E-Modul Praktikum Induksi Magnetik Berbasis PBL Berbantuan Aplikasi Phyphox

i

i

Kata Pengantar

Puji syukur penulis ucapkan atas kehadirat Allah SWT yang telah
memberikan nikmat serta karunia-Nya sehingga penulis mampu menyelesaikan
E-Modul Praktikum Induksi Magnetik Berbasis PBL (Problem Based Learning)
Berbantuan Aplikasi Phyphox untuk SMA kelas XII. Terima kasih penulis
ucapkan kepada Dr. Siti Wahyuni, M.Sc. selaku dosen pembimbing yang
senantiasa membimbing dalam penyusunan e-modul, serta semua pihak yang
telah membantu proses penyelesaian e-modul praktikum ini.

E-Modul praktikum berbasis PBL (Problem Based Learning) ini disusun
berdasarkan standar isi kurikulum 2013, di dalamnya berisi praktikum pada
kawat lurus berarus (Oersted dan induksi magnetik) dan praktikum induksi
magnetik pada kawat solenoida berarus. E-Modul disusun dengan tujuan dapat
memfasilitasi kemampuan berpikir kreatif siswa pada materi induksi magnetik
menggunakan pendekatan PBL (Problem Based Learning) dengan tahapan-
tahapan: orientasi peserta didik pada masalah; mengorganisasi peserta didik
untuk belajar; membimbing penyelidikan individu maupun kelompok;
mengembangkan dan menyajikan hasil karya; menganalisis dan mengevaluasi
proses pemecahan masalah.

Penulis menyadari bahwa e-modul praktikum ini masih terdapat
kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan adanya kritik dan saran
yang dapat membangun. Penulis berharap e-modul ini dapat membantu dalam
proses pembelajaran fisika dan juga bermanfaat bagi semua pihak yang
menggunakannya.

Semarang, September 2022

Penulis

ii

Daftar Isi

Kata pengantar ………………………………………………………………...…ii
Daftar isi …………………………………………………………………………..iii
Karakteristik E-Modul ……………………………………………………………iv
Petunjuk Penggunaan E-Modul …………………………………………………v
Petunjuk penggunaan Phyphox ……………………………….……………….vi
Kompetensi Inti & Kompetensi Dasar ………………………………………….x
Indikator Pencapaian Kompetensi ……………………………………………...x
Peta Konsep ……………………………………………………………………...xi
Materi ………………………………………………………………………………1
Praktikum ………………………………………………………………………..13
Post Lab ………………………………………………………………………….35
Refleksi …………………………………………………………………………..36
Daftar Pustaka …………………………………………………………………..37

iii

Karakteristik E-Modul

Praktikum ini terdiri dari praktikum induksi magnetik pada kawat lurus dan
solenoida berarus. E-modul ini akan membantu siswa dalam mencari dan
menemukan pengetahuannya sendiri melalui model Problem Based Learning,
dengan tahapan sebagai berikut:

1 Orientasi siswa terhadap masalah.
Modul menyajikan masalah pada peserta didik yang dapat
membimbing peserta didik untuk menemukan pengetahuan sesuai
dengan tujuan pembelajaran

2 Mengorganisasikan siswa untuk belajar.
Instruksi dalam modul mengorganisasikan peserta didik untuk
belajar yaitu dengan cara diskusi

3 Membimbing penyelidikan individu maupun kelompok
Mendorong peserta didik untuk mengumpulkan informasi yang
sesuai dan melakukan praktikum untuk mendapatkan penjelasan
dan pemecahan masalah

4 Membimbing pengalaman dan menyajikan hasil karya.
Membantu peserta didik dalam menyajikan karya berupa laporan
praktikum

5 Menganalisis dan mengevaluasi proses pemecahan masalah.
Membantu peserta didik untuk melakukan refleksi atau evaluasi
terhadap penyelidikan dan proses yang digunakan

iv

Petunjuk Penggunaan E-Modul

Untuk Siswa

1. Perhatikan dengan teliti setiap bagian dalam e-modul ini dan
jangan ada bagian yang terlewatkan, karena setiap bagian
merupakan kesatuan

2. Baca dan pahamilah setiap perintah yang terdapat dalam e-
modul dengan teliti

3. Lakukan diskusi secara berkelompok untuk menyelesaikan
permasalahan yang terdapat dalam e-modul secara ringkas dan
jelas

4. Gunakanlah sumber literatur lain seperti buku dan internet
sebagai penunjang proses belajar yang kalian lakukan

5. Lakukan praktikum secara berkelompok untuk memecahkan
permasalahan yang ada supaya tercapai tujuan pembelajaran

6. Jawablah pertanyaan-pertanyaan yang terdapat pada e-modul

Untuk Guru

1. Guru memberikan penjelasan mengenai petunjuk
penggunaan e-modul praktikum kepada peserta
didik

2. Guru memerhatikan dan membimbing peserta didik
agar sistematis dalam mengerjakan setiap perintah
yang terdapat dalam e-modul ini

