pen gukur an magnetisasi pada magnet permanen …
TRANSCRIPT
i
PENGUKURAN MAGNETISASI PADA MAGNET PERMANEN
NEODYMIUM (NdFeB)
SKRIPSI
Program Studi Pendidikan Fisika
Disusun Oleh :
Albertha Dwi Rica Angella
NIM :171424017
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
2021
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ii
SKRIPSI
PENGUKURAN MAGNETISASI PADA MAGNET NEOYMIUM (NdFeB)
Oleh :
Albertha Dwi Rica Angella
NIM : 171424017
Disetujui oleh :
Pembimbing
Elisabeth Dian Atmajati, S.Pd., M.Si. Tanggal : 25 Juni 2021
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iii
Albertha Dwi Rica Angella
NIM : 171424017
Telah dipertahankan di depan Panitia Penguji
SKRIPSI
PENGUKURAN MAGNETISASI PADA MAGNET NEODYMIUM (NdFeB)
Oleh
pada Tanggal 12 Juli 2021
dan dinyatakan memenuhi syarat
Susunan Panitia Penguji
Ketua : Dr. Marcellinus Andy Rudhito, S. Pd. __________________
Sekretaris : Dr. Ignatius Edi Santosa, M.S. __________________
Anggota : Elisabeth Dian Atmajati, S.Pd., M.Si. __________________
Anggota : Albertus Hariwangsa Panuluh, M.Sc. __________________
Anggota : Drs. Domi Severinus, M.Si. __________________
Yogyakarta, 12 Juli 2021
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan
Universitas Sanata Dharma
Dekan,
Dr. Yohanes Harsoyo, S.Pd., M.Si.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iv
MOTTO
“SEKAYA APAPUN ANDA TIDAK AKAN MAMPU MEMBELI WAKTU YANG
SUDAH BERLALU. ”
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
v
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
Penulis
Albertha Dwi Rica Angella
Yogyakarta, 12 Juli 2021
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini tidak
memuat karya atas bagian karya orang lain kecuali yang telah disebutkan di dalam
kutipan dan daftar pustaka sebagaimana layaknya karya ilmiah.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA
ILMIAH UNTUK KEPERLUAN AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :
Nama : Albertha Dwi Rica Angella
NIM : 171424017
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada perpustakaan
Universitas Sanata Dharma untuk menyimpan karya ilmiah saya yang berjudul :
PENGUKURAN MAGNETISASI PADA MAGNET PERMANEN
NEODYMIUM (NdFeB)
Dengan demikian saya memberikan kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma
hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam
bentuk pangkalan data, mendistribusikannya secara terbatas, dan
mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa
perlu meminta izin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap
mencantumkan saya sebagai penulis.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di Yogyakarta
Yang menyatakan
Albertha Dwi Rica Angella
Pada tanggal : 12 Juli 2021
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vii
ABSTRAK
PENGUKURAN MAGNETISASI PADA MAGNET PERMANEN
NEODYMIUM (NdFeB)
Albertha Dwi Rica Angella
Universitas Sanata Dharma
2021
Telah dilakukan pengukuran magnetisasi pada magnet permanen neodymium
(NdFeB). Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui nilai momen dipol magnetik
dan mengetahui nilai dari magnetisasi pada magnet permanen neodymium (NdFeB).
Pertama-tama melakukan pengukuran diameter dan tinggi dari magnet permanen
dengan menggunakan jangka sorong. Kemudian mengukur medan magnet
menggunakan magnetik meter dengan berbagai jarak antara magnet dengan batang
penyidik magnetik meter, pengukuran jarak antara magnet dengan batang penyidik
magnetik meter menggunakan analisis foto pada software Logger Pro. Pengukuran
medan magnet terhadap berbagai jarak menghasilkan nilai momen dipol magnetik,
setelah itu nilai momen dipol magnetik pada berbagai tinggi magnet digunakan untuk
mencari nilai magnetisasi. Hasil pengukuran momen dipol magnetik pada berbagai
tinggi magnet nodymium yaitu semakin tinggi susunan magnet maka semakin besar
pula nilai momen dipol magnet dan untuk nilai magnetisasi pada magnet permanen
neodymium (1,87 ± 0,09) × 10-1 A/m.
Kata kunci : medan magnet, momen dipol magnet, magnetisasi, analisis foto.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
viii
ABSTRACT
THE MEASUREMENT OF MAGNETIZATION ON PERMANENT MAGNETS
NEODYMIUM (NdFeB)
Albertha Dwi Rica Angella
Sanata Dharma University
2021
The measurements of magnetization on permanent magnets neodymium
(NdFeB) has been done. This research aims to know the value of magnetic dipole
moments and the value of magnetization in permanent magnets neodymium(NdFeB).
First, take measurements of diameter and height on magnets permanent neodymium
(NdFeB) using vernier calipers. Then, measure the magnetic field using a Magnetic
meter with varied distances magnets and stem magnetic meter, measurement of
distance magnets and stem magnetic meter using photo analysis on software Logger
Pro. Measurement of magnetic field to varied distances results in the value of magnetic
dipole moment. After that, the value of magnetic dipole moment at varied magnetic
height is used to look for magnetization value. The result of measurement of magnetic
dipole moment at various heights of neodymium magnet is the higher the magnet the
greater the value of magnetic dipole moment and for magnetic value on permanent
neodymium magnet (1.87 ± 0.09) × 10-1 A/m
Keywords: magnetic field, magnetic dipole moment, magnetization, photo analysis.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ix
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya panjatkan kepada Tuhan yang telah memberkati segala
rangkaian penelitian ini, sehingga penelitian yang berjudul “Pengukuran Magnetisasi
pada Magnet Permanen Neodymium (NdFeB)” telah terlaksana dengan baik.
Penelitian ini dilaksanakan sebagai pemenuhan persyaratan tugas akhir perkuliahan
tingkat sarjana.
Materi mengenai kemagnetan merupakan materi dasar pada materi mengenai
elektromagnSetika. Sifat kemagnetan bukan hanya ada pada magnet permanen saja,
sifat-sifat kemagnetan juga ada pada benda-benda lain seperti logam, logam dapat
dimagnetisasi dengan cara meletakan benda pada sebuah materi atau bidang magnetik
maka benda tersebut akan termagnetisasi. Magnetisasi dipengaruhi oleh besarnya
momen dipol per satuan volume, momen dipol magnetik dihasilkan dari medan magnet
pada jarak tertentu. Semakin besar medan magnet maka jarak yang terbentuk semakin
kecil. Pada penelitian ini, dilakukan pengukuran magnetisasi pada magnet
neodymium(NdFeB).
Penelitian ini dapat terlaksana berkat bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu
saya mengucapkan banyak terimakasih kepada yang terhormat :
1. Ibu Elisabeth Dian Atmajati, S.Pd.,M.Si. selaku pembimbing skripsi yang
bersedia meluangkan waktu untuk membimbing peneliti selama melakukan
penelitian.
2. Bapak Dr. Ignatius Edi Santosa, M.S. selaku kepala Program Studi Pendidikan
Fisika yang bersedia memberikan petunjuk dalam proses pengerjaan skripsi.
3. Bapak Ngadiono, selaku petugas laboratorium Fisika Universitas Sanata
Dharma yang bersedia membantu menyiapkan alat dan laboratorium selama
penelitian.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
x
4. Orang tua, kakak dan keluarga lainnya yang selalu mendukung dan
memberikan semangat dalam menjalankan penelitian ini
5. Ferdinand Saktianus Himat B yang bersedia membantu memberikan semangat,
mencari alat, mengambil data, memberi ide dan solusi dalam proses penelitian.
6. Fransiskus Agung, Berkatdo Pasca Bali, Yosua Imanuel, Edwin Adrianus dan
teman-teman yang selalu ada dan membantu peneliti dalam proses penelitian.
Kepada semua pihak yang telah membantu dalam proses penyelesaian penelitian ini,
saya mengucapkan banyak terimakasih. Saya berharap penelitian ini sangat berguna ke
depannya.
Penulis
Yogyakarta, 12 Juli 2021
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xi
DAFTAR ISI
i
...................................................................... ii
iii
iv
Pernyataan Keaslian Karya ........................................................................................... v
Lembar Pernyataan Persetujuan Publikasi Karya ........................................................ vi
Abstrak ........................................................................................................................ vii
Abstract ...................................................................................................................... viii
Kata Pengantar ............................................................................................................. ix
Daftar Isi....................................................................................................................... xi
Daftar Tabel ............................................................................................................... xiv
Daftar Gambar ............................................................................................................. xv
Daftar Lampiran ........................................................................................................ xvii
BAB 1 PENDAHULUAN ............................................................................................ 1
1.1. Latar Belakang ............................................................................................... 1
1.2. Rumusan masalah ........................................................................................... 3
1.3. Batasan masalah ............................................................................................. 3
1.4. Tujuan Penelitian ............................................................................................ 3
1.5. Manfaat Penelitian .......................................................................................... 4
Halaman Judul...............................................................................................................
Halaman Persetujuan Pembimbing .........
Halaman Pengesahan .....................................................................................................
Lembar Motto...............................................................................................................
