pen gukur an magnetisasi pada magnet permanen …

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 :


NIM : 171424017

Disetujui oleh :

Pembimbing

Elisabeth Dian Atmajati, S.Pd., M.Si. Tanggal : 25 Juni 2021


iii


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.


iv

MOTTO

“SEKAYA APAPUN ANDA TIDAK AKAN MAMPU MEMBELI WAKTU YANG

SUDAH BERLALU. ”


v

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Penulis



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.


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 :


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


Pada tanggal : 12 Juli 2021


vii

ABSTRAK


NEODYMIUM (NdFeB)


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.


viii

ABSTRACT

THE MEASUREMENT OF MAGNETIZATION ON PERMANENT MAGNETS

NEODYMIUM (NdFeB)


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.


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.


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



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...............................................................................................................


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


xiii

5.1. Kesimpulan ................................................................................................... 36

5.2. Saran ............................................................................................................. 36

Daftar Pustaka ............................................................................................................. 36


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













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


xvi


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







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


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.


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


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


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.


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.


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).


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 :


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


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)


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


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)


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


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,


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 :


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)


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


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).


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.


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.


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.


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.


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.


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.


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


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:


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 :


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


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.


dan batang penyidik magnetik meter


29


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.


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


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.


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


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


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


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.


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.


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


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


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


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


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.


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


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.


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




jarak antara magnet4 dengan batang penyidik magnetik meterGambar

8 Grafik hubungan antara medan magnet terhadap berbagai jarak

antara magnet3 dengan batang penyidik magnetik meter


jarak antara magnet4 dengan batang penyidik magnetik meterGambar

10 Grafik hubungan antara medan magnet terhadap berbagai jarak

antara magnet3 dengan batang penyidik magnetik meter


44

3. Hasil pengukuran medan magnet terhadap jarak antara magnet dengan batang

penyidik magnetik meter




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


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


46


Tabel 4 hasil pengukuran medan magnet2 terhadap berbagagi jarak antara magnet dengan



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


47





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


48


Tabel 6 hasil pengukuran medan magnet4 terhadap berbagai berbagai jarak antara magnet

dengan batang penyidik magnetik meter


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


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


50

6. Pengukuran momen dipol medan magnet gabungan magnet1, magnet2 dan

magnet3




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


51


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


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


52


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


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.


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.


pen gukur an magnetisasi pada magnet permanen …

Documents