3. Guru membimbing peserta didik dalam setiap
kegiatan praktikum yang dilakukan

Petun4j.ukGPuerungmgeulnaakuaknaAnpklioknafsirimPahsyi pjahwoaxban peserta didik
pada akhir kegiatan pembelajaran

v

Petunjuk Penggunaan
Phyphox

Petunjuk penggunaan aplikasi Phyphox ini ditujukan untuk mengukur
nilai induksi magnetik menggunakan menu Magnetometer yang ada pada
aplikasi. Langkah-langkah penggunaannya sebagai berikut:
1. Unduh aplikasi Phyphox dengan cara buka Play Store (android) atau App

Store (iOS).
2. Buka aplikasi Phyphox, maka akan tampil seperti pada gambar berikut:

Gambar 1. Tampilan aplikasi Phyphox

3. Buka menu Magnetometer pada tampilan Phyphox, akan tertampil
beberapa fitur.

Gambar 2. Tampilan menu magnetometer

vi

4. Gunakan fitur Absolute untuk mengukur nilai induksi magnetik.

Gambar 3. Tampilan fitur absolute

5. Lakukan pengaturan durasi pelaksanaan percobaan dengan cara klik titik
tiga di pojok kanan atas, lalu pilih “Timed run” dan ceklist “Do a timed
run”, selanjutnya atur “Start delay” dengan waktu 3 sekon dan
“Experiment duration” dengan waktu 3 sekon, setelah itu atur juga bagian
“Acoustic signals” dengan klik “ACTIVATE ALL”, lalu klik “OK”.
Perhatikan Gambar 4.

Gambar 4. Pengaturan durasi percobaan

vii

6. Lakukan pengaturan perizinan akses jarak jauh untuk menghubungkan
antara aplikasi Phyphox dalam smartphone dengan web browser dalam
laptop atau smartphone yang lain agar dapat mempermudah proses
pengukuran. Pengaturan dilakukan dengan cara buka hotspot seluler
pada smartphone, lalu klik titik tiga vertikal di pojok kanan atas,
selanjutnya pilih “Allow remote access”, setelah itu klik “OK”. Pada layar
smartphone bagian bawah akan muncul link URL kemudian ketik link
URL tersebut pada laman web di laptop.

Gambar 5. Tampilan perizinan akses jarak jauh.

viii
7. Mulai lakukan percobaan dengan klik tombol play sampai diketahui

8. Letakkan smartphone pada posisi dimana nilai induksi magnetik akan
diambil. Pada percobaan kawat lurus, letakkan smartphone dengan jarak
tertentu yang tegak lurus dari kawat. Pada percobaan kawat solenoida
letakkan smartphone di pusat dalam solenoida.

9. Mulai lakukan percobaan dengan klik tombol “play” sampai diketahui
nilai induksi magnetiknya.

Gambar 6. Tampilan percobaan dimulai

Data hasil praktikum dapat dieksport dalam format excel dengan cara klik
titik tiga vertikal di pojok kanan atas, lalu pilih “Export data”, selanjutnya pilih
format “Excel” klik oke seperti yang terlihat pada Gambar 7.

Gambar 7. Tampilan petunjuk eksport eata Ecxel

ix

Kompetensi Inti & Kompetensi Dasar

Memahami, menerapkan, menganalisis dan mengevaluasi pengetahuan
kognitif, konseptual, prosedural, dan metakognitif berdasarkan rasa
KI 3 ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan
humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan,
dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta
menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik
sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah.

KD 3.3 Menganalisis medan magnetik, induksi magnetik, dan gaya magnetik
pada berbagai produk teknologi.

Indikator Pencapaian Kompetensi

Indikator pencapaian kompetensi yang terkait dengan KD. 3.3 kelas XII
SMA yaitu induksi magnetik pada kawat lurus dan solenoida berarus, diantaranya
sebagai berikut:

3.3.1 Menjelaskan konsep induksi magnetik di sekitar kawat berarus
3.3.2 Mengetahui pola garis medan magnet di sekitar kawat lurus, melingkar,

dan solenoida berarus
3.3.3 Menentukan nilai induksi magnetik di sekitar kawat lurus, melingkar,

dan solenoida berarus
3.3.4 Menjelaskan faktor-faktor yang memengaruhi nilai induksi magnetik di

sekitar kawat lurus, melingkar, dan solenoida berarus

x

PPeettaa
KKoonnsseepp

Medan Magnetik

Induksi Medan
Magnetik Magnet

Kawat Lurus Percobaan
Oersted
Solenoida

Melingkar

Hukum Ampere
&

Hukum Biot-
Savart

xi

Materi

A.
Medan Magnet
Dalam kehidupan sehari-hari tentu saja kita sudah sering

mendengar kata “magnet”, namun sering juga berpikir bahwa jika
mendengar kata magnet selalu berkonotasi menarik benda. Bagian
magnet yang mempunyai gaya tarik terbesar disebut kutub magnet.
Magnet selalu mempunyai dua kutub. Hal ini dapat diketahui jika ada
sebuah magnet dan di dekat magnet tersebut ditaburkan serbuk besi
maka di bagian ujung magnet akan banyak serbuk besi yang melekat.

Gambar 6. Medan magnet

Gambar 6 di atas menggambarkan sebuah magnet yang didekatkan
pada serbuk besi. Ujung-ujung magnet (kutub magnet) dapat menarik
serbuk besi yang membentuk pola tertentu yang disebut pola medan
magnetik. Hal tersebut menandakan adanya medan magnetik di
sekitar magnet tersebut. Selain hal tersebut, pola medan magnetik
dapat dilihat dengan menggunakan jarum kompas.