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xii
1.6. Sistematika ..................................................................................................... 4
BAB 2 KAJIAN PUSTAKA ......................................................................................... 6
2.1. Magnet ............................................................................................................ 6
2.2. Medan Magnet ................................................................................................ 7
2.3. Medan Magnet Sebuah Simpal Arus Lingkaran ............................................ 8
2.4. Magnetisasi Materi ....................................................................................... 11
2.5. Ketidakpastian Pengukuran .......................................................................... 13
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN...................................................................... 16
3.1. Penyusunan Alat ........................................................................................... 16
3.2. Pengukuran Jari-jari dan Tinggi Magnet ...................................................... 18
3.3. Pengukuran Medan Magnet pada Berbagai Jarak ........................................ 18
3.4. Pengukuran Jarak Antara Magnet Dengan Batang Penyidik Magnetik Meter
Menggunakan Analisis Foto .................................................................................... 19
3.5. Pengukuran Momen Dipol Magnet .............................................................. 21
3.6. Mencari Nilai Magnetisasi Magnet Neodymium (NdFeB) .......................... 24
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN....................................................................... 25
4.1. Hasil .............................................................................................................. 25
4.2. Pembahasan .................................................................................................. 32
BAB 5 KESIMPULAN ............................................................................................... 36
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiii
5.1. Kesimpulan ................................................................................................... 36
5.2. Saran ............................................................................................................. 36
Daftar Pustaka ............................................................................................................. 36
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiv
Daftar Tabel
Tabel 4. 1 hasil perhitungan tinggi magnet pada berbagai susunan magnet ............... 26
Tabel 4. 2 hasil perhitungan momen dipol magnet pada susunan satu magnet .......... 27
Tabel 4. 3 hasil pengukuran momen dipol magnet terhadap tinggi magnet neodymium
........................................................................................................................... 31
Tabel 1 hasil pengukuran diameter magnet neodymium ............................................ 38
Tabel 2 hasil pengukuran tinggi magnet neodymium ................................................. 41
Tabel 3 hasil pengukuran medan magnet1 terhadap berbagai jarak antara magnet
dengan batang penyidik magnetik meter ........................................................... 45
Tabel 4 hasil pengukuran medan magnet2 terhadap berbagagi jarak antara magnet
dengan batang penyidik magnetik meter ........................................................... 46
Tabel 5 hasil pengukuran medan magnet3 terhadap berbagai jarak antara magnet
dengan batang penyidik magnetik meter ........................................................... 47
Tabel 6 hasil pengukuran medan magnet4 terhadap berbagai jarak antara magnet
dengan batang penyidik magnetik meter ........................................................... 48
Tabel 7 hasil pengukuran medan magnet12 terhadap berbagai jarak antara magnet
dengan batang penyidik magnetik meter ........................................................... 49
Tabel 8 hasil pengukuran medan magnet123 terhadap berbagai jarak antara magnet
dengan batang penyidik magnetik meter ........................................................... 50
Tabel 9 hasil pengukuran medan magnet1234 terhadap berbagai jarak antara magnet
dengan batang penyidik magnetik meter ........................................................... 51
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xv
Daftar Gambar
Gambar 2. 1 (a) dua magnet yang tarik menarik, (b) dua magnet yang tolak menolak 6
Gambar 2. 2 gaya magnetik yang beraksi pada muatan positif yang bergerak dengan
kecepatan tertentu ................................................................................................ 7
Gambar 2. 3 analisis medan magnetik sebuah simpal arus lingkaran ........................... 8
Gambar 2. 4 grafik medan magnetik sepanjang sumbu sebuah gulungan kawat dengan
N lilitan .............................................................................................................. 10
Gambar 2. 5 magnetisasi (ℳ) pada silinder yang dimagnetkan ................................ 12
Gambar 2. 6 arus permukaan dan arus-arus elemen di dalam silinder yang dimagnetkan
........................................................................................................................... 12
Gambar 3. 1 Susunan alat yang digunakan untuk mengukur medan magnet dan
pengambilan gambar .......................................................................................... 16
Gambar 3. 2 tampilan awal software Logger Pro ....................................................... 20
Gambar 3. 3 tampilan set scale untuk memberikan nilai acuan .................................. 20
Gambar 3. 4 tampilan setelah analisis jarak antara magnet neodymium dan batang
penyidik ............................................................................................................. 21
Gambar 3. 5 tampilan awal Logger pro setelah dimasukan nilai jarak antara magnet
dengan batang penyidik magnetik meter dan nilai medan magnet. ................... 22
Gambar 3. 6 tampilan menu analysis ......................................................................... 22
Gambar 3. 7 tampilan menu curve fit.......................................................................... 23
Gambar 3. 8 tampilan menu user defined finction ...................................................... 23
Gambar 3. 9 tampilan akhir analisis momen dipol magnet ......................................... 24
Gambar 4. 1 grafik hubungan antara medan magnet terhadap berbagai jarak antara
magnet2 dengan batang penyidik magnetik meter ............................................. 27
Gambar 4. 2 Grafik hubungan antara medan magnet terhadap jarak antara magnet12 dan
batang penyidik magnetik meter ........................................................................ 28
Gambar 4. 3 Grafik hubungan antara medan magnet terhadap jarak antara magnet123
dan batang penyidik magnetik meter ................................................................. 29
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvi
Gambar 4. 4 Grafik hubungan antara medan magnet terhadap jarak antara magnet1234
dengan batang penyidik magnetik meter .......................................................... 30
Gambar 4. 5 grafik hubungan antara momen dipol magnet terhadap berbagai tinggi
magnet................................................................................................................ 31
Gambar 1 Grafik hubungan antara medan magnet terhadap berbagai jarak antara
magnet1 dengan batang penyidik magnetik meter ............................................. 43
Gambar 2 Grafik hubungan antara medan magnet terhadap berbagai jarak antara
magnet3 dengan batang penyidik magnetik meter ............................................. 43
Gambar 3 Grafik hubungan antara medan magnet terhadap berbagai jarak antara
magnet4 dengan batang penyidik magnetik meter ............................................. 43
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1A Tabel Hasil Pengukuran Diameter ........................................................ 38
Lampiran 1B Perhitungan Diameter ........................................................................... 39
Lampiran 2A Tabel Hasil Pengukuran Tinggi Magnet ............................................... 41
Lampiran 2B Perhitungan Tinggi Magnet .................................................................. 42
Lampiran 3A. Grafik Hasil Pengukuran Medan Magnet Terhadap Jarak Antara Magnet
Dengan Batang Penyidik Magnetik Meter ........................................................ 43
Lampiran 3B Tabel Hasil Pengukuran Medan Magnet Terhadap Jarak Antara Magnet
Dengan Batang Penyidik Magnetik Meter ........................................................ 45
Lampiran 3C perhitungan Momen dipol magnet ........................................................ 53
Lampiran 4A. Perhitungan Nilai Magnetisasi ............................................................. 54
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Materi mengenai magnet permanen seperti gaya interaksi antar magnet, medan
magnet dan magnetisasi dari magnet permanen ini merupakan dasar dari ilmu
elektromagnetisme, maka dari itu sebagai calon pendidik penting untuk memahami
materi mengenai magnet permanen sehingga diharapkan dapat lebih memahami
materi elektromagnetisme dan dapat dengan baik menjelaskan kepada peserta
didik. Magnet permanen sering dijumpai pada kehidupan sehari-hari contohnya
pada kunci kendaraan roda dua, aksesoris pada pintu lemari es dan masih banyak
lagi. Sifat magnet juga terdapat pada benda-benda lain contohnya logam yang
terbuat dari bahan magnetis, bahan magnetis seperti besi, nikel, kobalt, baja dan
logam tanah langka seperti samarium dan gadolinium (Kompas, 2021). Magnet
permanen akan menarik atau menolak benda-benda yang memiliki bahan
kemagnetan di dalamnya yang disebabkan oleh gaya pada muatan yang bergerak
yang dihasilkan oleh magnet permanen. Magnet memiliki sifat tarik menarik saat
berhadapan dengan kutub yang berbeda, dan tolak menolak saat berhadapan dengan
kutub yang sama (Kompas, 2021).
Magnetisasi dalam materi terdiri atas tiga kategori berdasarkan nilai
suseptibilitas yaitu feromagnetik, paramagnetik, dan diamagnetik. Bahan
feromagnetik memiliki nilai suseptibilitas yang sangat tinggi dan dapat
menyearahkan momen dipol magnetiknya seperti pada magnet permanen, bahan
paramagnetik memiliki nilai suseptibilitas yang kecil akan tetapi dapat berinteraksi
dengan lemah, bahan diamagnetik memiliki nilai suseptibilitas yang sangat kecil
dan tidak tidak dapat berinteraksi (Tipler, 2001). Pada penelitian ini bahan yang
akan diukur adalah magnet pemanen neodymium yang tergolong dalam bahan
feromagnetik.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2
Penelitian mengenai magnetisme sering dijumpai namun kebanyakan mengenai
megnetisme pada bahan seperti pada penelitian Sulistyowati et al. (2018), Hayatun
et al. (2019) dan Chalid et al. (2005). Untuk penelitian mengenai magnetisasi pada
magnet permanen sendiri jarang dijumpai, sehingga peneliti tertarik untuk meneliti
magnetisasi pada magnet permanen. Magnetisasi dipengaruhi oleh besar momen
dipol magnet pada volume tertentu, momen dipol magnet dipengaruhi oleh medan
magnet yang berada disekitar (Alonso, 1994). Nilai medan magnet didapatkan
dengan melakukan pengukuran menggunakan magnetik meter dengan jarak
tertentu seperti pada penelitian Manuel I González (2016). Pada penelitian Manuel
I Gonzáles untuk mengukur jarak antara magnet yang satu dengan yang lainnya
menggunakan alat pengukur tinggi vertikal dengan ketelitian yang tinggi sehingga
jarak antar magnet dapat terukur dengan akurat. Penelitian lain tentang magnet
dilakukan oleh Edward dan Ignatius (2015) pada penelitian ini mengukur gaya
interaksi antar dipol magnet pada berbagai jarak, jarak diukur menggunakan
analisis foto pada software Logger Pro. Magnet neodymium memiliki gaya magnet
yang kuat dan berukuran kecil sehingga baik untuk digunakan dalam penelitian,
selain itu juga tersedia di Laboratorium Fisika Universitas Sanata Dharma. Untuk
mengukur medan magnet pada penelitian Manuel I González menggunakan
magnetik meter, magnetik meter tersedia di Laboratorium Universitas Sanata
Dharma dan penggunaan magnetik meter tidak memerlukan teknik khusus untuk
mengukur sehingga dapat langsung digunakan.
Penelitian pengukuran magnetisasi pada magnet permanen ingin menunjukkan
bagaimana cara untuk mencari nilai magnetisme pada magnet permanen
neodymium (NdFeB). Nilai magnetisasi diperoleh dengan mengukur momen dipol
magnet pada berbagai volume. Momen dipol magnet didapatkan dari pengukuran
medan magnet pada berbagai jarak. Pengukuran medan magnet menggunakan
magnetik meter dan pengukuran jarak menggunakan analisis foto pada software
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3
Logger Pro. Maka, akan dilakukan penelitian pengukuran magnetisasi pada magnet
permanen neodymium (NdFeB).
1.2. Rumusan masalah
Dalam penelitian ini ada beberapa masalah yang ingin diteliti yaitu :
1.2.1. Berapa nilai momen dipol magnet pada magnet neodymium untuk berbagai
tinggi magnet?
1.2.2. Berapa nilai magnetisasi pada magnet neodymium?
1.3. Batasan masalah
Dalam penelitian mengukur magnetisasi dari magnet permanen memiliki batasan-
batasan masalah, batasan masalah pada penelitian ini sebagai berikut :
1.3.1. Magnet yang digunakan yaitu magnet Neodymium yang berbentuk keping
1.3.2. Kamera yang digunakan memiliki resolusi 13 MP.
1.3.3. Variasi tinggi magnet dilakukan dengan menggabungkan magnet.
1.3.4. Magnetik meter yang digunakan MG-3002 : AC/DC magnetik meter (AC
range: 150.00mT/1500.0 mT, DC range: 300.00 mT/3000.0 mT, dan RS-
232/USB)
1.4. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini sebagai berikut :
1.4.1. Mengetahui nilai momen dipol magnetik dari magnet neodymium
1.4.2. Mengetahui nilai magnetisasi pada magnet neodymium
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini sebagai berikut :
1.5.1. Bagi peneliti
1.5.1.1. Merangsang kreativitas peneliti untuk memilih dan menggunakan
peralatan yang tepat sehingga sesuai untuk melakukan dan
mengembangkan penelitian.
