
Daftar Pustaka
Budiyanto, J. 2009. Fisika. Jakarta : Pusat Pembukuan Departemen Pendidikan
Nasional.
Ramadhani, Mohammad. 2008. Rangkaian Listrik. Jakarta : Erlangga.
Tripler. 2001. Fisika Untuk Sains dan Teknik Jilid 3. Jakarta : Erlangga.