Gambar 7. Jarum Kompas yang membentuk pola medan magnetik

1

Gambar 7 menunjukkan adanya sejumlah jarum kompas yang
diletakkan awalnya utara-selatan dapat berubah jika didekatkan pada
magnet. Dari gambar tersebut kita dapat menggambarkan bahwa arah
medan magnetik adalah keluar dari kutub utara dan melengkung masuk
ke kutub selatan seperti tampak dalam gambar sebelah kanan (gambar b).
Di dalam batang magnet itu sendiri, garis-garis medan magnetnya kontinu
dari kutub selatan magnet ke kutub utaranya. Karena sebuah magnet
selalu memiliki kutub utara dan selatan, maka garis-garis medan magnet
ini akan selalu membentuk sebuah loop (lintasan yang tidak putus).

Gejala terbentuknya pola serbuk besi di sekitar magnet, tertariknya
paku besi dan berubahnya kedudukan kutub-kutub jarum kompas
disebabkan oleh adanya gaya yang ditimbulkan oleh kutub magnet.
Ruangan tempat paku atau jarum kompas disebut medan gaya. Gaya
yang menyebabkan paku menempel dan berubahnya kedudukan kutub-
kutub jarum kompas ditimbulkan oleh magnet, maka medan gaya tersebut
disebut medan magnet. Jadi, medan magnet adalah ruangan disekitar
benda-benda bersifat magnet yang masih dipengaruhi gaya magnet.

Semakin jauh sebuah posisi dari magnet semakin kecil besar medan
magnetnya karena semakin sedikit jumlah garis gaya magnetnya.
Bagaimana jika posisinya semakin dekat? Semakin dekat sebuah posisi
dari magnet maka semakin besar medan magnetnya karena semakin
banyak jumlah garis gaya magnetnya.

2

B.
Medan Magnet di Sekitar Kawat Berarus

Hans Christian Oersted PERCOBAAN OERSTED
(1820)
Hans Christian Oersted pada tahun 1820 telah melakukan
pengamatan keberadaan medan magnet di sekitar kawat
berarus. Pada saat ada kawat mendatar berarus, kemudian
di atas kawat itu ditempatkan sebuah kompas dengan
kedudukan awal kutub-kutub jarumnya ke arah utara-
selatan, pada umumnya akan terjadi pergeseran arah
orientasi jarum kompas, demikian juga pada saat jarum
kompas diletakkan di bawah kawat berarus, akan terjadi
pergeseran arah orientasi jarum kompas. Bila kemudian
arus itu diputus (dimatikan) maka arah orientasi jarum
kompas kembali seperti semula, yaitu ke arah utara selatan.

Untuk memudahkan kita mengingat arah garis-garis medan magnetik
di sekitar kawat berarus, kita dapat menggunakan kaidah tangan kanan.

Kaidah Tangan Kanan

Kawar Lurus

“Pegang kawat dengan
tangan kanan anda

sehingga ibu jari anda
menunjuk sesuai arah arus
positif ( I ), maka jari anda

akan mengelilingi kawat
sesuai arah induksi
magnetik ( B ).”

Gambar 8. kaidah tangan kanan

3

Next Solenoida

Gambar 9. Kaidah Tangan Kanan “Arah putaran keempat jari
kawat Solenoida menunjukkan arah putaran
arus, sedangkan arah ibu

jari menunjukkan arah
medan magnet yang
dihasilkan, yaitu keluar dari
satu ujung (kutub utara) dan
masuk ke ujung lainnya

(kutub selatan).”

Melingkar
“Arah putaran keempat jari
menunjukkan arah putaran
arus, sedangkan arah ibu

jari menunjukkan arah
medan magnet yang

dihasilkan.”

Gambar 10. Kaidah Tangan Kanan
Kawat Melingkar

Induksi Magnetik

Induksi magnetik ( B ) adalah besaran yang menyatakan medan magnet
di sekitar kawat berarus listrik. Induksi magnetik termasuk besaran vektor,
yaitu memiliki besar dan arah.

Next…

4

Hukum Biot-Savart

Ilmuwan bernama Biot dan Savart berhasil menemukan persamaan
kuantitatif untuk menentukan besar induksi magnetik di sekitar kawat berarus,
yang disebut hukum Biot-Savart.

“Besar induksi magnetik pada satu titik di sekitar elemen arus,
sebanding dengan panjang elemen arus, besar kuat arus, sinus sudut
yang diapit arah arus dengan jaraknya sampai titik tersebut dan
berbanding terbalik dengan kwadrat jaraknya.”