1.5.1.2. Mengembangkan pengetahuan dan kemampuan dalam menggunakan
software Logger Pro sehingga dapat menganalisis data dengan lebih
maksimal.
1.5.1.3. Mengembangkan pengetahuan dan kemampuan dalam mengamati
fenomena magnet.
1.5.1.4. Melatih ketelitian dalam pengambilan gambar yang baik dan sesuai agar
penelitian mendapatkan hasil yang baik.
1.5.2. Bagi pembaca
1.5.2.1. Mengetahui nilai magnetisasi pada magnet permanen (magnet
neodymium)
1.5.2.2. Mengetahui cara menganalisis gambar pada software Logger Pro.
1.5.2.3. Mengetahui cara menentukan nilai magnetisasi pada magnet pemanen
neodymium.
1.6. Sistematika
1.6.1. BAB 1 Pendahuluan
Pada BAB 1 membahas mengenai latar belakang penelitian, rumusan masalah,
batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika
penulisan.
1.6.2. BAB 2 Kajian Pustaka
Pada BAB 2 membahas mengenai teori-teori yang digunakan pada penelitian
ini yaitu mengenai kemagnetan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5
1.6.3. BAB 3 Metodologi Penelitian
Pada BAB 3 membahas mengenai alat yang digunakan pada penelitian,
prosedur penelitian, dan menganalisis data.
1.6.4. BAB 4 Hasil dan Pembahasan
Pada BAB 4 membahas mengenai data yang sudah dianalisis dan
pembahasan mengenai hasil penelitian.
1.6.5. BAB 5 Penutup
Pada BAB 5 membahas mengenai kesimpulan dari hasil penelitian dan saran
untuk peneliti selanjutnya.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6
BAB 2
KAJIAN PUSTAKA
2.1. Magnet
Sebuah magnet permanen akan menarik benda-benda di sekitarnya yang
memiliki sifat kemagnetan contohnya penggaris besi, pemotong kuku, dan masih
banyak lagi. Jika ada dua magnet permanen kemudian didekatkan maka ada sisi
yang membuat magnet permanen saling tarik menarik dan ada sisi yang saling tolak
menolak hal tersebut diakibatkan oleh magnet yang memiliki kutub-kutub (gambar
2.1).
gambar 2. 1 (a) dua magnet yang tarik menarik, (b) dua magnet yang tolak menolak
Sebuah magnet permanen memiliki kutub positif dan kutub negatif dapat dilihat
pada gambar 2.1, bagian (a) memperlihatkan bahwa kutub magnet yang berbeda
yaitu kutub selatan terhadap kutub utara menyebabkan magnet tarik menarik.
Bagian (b) memperlihatkan bahwa kutub magnet yang sama yaitu kutub utara
terhadap kutub utara atau kutub selatan terhadap kutub selatan akan menyebabkan
magnet tolak menolak. Jika satu batang magnet permanen dipotong dua, maka tidak
akan mendapatkan kutub utara dan selatan yang terpisah, melainkan akan
dihasilkan dua magnet yang baru yang memiliki kutub selatan dan utara yang baru
(Giancoli, 2001).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7
2.2. Medan Magnet
Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya magnet memiliki kutub-kutub
magnet, medan magnet menghasilkan sebuah gaya �⃗⃗� pada setiap muatan yang
bergerak di dalam magnet permanen. Medan magnet memiliki arah, sehingga
medan magnet merupakan besaran vektor, simbol untuk medan magnet yaitu �⃗⃗� .
Gaya magnetik sebanding dengan muatan bergerak, misalkan dua buah magnet
permanen diukur gaya magnetnya tanpa mengubah muatan atau kecepatannya
maka besarnya gaya pada magnet akan menjadi dua kali lipat dari satu magnet
permanen. Arah gaya magnet �⃗⃗� selalu tegak lurus terhadap arah dari medan magnet
�⃗⃗� dan kecepatan muatannya �⃗⃗� maka dari itu jika kecepatan atau medan magnetnya
bernilai nol maka nilai gaya magnetnya adalah nol. (Young, 2003)
Gambar 2. 2 gaya magnetik yang beraksi pada muatan positif yang bergerak dengan
kecepatan tertentu
(sumber : buku Fisika Universitas edisi kesepuluh : jilid 2, 2003)
Gambar 2.2 memperlihatkan hubungan antara medan magnet, kecepatan muatan,
dan gaya magnet. Medan magnet dan kecepatan merupakan besaran vektor yang
memiliki arah sedangkan muatan merupakan besaran skalar sehingga arah
muatannya dipengaruhi oleh medan magnet dan kecepatannya. Kecepatan muatan
tegak lurus terhadap arah medan magnet maka besar gaya magnet mencapai
maksimum dan jika arah kecepatan muatan terhadap arah medan magnet kurang
dari 900 maka akan membentuk sudut sebesar sin θ. Besar dan arah gaya magnet
ditunjukan pada persamaan 2.1, sebagai berikut :
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8
�⃗⃗� = 𝑞 �⃗⃗� × �⃗⃗� (2.1)
Dari persamaan (2.1) medan magnet dapat didefinisikan sebagai besar gaya yang
digunakan untuk sebuah muatan yang bergerak. Satuan internasional medan
magnet yaitu tesla (T), 1 tesla = 1 T = 1 N/A.m. (Tipler. 2001)
2.3. Medan Magnet Sebuah Simpal Arus Lingkaran
Transformator jika dilihat bagian dalamnya maka akan terlihat gulungan kawat-
kawat dalam jumlah yang besar dan jarak antar kawat sangat kecil sehingga lilitan
yang ada hampir merupakan simpal (loop) lingkaran yang sebidang (Young, 2003).
Gambar 2.3 menunjukkan sebuah konduktor dengan suatu elemen arus I d�⃗� berjari-
jari r dan vektor satuan �̂�. Kuat medan magnetik sebuah elemen arus yaitu :
d�⃗⃗� = 𝜇0
4𝜋
𝐼𝑑�⃗� 𝑠𝑖𝑛 𝜃
𝑟2 (2.2)
d�⃗⃗� = 𝜇0
4𝜋
𝐼𝑑�⃗�
𝑟2
(2.3)
Gambar 2. 3 analisis medan magnetik sebuah simpal arus lingkaran
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9
dengan 𝜇0 merupakan konstanta permeabilitas ruang hampa yang besarnya 4𝜋 x
10-7 N.A-2, 𝜃 merupakan sudut yang terbentuk oleh I d�⃗� dan �̂�, I merupakan arus
permukaan, d�⃗� merupakan elemen dari kawat yang dialiri arus dan r merupkan jari-
jari dari gulungan kawat, besar sudut 𝜃 yang terbentuk yaitu 900 sehingga nilai sin
𝜃 = 1.
Persamaan (2.3) yang dinamakan hukum Biot dan Savart. Hukum Biot dan
Savart dapat digunakan untuk mencari medan magnet pada titik P, titik P memiliki
jarak sebesar x dari pusat. Karena r2 = x2+a2, maka besar dB yang ditimbulkan oleh
elemen d�⃗� adalah
dB = 𝜇0
4𝜋
𝑑𝓵
(𝑥2+𝑎2) (2.4)
pada gambar 2.3 analisis medan magnetik sebuah simpal arus lingkaran dB
memiliki proyeksi yaitu dB sumbu y dan dB sumbu 𝑥. Untuk mendukung
penelitian digunakan persamaan dB pada sumbu 𝑥 yang besarnya :
dBx = 𝜇0
4𝜋
𝑑𝓵
(𝑥2+𝑎2)
𝑎
(𝑥2+𝑎2)1
2⁄ (2.5)
untuk mendapatkan medan magnet pada komponen 𝑥 maka persamaan (2.5)
diintegralkan,
Bx = ∫𝜇𝑜𝐼
4𝜋
𝑎 𝑑𝓵
(𝑥2+𝑎2)3
2⁄ (2.6)
persamaan (2.6) hanya d𝓵 yang dapat diintegralkan karena besaran yang lain
bernilai konstan, sehingga :
Bx = 𝜇0𝐼𝑎
4𝜋(𝑥2+𝑎2)3
2⁄∫𝑑𝓵 (2.7)
∫𝑑𝓵 merupakan keliling lingkaran, maka ∫𝑑𝓵 = 2π𝑎, sehingga diperoleh
persamaan :
Bx = 𝜇0𝐼𝑎2
2(𝑥2+𝑎2)3
2⁄ (2.8)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10
pada gulungan kawat anggap terdiri dari N simpal karena gulungan kawat terdiri
lebih dari satu simpal dan nilai jari-jari setiap lingkaran sama, N merupakan jumlah
lilitan kawat (Tipler, 2001). Nilai medan magnet maksimum berada pada x = 0 yaitu
pada pusat simpal jika tidak berada pada pusat maka besarnya medan berkurang
terlihat pada gambar 2.4 grafik medan magnetik sepanjang sumbu sebuah gulungan
kawat dengan N lilitan maka persamaan yang digunakan yaitu
Bx = 𝜇0𝑁𝐼𝐴2
2(𝑥2+𝑎2)3
2⁄ (2.9)
momen dipol magnetik µ dari sebuah simpal berarus sebesar IA dengan A
merupakan luas penampang dari simpal, maka nilai A = πa2. Momen dipol
magnetik 𝜇 dihasilkan oleh masing-masing elektron pada bahan, momen dipol
magnetik total adalah NIA dan untuk momen magnetik tunggal yaitu µ = Iπa2 jika
memiliki N simpal maka momen dipol magnetik µ = NIπa2, satuan internasional
momen dipol magnetik adalah Am2. Substitusikan persamaan momen dipol
magnetuntuk N simpal ke dalam persamaan (2.9) maka akan menghasilkan
persamaan sebagai berikut :
Gambar 2. 4 grafik medan magnetik sepanjang sumbu sebuah gulungan kawat
dengan N lilitan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11
Bx = 𝜇0𝑁𝐼𝑎2𝜋
2𝜋(𝑥2+𝑎2)3
2⁄ (2.10)
Bx = 𝜇0𝜇
2𝜋(𝑥2+𝑎2)3
2⁄ (2.11)
persamaan (2.11) digunakan untuk keperluan analisa data pada penelitian dengan
software Logger Pro, untuk 𝜇0𝜇
2𝜋 dinyatakan sebagai konstanta A, sehingga
persamaan (2.10) menjadi persamaan (2.12) :
Bx = 𝐴
(𝑥2+𝑎2)3
2⁄ (2.12)
Sebuah medan magnet dihasilkan oleh arus permukaan akibat dipol magnet.