Hukum tersebut dinyatakan dengan persamaan:

= 0 sin
4 2

= 0 ∫ sin …………….(1)
4 2

dengan:
B : induksi magnetik (T)
: arus listrik (A)
0 : permeabilitas vakum (4 × 10−7 Wb/Am)
: jarak titik ke kawat (m)
: sudut apit antara elemen arus I dl dengan vektor posisi r

5

Induksi Magnetik di Sekitar Kawat Berarus

Induksi Magnetik di sekitar kawat lurus berarus

Perhatikan Gambar 10, berdasarkan hukum Biot-Savart untuk menghitung
besar induksi magnetik pada suatu titik P yang berjarak r dari sepotong
kawat yang dilalui arus listrik I, dengan sudut apit = ∠ = 180o -
adalah seperti persamaan berikut:

= 0 ∫
4 2

= 0 ∫ (180° − )
4 2

= 0 ∫ sin
4 2

Gambar 11. Induksi magnetik di suatu titik berjarak a

Jika sebagai variabel integrasi dan sebagai elemen integrasi, maka kita
harus menyatakan dan dalam , serta dalam . Oleh karena itu,
persamaan induksi magnetik di titik P menjadi:

= 0 ∫ sin
4 2

= 0 [ 2 − 1]
4

Gambar 12. penentuan 1 dan 2 pada kawat lurus

6

Berdasarkan Gambar 12, sudut 1 bertanda negatif karena perputaran
sudutnya dari garis acuan (OP) searah jarum jam, sedangkan sudut 2

bertanda positif karena perputaran sudutnya berlawanan arah jarum jam,

sehingga:

= 0 [ 2 − (− 1)]
4

= 0 [ 1 + 2] ……………..(2)
4

Persamaan (2) digunakan untuk menentukan besar induksi magnetik di
sekitar kawat lurus berarus dengan panjang tertentu.

Besar induksi magnetik di sekitar kawat lurus sangat Panjang dengan
nilai 1 medekati 90o dan 2 mendekati 90o dapat ditentukan dengan
persamaan berikut:

= 0 [sin 90° + sin 90°] …………….(3)

4

= 0 [1 + 1]

4

= 0

2

Persamaan (3) berlaku selama jarak tegak lurus suatu titik terhadap kawat,
jauh lebih kecil daripada jarak suatu titik ke ujung kawat atau kawat lurus
yang sangat Panjang.

7

Induksi Magnetik di sekitar kawat melingkar berarus

Gambar 13. Sebuah kawat membentuk lingkaran dengan jari-jari

Gambar 13 menunjukkan sebuah kawat berbentuk lingkaran dengan
jari-jari dialiri arus listrik . Jarak titik ke keliling lingkaran adalah dan
sumbu pusat lingkaran adalah . Induksi magnetik di P oleh elemen kawat
yang dialiri arus adalah:

= 0
4 2

Oleh karena tegak lurus , berarti = 90° sehingga persamaan di atas
dapat dituliskan menjadi

= 0
4 2

Vektor dapat diuraikan menjadi dua komponen, yaitu yang sejajar dengan
sumbu lingkaran sin dan yang tegak lurus sumbu lingkaran adalah
cos . Komponen cos akan saling menghilangkan dengan komponen
yang berasal dari elemen lain yang berseberangan sehingga hanya
komponen sin saja yang masih tersisa.

= 0 sin
4 2

Induksi magnetik di titik P dari seluruh bagian lingkaran yang
kelilingnya sama dengan panjang seluruh kawat 2 = adalah

8

= = 0 2 = 0 (2 )
4 2 4 2
∫ ∫

0 0

= 0
2 2

Dari Gambar 12 didapatkan bahwa = sehingga persamaan tersebut


dapat diubah menjadi

= 0 2
2 2

= 0 3 ………….(4)
2

Persamaan 4 digunakan untuk menentukan induksi magnetik pada sebuah
titik di sumbu lingkaran yang memiliki jari-jari a.

Induksi magnetik di titik pusat lingkaran , = 0 dan = 90° dapat
ditentukan dengan persasamaan 5.

= 0 = 0 90°
0 2 2
2 2
= 2 …………(5)

Induksi magnetik di titik pusat lingkaran suatu kumparan tipis dengan N buah

lilitan adalah:

= 0 ………….(6)
2

9

Hukum Ampere

Apakah ada hubungan antara arus di sebuah kawat berbentuk
sembarang dengan medan magnet di sekelilingnya?

Ilmuwan Perancis Andre Marie Ampere (1775-1836) mengemukakan bahwa
pada lintasan tertutup di sekeliling sebuah arus yang tersusun segmen-
segmen singkat masing-masing sepanjang . Hasil kali dari panjang setiap
segmen dengan yang sejajar segmen tersebut, jika dijumlahkan hasilnya
akan sama dengan hasil kali 0 dengan arus yang melewati permukaan
yang dikelilingi oleh lintasan. Hal ini dikenal sebagai Hukum Ampere.

Hukum Ampere menyatakan hubungan berikut: ………. (7)
∮ ∙ = 0

∮ = 0

Ampere menemukan hubungan antara kuat arus listrik dan induksi magnetic di

sekitar kawat lurus berarus. Dengan ∮ adalah keliling lingkaran di sekitar kawat

berarus listrik. Jika jari-jari keliling lingkaran , maka ∮ = 2 . Persamaan

menjadi:

(2 ) = 0 ……….. (8)
= 0

2

: induksi magnetik (T)

: arus listrik (A)

0 : permeabilitas vakum (4 × 10−7 Wb/Am)
: jari-jari keliling lingkaran (m)

Pada beberapa peralatan listrik, kita sering melihat sebuah kawat yang

dililitkan pada sebuah logam yang dikenal sebagai kumparan. Ketika peralatan

tersebut dialiri arus listrik, maka kumparannya akan menimbulkan magnet di

sekitarnya. Untuk mencari besar medan magnet di sekitar kumparan kita akan

10

menemukan kesulitan jika menggunakan hukum Biot-Savart. Hal yang mudah untuk
menentukannya adalah dengan menggunakan hukum Ampere.

Induksi Magnetik di sekitar kawat solenoida berarus

Solenoida (sering disebut juga kumparan) adalah seutas kawat
panjang yang dililitkan mengitari sebuah penampang berbentuk silinder.
Besar induksi magnetik di dalam solenoida dapat ditentukan dengan lebih
mudah menggunakan hukum Ampere.

Solenoida yang memiliki lilitan per satuan panjang ( = ), jumlah



lilitan sepanjang sama dengan , dan arus yang melintasi lengkung
persegi panjang PQRS adalah = dengan adalah arus dalam setiap
lilitan.

Gambar 14. Menggunakan hukum Ampere untuk menentukan induksi magnetik pada
solenoida

Hukum Ampere memberikan persamaan berikut.
∮ ∙ = 0



∫ ∙ + ∫ ∙ + ∫ ∙ + ∫ ∙ = 0( )



+ 0 + 0 + 0 = 0
= 0

11

Induksi magnetik di tengah-tengah solenoida:

= ……….. (9)


Titik-titik yang terletak pada poros ternyata memiliki nilai induksi

magnetik paling kuat di pusat solenoida dan berkurang terus sampai ke ujung

solenoida. Induksi magnetik di ujung solenoida yang sangat panjang

dibandingkan dengan ukuran diameternya dapat ditentukan dengan

persamaan berikut:

= 1 0 …….. (10)
2

dengan:

: induksi magnetik (T)
: arus listrik (A)
0 : permeabilitas vakum (4 × 10−7 Wb/Am)
L : panjang solenoida (m)
N : jumlah lilitan

12

PRAKIKUM 1

Oersted dan Induksi Magnetik pada
Kawat Lurus

Wacana 1

Apakah kalian pernah melihat

SUTET (Saluran Udara Tegangan

Extra Tinggi)? Bolehkah di sekitar

area SUTET dijadikan sebagai tempat

pemukiman warga?

SUTET adalah sebuah struktur

yang digunakan dalam transmisi dan

distribusi tenaga listrik untuk Gambar 15. Saluran Udara Tegangan Extra
menghantarkan daya listrik ke tempat Tinggi (SUTET)

yang jauh. Saluran listrik dapat terdiri

dari satu atau lebih konduktor yang

dipasangkan pada menara atau tiang.

SUTET merupakan salah satu cara yang diupayakan pemerintah untuk

meratakan akses suplai listrik ke seluruh daerah. Menurut kalian adakah

medan magnet di sekitar SUTET? Bagaimana arah dari medan magnet

tersebut?

Berdasarkan peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral RI No.

13 Tahun 2021, Jarak bebas horizontal dari sumbu tiang SUTET 275 kV sirkuit

ganda adalah 13 m; 500 kV sirkuit tunggal 22 m dsb. Jarak bebas minimum

vertikal bangunan dari konduktor SUTET 275 kV adalah 7 m; 500 kV adalah 9

m, dan terdapat aturan-aturan lainnya terkait jarak aman dari SUTET.

Berdasarkan informasi tersebut adakah keterkaitan antara jarak suatu titik

dari konduktor arus dengan besarnya medan magnet (induksi magnetik)?

Selain itu adakah hubungan antara besar arus yang mengalir dengan induksi

magnetik?

13

DISKUSI

Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan berdiskusi bersama teman

sekelompokmu!

1. Tuliskan minimal 3 permasalahan yang kalian temukan setelah membaca

wacana di atas!

Jawaban

2. Menurut kalian di antara teori-teori berikut manakah yang berhubungan
dengan masalah yang kalian temukan dari wacana? Jelaskan!
a. Percobaan Oersted
b. Hukum Biot-Savart
c. Hukum Ampere
(Cari referensi dari internet dan buku untuk mengetahui teori)
Jawaban

3. Berdasarkan teori yang telah kalian temukan, bagaimana cara untuk

menyelesaikan masalah tersebut?

Jawaban

14

Mari Membuktikan ..!!!

Lakukan praktikum sederhana untuk memecahkan dan menjawab
permasalahan yang berkaitan dengan kawat lurus berarus sesuai dengan
tujuan praktikum.

Tujuan Praktikum

a. Mengidentifikasi adanya medan magnet di sekitar kawat lurus
berarus

b. Menggambarkan hubungan antara arah arus listrik dengan pola garis
arah medan magnet

c. Menentukan besar arus listrik yang mengalir pada kawat lurus
berarus

d. Mengidentifikasi hubungan antara jarak suati titik yang tegak lurus
pusat kawat dengan nilai induksi magnetik di sekitar kawat lurus
berarus
Alat dan Bahan

Batu baterai Kawat Kompas Penggaris

Smartphone Styrofoam Kabel Paku

15

Selotip Gunting

Langkah Kerja

Kegiatan 1

a. Buatlah rangkaian seperti Gambar 12, dengan cara sebagai berikut:
• Siapkan 2 buah kabel, 2 buah paku, dan kawat lurus sepanjang 50
cm.
• Hubungkan ujung-ujung kawat pada paku dan kabel menggunakan
selotip, lalu tancapkan paku pada styrofoam.
• Hubungkan ujung-ujung kabel lainnya pada batu baterai

Gambar 16. Rangkaian kawat lurus berarus

b. Letakkan kompas dengan arah utara-selatan di bawah kawat seperti
Gambar 17.