Sebuah dipol magnet adalah sebuah sumber madan magnetik (Young, 2003). Pada
persamaan (2.10) dapat dijelaskan dipol magnetik di titik-titik sepanjang sumbu
dipol menghasilkan medan magnetik. Medan magnet berbanding lurus dengan
momen dipol magnetik dan berbanding terbalik dengan jarak (x), semakin jauh dari
magnet maka nilai medan magnetnya semakin kecil.
2.4. Magnetisasi Materi
Dipol-dipol magnetik kecil terbentuk dari elektron-elektron yang bergerak di
sekitar inti suatu atom, karena kebanyakan molekul tidak simetris bulat maka dipol
magnetik tergantung pada simetri dari orbit elektronnya. Hal tersebut terjadi akibat
dari medan magnet yang menimbulkan gerak rotasi di sekelilingnya. Untuk
memahami lebih lanjut perhatikan sebuah silinder yang dimagnetisasi (gambar 2.5)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12
Gambar 2. 5 magnetisasi (ℳ) pada silinder yang dimagnetkan
Dapat dilihat pada gambar 2.5 arah momen dipol tegak lurus terhadap sumbu
silinder, hal ini ingin menunjukan bahwa arus internal cenderung saling
meniadakan karena efek berlawanan dari arus yang berada di dekatnya akibatnya
tidak ada arus neto yang teramati sehingga menghasilkan arus permukaan yang
menyerupai arus pada simpal lingkaran. Magnetisasi menyebabkan kenaikan pada
arus neto Im pada permukaan solenoid, Im merupakan arus permukaan benda.
Vektor magnetisasi (ℳ) didefinisikan sebagai momen dipol magnetik dari medium
per unit volume dalam suatu material, satuan yang digunakan pada magnetisasi
(ℳ) yaitu Am2/m3 = Am-1 atau m-1s-1C maka persamaan yang digunakan untuk
magnetisasi (ℳ) yaitu
ℳ = n𝜇 (2.13)
dengan :
ℳ = magnetisasi (A/m)
n = jumlah atom atau molekul per unit volume (m-3)
gambar 2. 6 arus permukaan dan arus-arus elemen
di dalam silinder yang dimagnetkan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13
𝜇 = momen dipol magnetik oleh masing-masing molekul atau atom (Am2)
perhatikan gambar 2.6 arah Im tegak lurus terhadap magnetisasi, dipol manetik pada
silinder merupakan dipol magnetik yang besar hasil dari superposisi gabungan
dipol individual. Pada gambar 2.5 S merupakan luas penampang rangkaian yang
dibentuk oleh arus permukaan dan t merupakan panjang silinder maka volumenya
adalah S𝑡 sehingga momen dipol magnet totalnya adalah
ℳ = 𝜇
𝑣 (2.14)
ℳ = 𝜇
𝑡𝑆 (2.15)
dengan S = πr2
𝜇 = ℳ𝜋r2𝑡 (2.16)
Material-material feromagnetik memiliki materi dalam jumlah besar sehingga
tidak menunjukan momen magnetik sembarang dari molekul-molekulnya, yang
merupakan situasi yang sama dan didapatkan pada polarisasi listrik dari materi.
Maka dari itu dapat disimpulkan bahwa magnetisasi pada feromagnetik sama
dengan magnetisasi pada simpal berarus. (Alonso, 1994).
2.5. Ketidakpastian Pengukuran
Dalam mengukur suatu benda seperti panjang, lebar dan ketebalan sebuah meja
selalu ada ketidakpastian dalam pengukuran hal ini bisa disebabkan dari alat ukur
yang digunakan, benda yang diukur dan faktor-faktor lainnya. Pada pengukuran
semakin banyak data yang dihasilkan semakin mendekati nilai yang benar dan pada
alat ukur ada yang memiliki ketidakpastian sistematis (Santosa, 2017).
2.5.1. Ketidakpastian sistematis diakibatkan oleh alat yang tidak tepat atau cara
mengukur yang tidak tepat dan susunan eksperimen berbeda dari teori.
Untuk mengatasi ketidakpastian sistematis dapat dengan mengurangi atau
bahkan menghilangkannya yaitu mengkalibrasikan alat,
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14
2.5.2. menggunakan alat dengan benar,
2.5.3. memperhatikan spesifikasi alat
2.5.4. memperhatikan gesekan
Hasil pengukuran secara berkali-kali dapat dihitung ketidakpastian pengukurannya
agar mendapatkan nilai yang benar, untuk itu diperlukan perhitungan
ketidakpastian dari pengukuran. Berikut perhitungan ketidakpastian :
2.5.1. ketidakpastian pada pengukuran tunggal
Hasil pengukuran yang dilakukan secara berkali-kali pada penelitian kemudian
menghitung nilai rata-rata dari pengukuran merupakan hitungan terbaik untuk
mendakati nilai yang benar, untuk mencari nilai rata-rata sebagai berikut :
�̅� = 𝑥1+𝑥2+ . . . +𝑥𝑛
𝑛 (2.17)
Atau
�̅� = ∑𝑥𝑖
𝑛 (2.18)
Dengan xi = pengukuran ke i
N = banyaknya pengukuran
Untuk menghitung nilai ketidakpastian (σ) dalam pengukuran menggunakan
persamaan 2.19 berikut :
σ = √(�̅�−𝑥1)2+(�̅�−𝑥2)2+ . . .+(�̅�−𝑥𝑛)2
𝑛−1 (2.19)
atau
σ = √∑(�̅�−𝑥𝑛)2
𝑛−1 (2.20)
Setelah mendapatkan nilai rata-rata dan ketidakpastian pengukuran kemudian
penulisan akhirnya yaitu (�̅� ± σ).
2.5.2. Pengukuran gabungan ketidakpastian perkalian dan pembagian
Pengukuran gabungan ketidakpastian perkalian dan pembagian contohnya
dalam pengukuran luas permukaan buku dilakukan pengukuran panjang (P)
dan lebar (L) buku, untuk menghitung ketidakpastiannya sebagai berikut :
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15
P ± ΔP
L ± ΔL (2.21)
Untuk menentukan luas buku menggunakan kedua besaran tersebut
mengikuti persamaan luas buku :
A = P × L (2.22)
Ketidakpastian dalam pengukuran A yaitu ΔA dengan menggunakan
persamaan 2.26 maka dihasilkan :
dA
𝐴 =
𝐿 𝑑𝑃 + 𝑃 𝑑𝐿
𝐴
dA
𝐴 =
𝐿 𝑑𝑃 + 𝑃 𝑑𝐿
𝑃 𝐿
𝑑𝐴
𝐴 =
𝑑𝑃
𝑃+
𝑑𝐿
𝐿
(2.23)
Dari persamaan (2.26) maka dapat diperoleh ketidakpastian relatif dari A,
sebagai berikut :
∆𝐴
𝐴 =
∆𝑃
𝐿+
∆𝐿
𝐿 (2.24)
Secara statistik maka ketidakpastiannya relatifnya adalah
∆𝐴
𝐴 = √(
∆𝑃
𝑃)2 + (
∆𝐿
𝐿)2 (2.25)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16
BAB 3
METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan untuk mengukur nilai magnetisasi pada magnet permanen.
Ada beberapa tahap yang harus dilakukan untuk mencapai tujuan dari penelitian yaitu
penyusunan alat, pengukuran jari-jari dan tinggi magnet, pengukuran medan magnet,
pengukuran jarak antara magnet permanen dengan batang penyidik magnetik meter,
dan analisis data.
3.1. Penyusunan Alat
Penyusunan alat digunakan untuk mengukur medan magnet serta pengambilan
gambar. Pengambilan gambar bertujuan untuk mengukur jarak antara magnet
permanen terhadap batang penyidik magnetik meter. Dalam penyusunan alat ada
beberapa hal yang harus diperhatikan seperti pada gambar 3.1
Gambar 3. 1 Susunan alat yang digunakan untuk mengukur medan magnet dan pengambilan
gambar
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17
Keterangan gambar 3.1. :
a) Statip
Statip digunakan untuk meletakan batang penyidik magnetik meter. Statip
dibuat tidak bergerak agar batang penyidik tidak berpindah posisi.
b) Kamera
Kamera yang digunakan dalam pengambilan gambar adalah
HandPhone Realme C15 dengan resolusi kamera 13 MP.
c) Magnet
Magnet yang digunakan adalah magnet Neodymium (NdFeB)
berbentuk keping sebanyak empat buah.
d) Tripod
Tripod digunakan untuk meletakan HandPhone, tripod dibuat
sedemikian rupa sehingga dapat sejajar dengan jarak antara magnet dan
batang penyidik.
e) Penggaris
Penggaris digunakan untuk acuan dalam menganalisis jarak antara
magnet dan batang penyidik.
f) Dongkrak mini
Dongkrak mini digunakan untuk meletakan magnet Neodymium
(NdFeB). Dongkrak mini dapat bergerak naik dan turun agar jarak antara
magnet dan batang penyidik berubah.
g) Magnetik meter
Magnetik meter digunakan untuk mengukur medan magnet pada
magnet Neodymium (NdFeB) dengan merk MG-3002 : AC/DC magnetik
meter (AC range: 150.00mT/1500.0 mT, DC range: 300.00 mT/3000.0 mT,
dan RS-232/USB).
h) Jangka sorong
Jangka sorong digunakan untuk mengukur diameter dan tinggi dari
magnet Neodymium (NdFeB).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18
3.2. Pengukuran Jari-jari dan Tinggi Magnet
Pengukuran jari-jari dan tinggi magnet untuk mencari nilai jari-jari dan tinggi
dari magnet Neodymium (NdFeB) menggunakan jangka sorong. Berikut langkah-
langkah untuk mengukur jari-jari dan tinggi magnet:
3.2.1. Melihat ralat sistematis pada jangka sorong dengan merapatkan capitnya
untuk mengkalibrasikan.
3.2.2. Magnet neodymium diletakan ditengah-tengah capit jangka sorong
kemudian membaca hasil pengukuran pada skala jangka sorong. pengukuran
jari-jari magnet dengan mengukur diameter magnet terlebih dahulu, untuk
mengukur diameter posisikan keping magnet secara horizontal dan untuk
mengukur tinggi magnet posisikan keping magnet secara vertikal.
3.2.3. Pengukuran diulang sebanyak tujuh kali untuk setiap magnet
3.2.4. Hasil pada pengukuran jari-jari dan tinggi magnet kemudian dianalisis
dengan menggunakan perhitungan ketidakpastian atau ralat sistematis
dengan menggunakan persamaan 2.20 untuk jari-jari magnet dan persamaan
2.25 untuk tinggi magnet.