Gambar 17. Posisi kompas jarum.

16

c. Amatilah arah pola medan magnet di sekitar arus tersebut dengan
memperhatikan arah penyimpangan jarum kompas.

d. Dokumentasikan penyimpangan arah jarum kompas.
e. Gambarkan arah dan pola garis medan magnet dengan arah arus yang

mengalir pada sebuah tabel pengamatan.
f. Ulangi langkah a-e dengan memvariasikan arah arus yang mengalis pada

kawat lurus berarus.

Kegiatan 2
a. Gunakan rangkaian pada praktikum 1 untuk mengukur nilai induksi

magnetik di sekitar kawat lurus berarus.
b. Ambil sebuah titik dengan jarak tertentu yang tegak lurus dari pusat

kawat lurus berarus.
c. Amati nilai induksi magnetik pada titik tersebut menggunakan aplikasi

Phyphox sesuai petunjuk penggunaan Phyphox pada menu
Magnetometer.
d. Catat hasil pengamatan pada tabel pengamatan.
e. Ulangi langkah a-e dengan memvariasikan jarak sebuah titik yang tegak
lurus dari pusat kawat lurus berarus.

17

Tabel Pengamatan

Kegiatan 1

Arah arus Tabel 1. Data pengamatan Kegiatan 1

Gambar penyimpangan jarum Gambar pola medan magnet
kompas

Kegiatan 2

Tabel 2. Data pengamatan Kegiatan 2

No. Baterai (volt) Jarak (m) B (T)
1. 0,01 …
2. 0,02 …
3. 9 0,03 …
4. 0,04
5. 0,05

18

Analisis Data Kegiatan 2
Analisislah perhitungan arus listrik yang mengalir pada rangkaian
menggunakan persamaan (3). Apakah arus yang mengalir pada rangkaian
nilainya konstan? Berikan penjelasanmu di Pembahasan.

Buatlah grafik hubungan antara jarak dengan induksi magnetik berdasarkan
data penelitian Kegiatan 2

19

Pembahasan

Buatlah pembahasan dari Kegiatan 1 dan Kegiatan 2 secara berkelompok,
hubungkan antara teori dengan hasil praktikum yang telah kalian dapatkan,
serta kaitkan dengan permasalahan yang kalian tuliskan pada bagian Diskusi!
Jika hasil praktikum tidak sesuai dengan teori, berilah penjelasan secara
ilmiah untuk hasil yang berbeda tersebut.

……………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………K…e…s…i…m…p…u…l…a…n………………………………………………………………………………………………………

Berdasarkan pembahasan dan tujuan praktikum yang berkaitan dengan
pr…a…kt…ik…u…m……1……i…n…i, tuliskan kesimpulan yang dapat kalian peroleh setelah

melakukan Kegiatan 1 dan Kegiatan 2!

……………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………..

20

PRAKIKUM 2

Induksi Magnetik pada Kawat Solenoida

Wacana 2

Gambar 18. Bel Listrik Elektromagnet

Apakah kalian pernah melihat atau memanfaatkan secara langsung sebuah
bel listrik? Meskipun saat ini banyak bel yang menggunakan sistem elektronik,
bel listrik yang menggunakan prinsip elektromagnetik masih banyak digunakan
di beberapa pabrik, pusat perbelanjaan, dan hotel. Tempat-tempat tersebut
memanfaatkan bel listrik elektromagnet untuk alarm kebakaran, alarm maling,
maupun bel di sekolah. Pada bel listrik elektromagnet terdapat kumparan di
dalamnya dan memanfaatakan medan magnet sebagai sistem kerja untuk
menghasilkan bunyi.

Menurut kalian bagaimana medan listrik pada sistem bel listrik dihasilkan?
Apakah jumlah lilitan pada kumparan berpengaruh terhadap besar medan
magnet?

Dalam suatu kegiatan eksperimen kalian diminta untuk mengamati apa saja
faktor yang mempengaruhi besar medan magnet di sekitar kawat solenoida
berarus dan bagaimana hubungan antara faktor-faktor tersebut dengan besar
medan magnet yang dihasilkan? Selain itu juga mengamati bagaimana pola
medan magnet yang dibentuk oleh solenoida berarus?

21

DISKUSI

Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan berdiskusi bersama teman

sekelompokmu!

1. Tuliskan minimal 3 permasalahan yang kalian temukan setelah membaca

wacana di atas!

Jawaban

2. Menurut kalian di antara teori-teori berikut manakah yang berhubungan
dengan masalah yang kalian temukan dari wacana? Jelaskan!
a. Percobaan Oersted
b. Hukum Biot-Savart
c. Hukum Ampere
(Cari referensi dari internet dan buku untuk mengetahui teori)
Jawaban

d. Berdasarkan teori yang telah kalian temukan, bagaimana cara untuk

menyelesaikan masalah tersebut?

Jawaban

22

Mari Membuktikan ..!!!

Lakukan praktikum sederhana untuk memecahkan dan menjawab
permasalahan yang berkaitan dengan kawat solenoida berarus sesuai dengan
tujuan praktikum.