3.3. Pengukuran Medan Magnet pada Berbagai Jarak
Pengukuran medan magnet menggunakan magnetik meter dan penyusunan
alat dapat dilihat pada gambar 3.1 berikut langkah-langkah untuk mengukur medan
magnet:
3.3.1. Memposisikan dongkrak mini disamping statip.
3.3.2. Magnetik meter diletakkan pada capit statip dan posisikan batang penyidik
magnetik meter ditengah-tengah magnet neodymium.
3.3.3. Magnet neodymium diletakkan pada atas dan bawah dudukan dongkrak
mini, maka dongkrak mini dapat digerakan naik atau turun sehingga bisa
memvariasikan jaraknya.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19
3.3.4. Penggaris diletakan pada dongkrak mini kemudian posisinya tepat
disamping magnet neodymium.
3.3.5. Meletakkan tripod di depan dongkrak mini, kemudian kamera diatur
sedemikian serupa sehingga sejajar dengan jarak antara magnet neodymium
dan batang penyidik magnetik meter. Jarak antara magnet dengan batang
penyidik magnetik meter akan berubah maka posisi kamera juga mengikuti
perubahannya sehingga selalu sejajar kamera dengan jarak antara magnet
dengan batang penyidik magnetik meter.
3.3.6. Pengambilan gambar di lakukan pada setiap memvariasi jarak antara magnet
dengan batang penyidik.
3.4. Pengukuran Jarak Antara Magnet Dengan Batang Penyidik Magnetik Meter
Menggunakan Analisis Foto
Langkah-langkah untuk mengukur jarak antara magnet neodymium dan
batang penyidik dengan analisis gambar menggunakan software Logger Pro
sebagai berikut:
3.4.1. Membuka software Logger Pro kemudian memilih menu insert, picture dan
picture with photo analisis dapat dilihat pada gambar 3.2. Kemudian pilih
gambar yang akan dianalisis.
3.4.2. Untuk menganalisis gambar pilih menu set scale yang digunakan sebagai
skala untuk jarak antara magnet neodymium dan batang penyidik. Kemudian
memilih pada skala mana yang ingin digunakan pada skala penggaris pada
gambar 3.3 Setelah itu masukan nilai distance yaitu 1 dan unit yaitu cm.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20
Gambar 3. 2 tampilan awal software Logger Pro
Gambar 3. 3 tampilan set scale untuk memberikan nilai acuan
3.4.3. Pilih photo distance pada lingkaran merah yang terletak digambar 3.4
kemudian tarik garis lurus dari batang penyidik sampai permukaan magnet.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21
Gambar 3. 4 tampilan setelah analisis jarak antara magnet neodymium dan batang penyidik
3.5. Pengukuran Momen Dipol Magnet
Data yang dihasilkan dari penelitian yaitu jarak antara magnet dengan batang
penyidik magnetik meter, jari-jari magnet, tinggi magnet, dan medan magnet.
Untuk mem-fitting data yang harus dilakukan sebagai berikut :
3.5.1. Mencari nilai momen dipol magnet
Langkah-langkah untuk mencari nilai momen dipol magnet pada sotfware
Logger Pro sebagai berikut :
3.5.2 Memasukan nilai jarak antar magnet dengan batang penyidik magnetik
meter pada sumbu x dan nilai medan magnet pada sumbu y seperti pada
gambar 3.5.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22
Gambar 3. 5 tampilan awal Logger pro setelah dimasukan nilai jarak antara magnet
dengan batang penyidik magnetik meter dan nilai medan magnet.
3.5.3 memilih menu analysis kemudian pilih curve fit seperti pada gambar 3.6.
Gambar 3. 6 tampilan menu analysis
3.5.4 setelah muncul gambar 3.7 memilih menu define function maka akan muncul
menu user defined finction seperti pada gambar 3.8.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23
Gambar 3. 7 tampilan menu curve fit
Gambar 3. 8 tampilan menu user defined finction
3.5.5 Untuk mencari nilai fitting momen dipol magnet (µ) maka masukan
persamaan (2.12). Setelah memasukan persamaan (2.12) selanjutnya pilih
try fit dan tunggu beberapa saat kemudian pilih oke. Maka akan muncul
seperti gambar 3.9.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24
Gambar 3. 9 tampilan akhir analisis momen dipol magnet
3.6. Mencari Nilai Magnetisasi Magnet Neodymium (NdFeB)
Setelah mendapatkan nilai momen dipol magnet (µ) pada setiap variasi jumlah
magnet, selanjutnya yaitu :
3.6.1. Membuat grafik hubungan antara nilai momen dipol magnet (µ) terhadap
tinggi magnet dengan software Logger Pro
3.6.2. Masukkan nilai momen dipol magnet dan tinggi magnet pada tabel seperti
pada gambar 3.2
3.6.3. Setelah memasukkan nilai kemudian fitting data seperti gambar 3.6 setelah
itu memilih persamaan garis lurus Y = mx
3.6.4. Untuk mencari nilai magnetisasi maka nilai yang diperoleh dari grafik
disubstitusi ke dalam persamaan (2.16) maka nilai gradien sama dengan nilai
ℳ𝜋r2
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil
Pada penelitian ini, magnetisasi didapat dari grafik hubungan antara momen
dipol magnet terhadap tinggi dengan menggunakan persamaan (2.15). Momen
dipol magnet didapat dari grafik hubungan antara medan magnet terhadap jarak
antara magnet dengan batang penyidik magnetik meter dengan menggunakan
persamaan (2.12) sehingga perlu mencari nilai jari-jari magnet.
4.1.1. Hasil pengukuran nilai diameter magnet neodumium
Pengukuran diameter magnet neodymium ini bertujuan untuk mencari nilai jari-
jari pada masing-masing magnet neodymium yang akan digunakan pada
persamaan pada fitting grafik hubungan antara medan magnet neodymium
dengan jarak antar magnet neodymium dan batang penyidik magnetik meter.
Hasil pengukuran diameter magnet neodymium terdapat pada lampiran 1A.
Nilai diameter dan nilai ralat hasil pengukuran adalah (2,08 ± 0,02) × 10-2 m
setelah mendapatkan nilai diameter magnet kemudian didapatkan nilai jari-jari
magnet dan nilai ralatnya adalah (1,0 ± 0,1) × 10-2 m.
4.1.2. Hasil pengukuran tinggi magnet neodymium
Hasil pengukuran tinggi magnet neodymium ini digunakan pada fitting data
pada grafik hubungan antara medan magnet dengan jarak antar magnet dan
batang penyidik magnetik meter. Selain itu untuk mendapatkan nilai
magnetisasi dilakukan dengan variasi tinggi magnet, variasi tinggi magnet
dilakukan dengan menggabungkan beberapa magnet. Masing-masing susunan
magnet diukur ketinggian dan ralatnya. Hasil pengukuran tinggi ditampilkan
pada lampiran 2A dan untuk hasil perhitungan ralatnya pada tabel 4.1:
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26
Tabel 4. 1 hasil perhitungan tinggi magnet pada berbagai susunan magnet
No Susunan Magnet Tinggi Magnet (× 10-3 m)
1 1 Magnet (tm1) 2,10 ± 0,03
2 2 Magnet (tm12) 4,00 ± 0,03
3 3 Magnet (tm123) 6,00 ± 0,06
4 4 Magnet (tm1234) 8,00 ± 0,04
4.1.3. Hasil pengukuran momen dipol susunan magnet neodymium
Nilai magnetisasi diperoleh dengan mengukur momen dipol magnetik pada
bebagai volume. Momen dipol magnet didapatkan dengan mengukur medan
magnet pada berbagai jarak, berikut hasil pengukuran medan magnet :
4.1.3.1. Hasil pengukuran momen dipol susunan satu magnet (tm1)
Pada pengukuran momen dipol magnet neodymium yang pertama
diukur yaitu satu magnet dan menggunakan nilai r = 1 × 10-2 m. t = 2,10
× 10-3 m. Penelitian ini menggunakan sebanyak empat magnet sehingga
untuk pengukuran medan magnet pada satu magnet dilakukan pada
masing-masing magnet. Hasil pengukuran medan magnet terhadap
berbagai jarak antara magnet dengan batang penyidik magnetik meter
terdapat pada lampiran 3A untuk grafik hasil pengukuran dan lampiran
3B untuk tabel hasil pengukuran medan magnet terhadap jarak antara
magnet dengan batang penyidik magnetik meter. Nilai yang dihasilkan
pada grafik yang di-fitting dengan persamaan (2.11) dan menghasilkan
nilai konstanta A. Dari perhitungan konstanta A maka dihasilkan nilai
momen dipol magnetik yang ditampilkan pada tabel 4.2 :
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
27
Tabel 4. 2 Hasil perhitungan momen dipol magnet pada susunan satu magnet
Magnet Nilai A pada grafik (× 10-14) µ (× 10-7 ) Am2
1 3 ± 1 1,50 ± 0,08
2 3 ± 1 1,52 ± 0,08
3 3 ± 1 1,59 ± 0,07
4 3 ± 1 1,50 ± 0,06
dari hasil pengukuran momen dipol pada setiap magnet diperoleh nilai yang
hampir sama maka dapat dikatakan momen dipol dari keempat magnet ini
sama.
4.1.3.2. Hasil pengukuran momen dipol susunan magnet1 dan magnet2 (tm12)
Pada pengukuran momen dipol magnet susunan magnet1 dan magnet2
menggunakan nilai r = 1 × 10-2 m. t = 0,4 × 10-3 m. Hasil pengukuran
Gambar 4. 1 grafik hubungan antara medan magnet terhadap berbagai jarak antara
magnet2 dengan batang penyidik magnetik meter
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
28
medan magnet12 terhadap jarak antara magnet dan batang penyidik
magnetik meter terdapat pada lampiran 3B.5.
Nilai yang dihasilkan pada grafik gabungan dari dua magnet yang di-
fitting dengan persamaan (2.11) dan menghasilkan nilai konstanta A
sebesar (5,6 ± 0,3) × 10-14 kemudian dihitung dan menghasilkan nilai
momen dipol magnet sebesar (2,8 ± 0,1) × 10-7 Am2.
4.1.3.3. Hasil pengukuran momen dipol susunan magnet1, magnet2 dan magnet3
(tm123)
Pada pengukuran momen dipol magnet susunan magnet1,magnet2 dan
magnet3 menggunakan nilai r = 1 × 10-2m dan t gabungan tiga magnet
sebesar 0,6 × 10-3 m. Hasil pengukuran medan magnet123 terhadap
berbagai jarak antara magnet dengan batang penyidik magnetik meter
terdapat pada lampiran 3B.6.