Tujuan Praktikum

a. Menentukan besar arus listrik yang mengalir pada kawat solenoida
berarus

b. Mengidentifikasi hubungan antara jumlah lilitan dengan induksi
magnetik pada kawat solenoida berarus

c. Mengidentifikasi hubungan antara besar arus listrik yang mengalir
dengan nilai induksi magnetik pada kawat solenoida berarus

Alat dan Bahan

Batu baterai Kawat Karton Penggaris

Smartphone Selotip Kabel Paku

23

Gunting
Langkah Kerja
a. Buatlah silinder berdiameter 10 cm menggunakan karton, ujung-ujung
silinder diberi paku seperti Gambar 19.

Gambar 19. Silinder
b. Buatlah sebuah kumparan (solenoida) dari kawat dengan jumlah lilitan

tertentu pada silinder yang telah dibuat, seberti Gambar 20.

Gambar 20. Kumparan (solenoida)
c. Hubungkan ujung-ujung kawat solenoida pada paku yang berada di ujung

silinder, lalu sambungkan dengan kabel yang telah dihubungkan ke batu
baterai.

24

d. Letakkan smartphone (aplikasi phyphox) di dalam silinder dengan posisi
di bagian tengah solenoida

e. Amati besar induksi magnetik mengggunakan sensor magnetometer
pada aplikasi Phyphox.

f. Catat hasil pengamatan pada tabel pengamatan.
g. Ulangi langkah a-e dengan memvariasikan jumlah lilitan kumparan

(solenoida).
h. Ulangi langkah a-g dengan memvariasikan nilai tegangan batu baterai.

Tabel Pengamatan

Tabel 3. Data pengamatan praktikum wacana 2

Batu baterai Jumlah Panjang solenoida Induksi magnetik
No. lilitan (m) atau B (T)

(volt)

1. 30 … …

2. … 40 … …

3. 50 … …

4. 30 … …

5. … 40 …

6. 50 … …

Analisis Data

Analisislah perhitungan arus listrik yang mengalir pada rangkaian
menggunakan persamaan induksi magnetik di tengah solenoida!

25

Buatlah grafik hubungan antara jumlah lilitan dengan nilai induksi magnetik
berdasarkan hasil pengamatan yang telah dilakukan!

Buatlah grafik hubungan antara arus listrik dengan nilai induksi magnetik
berdasarka hasil perhitungan arus listrik dan data pengamatan yang telah
dilakuakan!

26

Pembahasan

Buatlah pembahasan secara berkelompok dengan menghubungkan antara teori
dan hasil praktikum yang telah kalian dapatkan. Kaitkan dengan permasalahan
yang kalian tuliskan setelah membaca wacana! Jika hasil praktikum tidak sesuai
dengan teori, berilah penjelasan secara ilmiah untuk hasil yang berbeda
tersebut.

……………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………K…e…s…i…m…p…u…l…a…n…………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
Be…r…d…a…sa…r…k…an……p…e…m…bahasan dan tujuan praktikum yang berkaitan dengan
praktikum ini, tuliskan kesimpulan yang dapat kalian peroleh!

………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………..

27

Praktikum 3

Induksi Magnetik pada Kawat Melingkar

Wacana 3

Terdapat sebuah kawat melingkar berarus dengan jari-jari tertentu.
Seorang anak ingin mengetahui nilai induksi magnetik terbesar di sekitar
kawat melingkar berarus tersebut. Mengingat adanya faktor-faktor yang
memengaruhi nilai induksi magnetik di sekitar kawat melingkar berarus,
diskusikanlah pertanyaan-pertanyaan pada bagian diskusi dengan teman
sekelompokmu.

Buktikan hasil diskusi yang telah kalian dapatkan untuk memecahkan
permasalahan mengenai induksi magnetik di sekitar kawat berarus dalam
sebuah praktikum!

DISKUSI
Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan berdiskusi bersama teman
sekelompokmu!
1. Bagaimana keterkaitan antara hukum Biot-Savart dengan induksi magnetik di

sekitar kawat melingkar berarus?
Jawaban

28

2. Bagaimana hubungan antara jari-jari kawat melingkar dengan nilai induksi
magnetik di pusat kawat melingkar berarus?
Jawaban

3. Apa saja faktor-faktor yang akan kalian variasikan untuk mendapatkan nilai
induksi magnetik terbesar di sekitar kawat melingkar berarus?
Jawaban

4. Bagaimana cara yang akan kalian lakukan untuk mendapatka nilai induksi
magnetik terbesar di sekitar kawat melingkar berarus berdasarkan hukum
Biot-Savart?
Jawaban

29

Mari Membuktikan ..!!!

Lakukan praktikum sederhana untuk memecahkan dan menjawab permasalahan
yang berkaitan dengan kawat melingkar berarus sesuai dengan tujuan praktikum.

Tujuan Praktikum

a. Menentukan besar arus yang mengalir pada kawat melingkar berarus.
b. Mengidentifikasi hubungan antara jari-jari lingkaran kawat melingkar

dengan induksi magnetik pada kawat melingkar berarus.
c. Mengetahui faktor yang memengaruhi induksi magnetik pada kawat

melingkar berarus
Alat dan Bahan

Batu baterai Kawat Penggaris Smartphone

Styrofoam Kabel Paku Selotip

Gunting

30

Langkah Kerja
a. Buatlah rangkaian seperti Gambar 21, dengan cara sebagai berikut:

• Siapkan 2 buah kabel, 2 buah paku, dan kawat.
• Hubungkan ujung-ujung kawat pada paku dan kabel menggunakan

selotip, kawat membentuk lingkaran 1 lilitan.
• Tancapkan kedua paku paku pada styrofoam.
• Hubungkan ujung-ujung kabel lainnya pada batu baterai

Gambar 21. Rangkaian kawat melingkar berarus

b. Amati nilai induksi magnetik pada pusat lingkaran menggunakan
aplikasi Phyphox sesuai petunjuk penggunaan Phyphox pada menu
Magnetometer.

c. Catat hasil pengamatan pada tabel pengamatan.
d. Ulangi langkah a-d dengan memvariasikan jari-jari lingkaran kawat

melingkar berarus.

31

Tabel Pengamatan

Tabel 4. Data pengamatan praktikum wacana 3

No. Baterai (Volt) Jari-jari (m) B (T)
…
1. 0,08 …
…
2. 9 0,10

3. 0,12

Analisis Data

Analisislah perhitungan arus listrik yang mengalir pada rangkaian menggunakan
persamaan induksi magnetik di pusat kawat melingkar berarus!

Buatlah grafik hubungan antara arus listrik dengan nilai induksi magnetik
berdasarka hasil perhitungan arus listrik dan data pengamatan yang telah
dilakuakan!

32

Pembahasan
Buatlah pembahasan secara berkelompok dengan menghubungkan antara teori
dan hasil praktikum yang telah kalian dapatkan. Kaitkan dengan permasalahan
yang kalian tuliskan setelah membaca wacana! Jika hasil praktikum tidak sesuai
dengan teori, berilah penjelasan secara ilmiah untuk hasil yang berbeda tersebut.

Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan dan tujuan praktikum yang berkaitan dengan praktikum
ini, tuliskan kesimpulan yang dapat kalian peroleh!

33

Daftar Pustaka

Tuliskan daftar pustaka dari buku maupun internet yang kalian jadikan referensi
atau rujukan!

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………..…………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………

Selamat mengerjakan!
Kerjakan dengan senang dan semangat

34

POPOSSTT LALBAB

Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini!
1. Definisikan pengertian medan magnet dan induksi magnetik berdasarkan

percobaan yang telah kamu lakukan!
2. Apabila arus listrik dalam suatu kawat transmisi SUTET mengalir ke arah

timur, bagaimana arah medan magnetik yang dihasilkan di bagian atas,
bawah, utara, dan selatan kawat? Gambarkan arah dan polanya!
3. Berdasarkan percobaan yang telah kamu lakukan, buatlah grafik hubungan
antara jarak suatu titik tegak lurus pusat kawat lurus dengan nilai induksi
magnetik, serta jelaskan menggunakan bahasamu sendiri!
4. Pada saat seperti apakah nilai induksi magnetik pada kawat solenoida
berarus bernilai maksimal? Jelaskan!
5. Bagaimana pengaruh perubahan arus listrik terhadap besar induksi
magnetik yang dihasilkan pada kawat solenoida berarus? Jelaskan!
6. Bagaimana pengaruh jari-jari lingkaran terhadap induksi magnetic pada
kawat melingkar bearus?
7. Apa saja faktor yang mempengaruhi induksi magnetik di sekitar kawat
lurus, melingkar, dan solenoida berarus?
8. Sebutkan dan jelaskan 2 contoh penerapan konsep induksi magnetik dalam
kehidupan sehari-hari!

35

REFLEKSI

1. Apa yang membuat kalian yakin dengan cara penyelesaian masalah yang
kalian ajukan?

2. Apakah kegiatan praktikum yang kalian lakukan dapat membantumu dalam
memecahkan masalah yang telah kalian tuliskan pada saat diskusi?

3. Apakah teori yang kalian jelaskan pada saat diskusi sesuai dengan hasil
percobaan?

4. Setelah melakukan kegiatan yang ada pada e-modul ini, hal apa saja yang
kalian pelajari?

Tuliskan jawaban diskusi, laporan, jawaban post lab, dan refleksi
kalian di kertas. Kumpulkan pada guru yang mengajar di kelas!
Lakukan dan kerjakan dengan senang dan sungguh-sungguh ya..

36

DAFTAR PUSTAKA

Giancoli, Douglas C., 2014. Fisika: Prinsip dan Aplikasi Edisi Ketujuh Jilid 1.
Jakarta: Penerbit Erlangga.

Haliday, Resnick & Walker, 2005. Fisika Dasar Edisi 7. Jakarta: Penerbit
Erlangga.

J. Bambang dan Priyambodo, 2010. Fisika Dasar: Listrik-Magnet, Optika, Fisika
Modern. Yogyakarta: C.V ANDI OFFSET

Kamajaya, 2007. Cerdas Belajar Fisika. Bandung: Grafindo Media Pratama.
Kanginan, Marthen, 2013. Fisika untuk SMA/MA kelas XII. Jakarta: Penerbit

Erlangga.
Menteri ESDM, 2021. Peraturan ESDM Tentang Ruang Bebas dan Jarak Bebas

Transmisi Tenaga Listrik.
Tim Dosen Fisika Dasar 2, 2018. Buku Panduan Praktikum Fisika Dasar 2.

Semarang: Lab. Fisika Dasar UNNES.

37

38