Gambar 4. 2 Grafik hubungan antara medan magnet terhadap jarak antara magnet12
dan batang penyidik magnetik meter
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
29
Gambar 4. 3 Grafik hubungan antara medan magnet terhadap jarak antara magnet123
dan batang penyidik magnetik meter
Nilai yang dihasilkan pada grafik hasil gabungan tiga magnet yang
sudah di-fitting dengan persamaan (2.11) dan menghasilkan nilai
konstanta A sebesar (7,3 ± 0,2) × 10-15 kemudian konstanta A dihitung
dan menghasilkan nilai momen dipol magnet adalah (3,7 ± 0,1) × 10-7
Am2.
4.1.3.4. Hasil pengukuran momen dipol susunan magnet1, magnet2, magnet3 dan
magnet4
Pada pengukuran momen dipol magnet susunan magnet1, magnet2,
magnet3 dan magnet4 menggunakan nilai r = 1 × 10-2m dan nilai t
gabungan empat magnet sebesar 0,8 × 10-3 m. Hasil pengukuran medan
magnet1234 terhadap berbagai jarak antara magnet dengan batang
penyidik magnetik meter terdapat pada lampiran 3B.7.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
30
Nilai yang dihasilkan pada grafik pengukuran susunan empat magnet
yang sudah di-fitting dengan persamaan (2.11) dan menghasilkan nilai
konstanta A yaitu (8,6 ± 0,2) × 10-15 kemudian konstanta A dihitung
nilai momen dipol magnet sehingga didapatkan hasilnya sebesar (4,3 ±
0,1) × 10-7 Am2.
4.1.4. Hasil pengukuran magnetisasi magnet neodymium
Nilai magnetisasi dihasilkan melalui grafik hubungan antara momen dipol
magnet terhadap berbagai tinggi magnet, untuk satu magnet menggunakan
magnet yang kedua. Untuk memvariasikan tinggi magnet dengan membuat
susunan dari beberapa magnet sesuai dengan momen dipol magnetik yang
digunakan. Tabel dan grafik hasil pengukuran momen dipol magnet terhadap
berbagai tinggi magnet neodymium ditampilkan pada tabel 4.3 dan grafik 4.5.
Gambar 4. 4 Grafik hubungan antara medan magnet terhadap jarak antara magnet1234 dengan
batang penyidik magnetik meter
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
31
Tabel 4. 3 hasil pengukuran momen dipol magnet terhadap tinggi magnet neodymium
susunan Tinggi (×10-3m) Momen dipol (×10-7Am2)
1 magnet 2 1,53
2 magnet 4 2,84
3 magnet 6 3,68
4 magnet 8 4,31
Gambar 4. 5 grafik hubungan antara momen dipol magnet terhadap berbagai tinggi magnet.
Pada grafik hubungan momen dipol magnet terhadap berbagai tinggi magnet
yang di-fitting dengan persamaan garis lurus dan menghasilkan nilai gradien
(m) sebesar (5,9 ± 0,3) × 10-5, kemudian gradien dimasukan kedalam
persamaan (2.15) untuk menghitung nilai magnetisasi maka gradien (m) sama
dengan ℳπr2. Untuk nilai jari-jari magnet yang digunakan yaitu sebesar 1 ×
10-2 m, sehingga dihasilkan nilai magnetisasi pada magnet neodymium
sebesar (1,87 ± 0,09) × 10-1 A/m.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
32
4.2. Pembahasan
Magnetisasi dipengaruhi oleh momen dipol magnet dan volume benda. Momen
dipol magnetik dihasilkan oleh medan magnet. Medan magnet berbanding lurus
dengan momen dipol magnetik sehingga semakin besar medan magnetnya maka
semakin besar pula momen dipol magnetnya. Medan magnet akan semakin kecil
jika semakin jauh jaraknya dengan magnet, sebaliknya jika semakin dekat dengan
magnet maka semakin besar medan magnetnya. Magnetisasi ada pada setiap benda
yang memiliki sifat magnet atau pada benda yang dimagnetkan maka dari itu
penelitian ini ingin melihat magnetisasi pada magnet permanen. Penelitian
pengukuran magnetisasi pada magnet permanen pertama-tama mengukur diameter
dan tinggi magnet kemudian mengukur medan magnet dengan berbagai jarak
dengan analisis foto pada software Logger Pro dan terakhir membuat grafik
hubungan antara momen dipol magnet terhadap berbagai tinggi magnet sehingga
bisa mendapatkan nilai magnetisasi dari magnet permanen.
Untuk mendapatkan nilai jari-jari magnet yaitu dengan melakukan pengukuran
diameter magnet karena nilai jari-jari magnet sama dengan setengah dari diameter
maka dari itu terlebih dahulu mengukur diameter magnet menggunakan jangka
sorong dengan melakukan pengukuran sebanyak tujuh kali pada setiap magnet
neodymium agar mendapatkan nilai yang lebih akurat. Pada saat mengukur, jangka
sorong yang digunakan memiliki ralat sistematis, sehingga hasil pengukuran yang
didapat kemudian dikurangi dengan ralat sistematis. Dari hasil pengukuran
diameter magnet1, magnet2, magnet3, dan magnet4 memiliki selisih pengukuran
yang kecil sehingga dapat disimpulkan bahwa keempat magnet ini diameternya
sama besar maka dari itu nilai jari-jari dari magnet neodymium dihasilkan dengan
mencari nilai rata-rata dari hasil pengukuran diameter keempat magnet. Jari-jari
dari magnet neodymium dimasukan kedalam persamaan untuk fitting hasil
pengukuran medan magnet dengan jarak tertentu. Untuk mengukur tinggi magnet
menggunakan cara yang sama. Pengukuran satu magnet dilakukan pada keempat
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
33
magnet yang kemudian dihitung nilai rata-rata dan ralat dari tinggi satu magnet,
untuk memvariasikan tinggi magnet yaitu dengan menambahkan beberapa magnet.
Pengukuran medan magnet dilakukan menggunakan magnetik meter yaitu
dengan meletakkan batang penyidik di tengah-tangah daerah magnet permanen
karena pada daerah tengah magnet merupakan pusat dari medan magnet. Magnet
diletakan pada permukaan dongkrak mini agar dapat divariasikan jaraknya dan
posisi magnet tidak bergeser-geser sehingga batang penyidik selalu berada pada
pusat magnet. Pengukuran medan magnet untuk berbagai jarak diukur pada setiap
susunan magnet yang digunakan. Medan magnet semakin besar pada jarak
mendekati nol dan sebaliknya semakin jauh jaraknya maka medan magnetnya
semakin kecil hal ini disebabkan garis-garis medan magnet yang sampai pada
batang penyidik semakin sedikit, dapat dilihat dari grafik hasil pengukuran medan
magnet terhadap jarak antara batang penyidik magnetik meter dengan magnet, hasil
pengukuran sama dengan teori yang digunakan dan grafik yang dihasilkan pada
penelitian sama dengan grafik pada gambar 2.4 meskipun pada teori menjelaskan
medan magnet pada kawat berarus. Hasil pengukuran medan magnet pada satu
magnet hasil pengukurannya tidak jauh berbeda dan untuk pengukuran medan
magnet hasil dari susunan beberapa magnet nilainya semakin besar, sesuai dengan
tujuan pertama pada penelitian ini yaitu untuk mendapatkan nilai momen dipol
magnet. Momen dipol magnet dihasilkan dengan cara mencari nilai medan magnet
pada magnet neodymium dengan menggunakan magnetik meter pada sisi atas dan
sisi bawah magnet neodymium, kemudian menganalisis jarak antara magnet
dengan batang penyidik magnetik meter menggunakan sotfware Logger Pro untuk
nilai pengukuran jarak pada sisi bawah magnet dibuat bernilai negatif karena
dianggap berada pada sumbu negatif. Untuk mempermudah analisis jarak pada
software Logger Pro meletakan penggaris tepat disamping magnet agar
mendapatkan acuan ukuran yang sesungguhnya, jika acuan pengukuran diletakkan
lebih jauh atau lebih dekat dari magnet maka acuannya menjadi tidak baik karena
bisa menjadi lebih kecil atau lebih besar dari yang sesungguhnya. Setelah
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
34
mendapatkan nilai medan magnet dan jarak maka langkah selanjutnya membuat
grafik hubungan antara medan magnet terhadap jarak antar magnet dan batang
penyidik, grafik kemudian di-fitting dengan persamaan (2.12) sehingga
mendapatkan nilai gradien maka nilai gradien kemudian dimasukan kedalam
persamaan (2.12) dengan demikian nilai momen dipol magnet dihasilkan. Nilai
hasil pengukuran momen dipol magnet seperti pada tabel 4.3.
Pengukuran medan magnet terhadap jarak antara magnet dengan batang
penyidik magnetik meter pada satu magnet tidak memiliki selisih yang terlalu besar
dan untuk pengukuran gabungan magnet nilainya semakin banyak magnet maka
nilai momen dipolnya juga semakin besar karena medan magnetnya pada jarak
yang mendekati nol semakin besar, dapat dilihat pada grafik semakin banyak
gabungan magnet maka kuat medan yang dihasilkan pada jarak yang mendekati nol
semakin besar dan medan magnet masih bisa terukur semakin jauh. Nilai momen
dipol magnet semakin besar volume magnet maka semakin besar juga momen dipol
magnetnya, hal ini disebabkan hubungan antara medan magnet dengan momen
dipol magnet, medan magnet berbanding lurus dengan momen dipol magnetik.
Tujuan kedua pada penelitian ini yaitu mencari nilai magnetisasi. Untuk
mencari nilai magnetisasi pada magnet neodymium yaitu dengan menggunakan
nilai momen dipol magnet pada berbagai tinggi magnet. Setelah membuat grafik
hubungan antara momen dipol magnet terhadap berbagai tinggi magnet dengan
menggunakan persamaan garis lurus maka dihasilkan nilai gradien, nilai gradien
kemudian dimasukan pada persamaan (2.15) sehingga menghasilkan nilai
magnetisasi pada magnet neodymium. Semakin besar volume magnet maka
semakin besaar pula momen dipol magnet yang dihasilkan, hal ini disebabkan arus
permukaan yang dibentuk oleh magnet permanen. Hasil pengukuran magnetisasi
pada magnet permanen neodymium yaitu sebesar (1,87 ± 0,09) × 10-1 A/m.
Kesulitan pada saat meletakkan penelitian yaitu mencari posisi kamera yang
baik, posisi kamera yang baik yaitu sejajar dengan jarak antara magnet dengan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
35
batang penyidik magnetik meter sehingga pada saat divariasikan jaraknya perlu
menyesuaikan kembali posisi kamera agar selalu sejajar dengan jaraknya.
Hambatan lain pada penelitian yaitu kurangnya ketelitian pada saat menganalisis
jarak antara magnet dengan batang penyidik magnetik meter dan untuk
mengatasinya dengan cara gambar dipotong terlebih dahulu supaya gambar terlihat
lebih besar, lebih jelas, dan lebih mudah untuk dianalisis sehingga hasilnya lebih
baik.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
36
BAB 5
PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Penelitian pengukuran magnetisasi pada magnet permanen neodymium (NdFeB)
yang telah dilakukan dapat disimpulkan :
5.1.1. Nilai momen dipol magnetik pada magnet nodymium yaitu magnet1 sebesar
(1,71 ± 0,08) × 10-7 Am2, magnet2 sebesar (1,52 ± 0,08) × 10-7 Am2,
magnet3 sebesar (1,59 ± 0,07) × 10-7 Am2, magnet4 sebesar (1,50 ± 0,06) ×
10-7Am2, magnet12 sebesar (2,8 ± 0,1) × 10-7 Am2, magnet123 sebesar (3,7
± 0,1) × 10-7 Am2, magnet1234 sebesar (4,3 ± 0,1) × 10-7 Am2
5.1.2. Magnetisasi pada magnet permanen (1,87 ± 0,09) × 10-1 A/m.
5.2. Saran
Pada penelitian ini memiliki kekurangan yang perlu dievaluasi guna
mendapatkan hasil penelitian yang lebih baik. Beberapa saran untuk peneliti
selanjutnya dalam meneliti pengukuran magnetisasi dari magnet permanen
neodymium yaitu :
5.2.1. Penelitian menggunakan magnet dengan jenis magnet yang berbeda-beda
sehingga dapat melihat apakah jenis magnet mempengaruhi magnetisasi.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
36
Daftar Pustaka
Alonso, Marcelo dan Edward J. Finn, 1994, Dasar-Dasar Fisika Universitas Edisi
Kedua : Medan dan Gelombang, Jakarta : Erlangga.
Arung,Edward dan Ign. Edi Santosa, 2015, Pengukuran Gaya Interaksi Antar Dipol
Magnet, Prosiding Pertemuan Ilmiah XXIX HFI Jateng & DIY, Yogyakarta
Chalid,Mochamad dan Nelson Saksono, Adiwar, Nono Darsono. 2005. Studi Pengaruh
Magnetisasi Sistem Dipol Terhadap Karakteristik Kerosin. No 1,Vol 8,pp.36-42
Galuh Paramita, 2015, Pengangkatan Akibat Arus Pusar,skripsi, Fakultas Keguruan
dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.
Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika edisi kelima : Jilid 2. Jakarta : Erlangga
González, Manuel I, 2016, Forces between permanent magnets: experiments and
model, European Journal of Physics No 2, Vol 38.
Hayatun, Tatun dan Andi Ulfiana, Muhammad Hidayat Tullah, Noor Hidayati, Isnanda
Nuriskasari,2019, Efek magnetisasi bahan bakar (Premium+bioetanol)
Terhadap Konsumsi Bahan Bakar pada Mesin Bensin.ISSN 2654-489X
Nurul,Silmi, 2021, Mengapa kutub magnet selalu ke arah utara dan selatan,
https://www.kompas.com/skola/read/2021/01/26/193126869/mengapa-kutub-
magnet-selalu-ke-arah-utara-dan-selatan, diakses tanggal 3 Mei 2021.
Nurul,Silmi, 2021, teori dasar kemagnetan : sifat dan medan magnet,
https://www.kompas.com/skola/read/2021/04/26/122000269/pengaruh-gaya-
terhadap-benda-magnetis, diakses tanggal 3 Mei 2021
Santosa, Edi, 2017, Metoda Pengukuran Fisika.Yogyakarta : Sanata Dharma
University Press
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
37
Sulistyowati,Ariek dan Emir Ridwan, Tatun H Nufus, Budi Yuwono, Budi Santoso.
2018. Studi Pengaruh magnetisasi bahan bakar biodiesel terhadap kekuatan
dielektrik. No 3, Vol 17.
Tipler, Paul A. 2001. Fisika untuk sains dan teknik edisi ketiga : jilid 2. Jakarta :
Erlangga
Young, Hugh D, 2003, Fisika Universitas edisi kesepuluh : jilid 2. Jakarta : Erlangga
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
38
Lampiran 1A Tabel Hasil Pengukuran Diameter
Tabel 1 hasil pengukuran diameter magnet neodymium
No Magnet1(×10-2m) Magnet2(×10-2m) Magnet3(×10-2m) Magnet4(×10-2m)
1 2 1,98 2,4 1,98
2 2,2 1,98 2,2 2
3 1,98 2 1,98 2
4 1,98 2,2 2 1,98
5 2,2 2,4 1,98 1,98
6 2 2 2 2,2
7 2,2 1,98 1,96 2,4
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
39
Lampiran 1 B. Contoh Perhitungan Jari-Jari Magnet
Berikut contoh perhitungan rata-rata dan ketidakpastian dari jari-jari magnet :
1. perhitungan nilai rata-rata hasil pengukuran diameter magnet
�̅� = 𝐷1+𝐷2+ . . .+𝐷𝑛
𝑛
�̅� = 0,02+0,022+0,0198+0,0198+0,0198+0,022+0,02+0,022
7
�̅� = 0,1456
7
�̅� = 0,0208 m
2. perhitungan ketidakpastian hasil pengukuran diameter magnet
ΔD = √(�̅�−𝐷1)2+(�̅�−𝐷2)2+ . . .+(�̅�−𝐷𝑛)2
𝑛−1
ΔD = √
(0,028−0,02)2+(0,028−0,022)2+(0,028−0,0198)2+(0,028−0,0198)2+
(0,028−0,0198)2+(0,028−0,02)2+(0,028−0,022)2
7−1
ΔD = √7,6 × 10−6
6
ΔD = √2,666 × 10−6
ΔD = 0,001125463 m
ΔDm = ΔD
√𝑛
ΔDm = 0,001125463
√7
ΔDm = 0,000425385 meter
Maka hasil pengukuran diameter magnet yaitu (2, ±0,04) 𝑥 10−4 meter.
3. Perhitungan jari-jari magnet
r = 𝐷
2
r = 0,0208
2
r = 0,0104 m
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
40
ketidakpastian dari jari-jari magnet yaitu :
∆𝑟
𝑟 = √
∆𝐷
𝐷
∆𝑟
𝑟 = √
4,25 𝑥 10−4
0,02
∆𝑟
𝑟 = √0,02125
∆𝑟
𝑟 = 0,01457737974
Δr = 0,01457737974 × r
Δr = 0,01457737974 × 0,0104
Δr = 1,516047498 × 10-3 m
Maka nilai jari-jari dan ketidakpastian dari magnet neodymium yaitu (0,01 ±
(1,51 x 10-3)) m.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
41
Lampiran 2A Tabel Hasil Pengukuran Tinggi Magnet
Tabel 2 hasil pengukuran tinggi magnet neodymium
No Magnet1
(×10-3m)
Magnet2
(×10-3m)
Magnet3
(×10-3m)
Magnet4
(×10-3m)
Magnet12
(×10-3m)
Magnet123
(×10-3m)
Magnet1234
(×10-3m)
1 1,98 2,2 1,98 2 4 6,2 8
2 2 2,6 2 2,6 4,2 6 8,2
3 1,98 1,98 2 1,98 4,2 6 8,2
4 2,4 2 1,98 2 4,2 6,2 7,8
5 2,2 1,98 2,2 2,2 4 5,8 8
6 2 2 1,98 1,98 3,8 5,8 7,8
7 1,98 2 2,4 2,2 4 6,2 8,2
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
42
Lampiran 2B. Contoh Perhitungan Tinggi Magnet
Berikut contoh perhitungan rata-rata dan ketidakpastian tinggi dari tinggi magnet :
1. perhitungan rata-rata hasil pengukuran tinggi magnet
𝑡̅ = 𝑡1+𝑡2+ . . .+𝑡
𝑛
𝑡̅ = 0,00198+0,002+0,00198+0,0024+0,0022+0,0022+0,002+0,00198
7
𝑡̅ = 0,01454
7
𝑡̅ = 0,002077143 m
2. perhitungan ketidakpastian hasil pengukuran diameter magnet
Δt = √(�̅�−𝑡1)2+(�̅�−𝑡)2+ . . .+(�̅�−𝑡𝑛)2
𝑛−1
Δt = √
(0,0207−0,00198)2+(0,0207−0,002)2+(0,0207−0,00198)2+(0,0207−0,0024)2+
(0,0207−0,0022)2+(0,0207−0,002)2+(0,0207−0,00198)2
7−1
Δt = √7,73 × 10−9
6
Δt = √1,28952 × 10−9
Δt = 0,000113557 m
Δtm = ΔD
√𝑛
Δtm = 0,000113557
√7
Δtm = 4,29206 × 10-5 m
Maka hasil pengukuran tinggi magnet yaitu (0,207 ± 0,004) 𝑥 10−2 meter.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
43
Lampiran 3A. Hasil Pengukuran Medan Magnet Terhadap Jarak Antara
Magnet Dengan Batang Penyidik Magnetik Meter
1. Hasil pengukuran medan magnet terhadap jarak antara magnet dengan batang
penyidik magnetik meter magnet1
2. Hasil pengukuran medan magnet terhadap jarak antara magnet
dengan batang penyidik magnetik meter.
Gambar 1 Grafik hubungan antara medan magnet terhadap
berbagai jarak antara magnet1 dengan batang penyidik magnetik meter
Gambar 2 Grafik hubungan antara medan magnet terhadap berbagai
jarak antara magnet3 dengan batang penyidik magnetik meter
Gambar 3 Grafik hubungan antara medan magnet terhadap
berbagai jarak antara magnet4 dengan batang penyidik magnetik
meterGambar 4 Grafik hubungan antara medan magnet terhadap
berbagai jarak antara magnet3 dengan batang penyidik magnetik
meterGambar 5 Grafik hubungan antara medan magnet terhadap
berbagai jarak antara magnet1 dengan batang penyidik magnetik meter
Gambar 6 Grafik hubungan antara medan magnet terhadap berbagai
jarak antara magnet3 dengan batang penyidik magnetik meter
Gambar 7 Grafik hubungan antara medan magnet terhadap berbagai
jarak antara magnet4 dengan batang penyidik magnetik meterGambar
8 Grafik hubungan antara medan magnet terhadap berbagai jarak
antara magnet3 dengan batang penyidik magnetik meter
Gambar 9 Grafik hubungan antara medan magnet terhadap berbagai
jarak antara magnet4 dengan batang penyidik magnetik meterGambar
10 Grafik hubungan antara medan magnet terhadap berbagai jarak
antara magnet3 dengan batang penyidik magnetik meter
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
44
3. Hasil pengukuran medan magnet terhadap jarak antara magnet dengan batang
penyidik magnetik meter
Gambar 13 Grafik hubungan antara medan magnet terhadap berbagai
jarak antara magnet4 dengan batang penyidik magnetik meter
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
45
Lampiran 3B. Hasil Pengukuran Medan Magnet Terhadap Jarak Antara
Magnet Dengan Batang Penyidik Magnetik Meter
1. Pengukuran momen dipol magnet1
Tabel 3 hasil pengukuran medan magnet1 terhadap berbagai jarak antara magnet dengan
batang penyidik magnetik meter
No Jarak(×10-2m) Medan Magnet (×10-3T)
1 -0,298 54,1
2 -0,421 46,5
3 -0,723 36,9
4 -0,817 22,1
5 -0,983 16,3
6 -1,163 10,6
7 -1,276 6,2
8 -1,913 4,4
9 -2,169 3,3
10 -2,175 2,3
11 -2,738 1,5
12 -3,424 0,7
13 0,1548 54,3
14 0,2858 46
15 0,5464 33
16 0,7464 24,1
17 0,9955 16,3
18 1,117 12,2
19 1,494 8,3
20 1,79 5,9
21 2,38 3,1
22 3,146 2
23 3,563 1,8
24 4,495 0,7
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
46
2. Pengukuran momen dipol magnet2
Tabel 4 hasil pengukuran medan magnet2 terhadap berbagagi jarak antara magnet dengan
batang penyidik magnetik meter
No Jarak(×10-2m) Medan Magnet (×10-3T)
1 -0,107 53,7
2 -0,269 45,2
3 -0,636 35,8
4 -0,755 27,5
5 -0,894 22,3
6 -0,957 17,4
7 -0,999 15,8
8 -1,18 9,8
9 -1,335 7,8
10 -2,096 5,2
11 -2,123 3,3
12 -2,436 2
13 -2,633 1,5
14 -3,446 0,7
15 0,1218 52
16 0,3247 43,4
17 0,6167 27,8
18 0,8125 15
19 1,058 10,9
20 1,298 7,8
21 1,619 5,9
22 2,153 4,1
23 2,86 2,8
24 3,44 1,5
25 3,884 1,3
26 4,436 0,7
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
47
3. Pengukuran momen dipol magnet3
Tabel 5 hasil pengukuran medan magnet3 terhadap berbagai jarak antara magnet dengan
batang penyidik magnetik meter
No Jarak(×10-2m) Medan Magnet (×10-3T)
1 -0,181 52,1
2 -0,369 42,6
3 -0,51 34,5
4 -0,674 25,2
5 -0,989 16,6
6 -1,199 11,7
7 -1,31 9,8
8 -1,492 7,8
9 -1,732 5,2
10 -1,957 4,1
11 -2,146 3,3
12 -2,324 2,3
13 -2,434 2
14 -3,308 0,7
15 0,0835 52,1
16 0,4328 48,1
17 0,5104 34,8
18 0,7178 25,7
19 1,176 13,5
20 1,441 8,8
21 2,069 5,7
22 2,451 3,6
23 2,776 2,3
24 2,996 1,5
25 3,647 1,3
26 4,705 0,5
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
48
4. Pengukuran momen dipol magnet4
Tabel 6 hasil pengukuran medan magnet4 terhadap berbagai berbagai jarak antara magnet
dengan batang penyidik magnetik meter
No Jarak(×10-2m) Medan Magnet (×10-3T)
1 0,1622 51,2
2 0,2752 47
3 0,5556 32,7
4 0,8014 22,3
5 1,012 16,9
6 1,352 11,1
7 1,853 7,8
8 2,169 5,7
9 2,525 4,1
10 1,793 3,1
11 3,503 2,3
12 3,825 1,5
13 4,316 0,7
14 -0,135 53,3
15 -0,322 44,7
16 -0,461 37,4
17 -0,586 23,6
18 -0,764 15,6
19 -1,011 11,1
20 -1,257 8,5
21 -1,429 7,5
22 -1,534 5,9
23 -1,757 4,9
24 -1,973 3,6
25 -2,218 2
26 -2,772 1,3
27 -3,774 0,7
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
49
5. Pengukuran momen dipol gabungan magnet1 dan magnet2
Tabel 7 hasil pengukuran medan magnet12 terhadap berbagai jarak antara magnet dengan batang
penyidik magnetik meter
No Jarak (×10-2m) Medan Magnet (×10-3T)
1 -4,838 1,3
2 -4,067 1,5
3 -3,647 2,8
4 -3,372 3,6
5 -2,756 4,1
6 -2,379 6,9
7 -1,943 10,9
8 -1,637 17,8
9 -1,492 22,3
10 -1,157 28,8
11 -0,9598 37,9
12 -0,8446 46
13 -0,6956 59
14 -0,3821 73
15 -0,2593 85,5
16 -0,1132 98
17 0,1717 94,9
18 0,5145 59,2
19 0,6639 48,3
20 0,867 37,1
21 1,183 24,1
22 1,438 17,1
23 1,679 12,7
24 2,065 7,8
25 2,388 5,9
26 2,788 4,4
27 3,247 3,1
28 3,785 2,3
29 4,164 1,8
30 4,646 1,5
31 4,942 1,3
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
50
6. Pengukuran momen dipol medan magnet gabungan magnet1, magnet2 dan
magnet3
Tabel 8 hasil pengukuran medan magnet123 terhadap berbagai jarak antara magnet dengan
batang penyidik magnetik meter
No Jarak (×10-2m) Medan Magnet (×10-3T)
1 -4,793 1,5
2 -4,578 2,1
3 -4,294 2,9
4 -3,565 3,6
5 -3,253 4,1
6 -3,142 5,7
7 -2,686 6,7
8 -2,475 8,5
9 -2,122 11,1
10 -1,636 16,6
11 -1,404 20,8
12 -1,284 24,7
13 -1,144 31,4
14 -0,9796 40,5
15 -0,8533 48,3
16 -0,7289 56,1
17 -0,5537 74,6
18 -0,4064 90,4
19 -0,2362 110,7
20 -0,1223 129,7
21 0,1263 129,7
22 0,272 111,8
23 0,5732 73
24 0,6111 69,1
25 0,7659 55,6
26 0,9182 44,2
27 1,007 38,2
28 1,256 26,2
29 1,448 19,7
30 1,645 16,3
31 1,873 13,2
32 2,137 9,1
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
51
No Jarak (×10-2m) Medan Magnet (×10-3T)
33 2,34 7,5
34 2,502 6,7
35 2,593 5,9
36 2,9 4,9
37 3,285 4,1
38 3,473 3,6
39 3,537 3,1
40 3,862 2,6
41 4,16 2,3
42 4,802 1,5
7. Pengukuran momen dipol gabungan magnet1, magnet2, magnet3
dan magnet4
Tabel 9 hasil pengukuran medan magnet1234 terhadap berbagai jarak berbagai antara magnet
dengan batang penyidik magnetik meter
No Jarak (×10-2m) Medan Magnet (×10-3T)
1 -4,98 1,5
2 -4,97 1,8
3 -3,758 2,3
4 -3,682 2,8
5 -3,362 3,1
6 -3,194 3,6
7 -3,078 4,1
8 -2,866 4,9
9 -2,646 5,9
10 -2,27 6,7
11 -2,128 9,1
12 -1,881 10,9
13 -1,853 14,8
14 -1,629 18,4
15 -1,524 21,3
16 -1,236 25,2
17 -1,032 31,4
18 -0,985 41
19 -0,7427 57,2
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
52
No Jarak (×10-2m) Medan Magnet (×10-3T)
20 -0,6635 63,4
21 -0,5253 78,7
22 -0,404 94,3
23 -0,324 110,3
24 -0,2467 137,3
25 -0,1273 155,7
26 0,163 156
27 0,3089 133,4
28 0,4756 109,2
29 0,4913 96,2
30 0,6773 73,5
31 0,8509 59
32 1,016 47,5
33 1,24 35,3
34 1,376 28,3
35 1,53 23,4
36 1,846 16,3
37 2,045 13,2
38 2,16 11,1
39 2,318 9,8
40 2,424 9,1
41 2,609 7,5
42 2,799 6,7
43 3,071 5,7
44 3,188 5,2
45 3,303 4,4
46 3,658 3,6
47 3,909 3,1
48 4,203 2,8
49 4,731 2
50 5,239 1,5
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
53
Lampiran 3C Contoh perhitungan momen dipol magnet dan ralat momen dipol
magnet
Untuk menghitung momen dipol magnet menggunakan nilai yang dihasilkan pada
grafik, nilai pada grafik sama dengan A pada persamaan
Bx = 𝐴
(𝑥2+𝑎2)3
2⁄
berikut contoh menghitung momen dipol magnet :
Nilai pada grafik (A) = (0,3 ± 1,7) × 10-15
A = 𝜇0𝜇
2𝜋
Maka :
1. Momen dipol magnet
0,3 × 10-14 = 𝜇0𝜇
2𝜋
µ = 0,3 × 10−14
𝜇02𝜋
µ = 0,3 × 10−14 × 2𝜋
4𝜋 𝑥 10−7
µ = 1,5 × 10-8 A.m2
nilai momen dipol magnet yaitu 1,5 × 10-8 A.m2.
2. Ralat momen dipol magnet
1,7 × 10-15 = 𝜇0𝜇
2𝜋
µ = 1,7 × 10−15
𝜇02𝜋
µ = 1,7 × 10−15 × 2𝜋
4𝜋 𝑥 10−7
µ = 8,5 × 10-9 A.m2
nilai ralat momen dipol magnet yaitu 8,5 × 10-9 A.m2.
sehingga nilai momen dipol yaitu (1,5 ± 0,9) × 10-9 A.m2.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
54
Lampiran 4A. Perhitungan Nilai Magnetisasi
Pada grafik hubungan antara momen dipol magnet terhadap tinggi magnet
menghasilkan nilai sebesar (5,9 ± 0,3) × 10−5 , persamaan yang digunakan pada
grafik yaitu pesamaan garis lurus
Y = mx
Sedangkan persamaan magnetisasi :
m = ℳ𝜋r2ℓ
m = ℳ𝜋r2
maka :
1. magnetisasi
ℳ = 𝑚
𝜋𝑟2
ℳ = 5,9 × 10−5
(3.14)(10−2)2
ℳ = 0,1878980892 A/m
ℳ = 1,87 × 10-1A/m
2. ralat magnetisasi
ℳ = 𝑚
𝜋𝑟2
ℳ = 0,3 × 10−5
(3.14)(10−2)2
ℳ = 9,554140127 × 10-3 A/m.
ℳ = 0,09 × 10-1A/m
Sehingga nilai magnetisasi dari magnet neodymium yaitu (1,87 ± 0,09) × 10-1A/m.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI