Laporan Praktikum Ekipotensial
www.hajarfisika.com
I. Latar Belakang
Atom dari setiap zat mempunyai inti atom berupa proton dan elektron yang mengelilinginya. Proton mempunyai energi listrik (muatan listrik) kasatmata dan elektron mempunyai muatan listrik negatif yang dimana sanggup membentuk potensial listrik. Ketika potensial listrik tidak berubah dari satu titik ke titik yang lain, maka medan listrik tidak sanggup mengatakan ke arah mana perpindahan tersebut, ini merupakan gagasan dari garis ekipotensial. Secara spesifik, garis yang menghubungkan antara titik yang berbeda pada potensial listrik yang sama disebut garis ekipotensial(Halliday,1997).
Oleh lantaran itu dilakukan praktikum pemetaan potensial dan medan listrik ini, untuk mengetahui bagaimana benda bermuatan mensugesti ruang disekitarnya.
II. Tujuan Percobaan
2.1 Untuk menilik potensial listrik disekitar dua konduktor yang sama dan bermuatan listrik
2.2 Untuk mengindentifikasi permukaan/garis ekipotensial
2.3 Untuk mengatakan keterkaitan antara medan listrik dan potensial listrik
III. Dasar Teori
Gejala kelistrikan sanggup dijelaskan dengan konsep medan listrik dimana medan listrik (E) yakni kawasan disekitar muatan dimana imbas listrik masih kuat pada muatan lain. Medan listrik sebagai gaya per satuan muatan pada suatu titik dalam ruang tertentu. Pada setiap titik P dalam ruang, kita sanggup mengukur gaya pada muatan uji kemudian mendefinisikan medan listrik menjadi gaya yang bekerja pada muatan uji dibagi q0(Hayt,2006) :
Dalam konsep medan listrik pengertian potensial listrik (V) merupakan energi potensial listrik (Ep) per satuan muatan, hubungan antara gaya dengan energi potensial sanggup dijelaskan dengan persamaan :
menunjukkan bahwa medan listrik berafiliasi dengan laju potensial dari suatu titik ketitik yang lain dalam ruang, semakin besar perubahan potensial listrik maka akan semakin besar medan listrik poynting sepanjang perpindahan, begitu juga sebaliknya bila potensial listrik konstan maka medan listrik tidak sanggup mengatakan arah perpindahan tersebut(Paul,1982).
Daerah diantara dua konduktor tertentu dengan potensial listrik masing-masing permukaan diketahui sebagai syarat batas maka akan diperoleh garis-garis medan atau juga dinamai gaya garis listrik dari bidang-bidang ekipotensialnya. Bidang ekipotensial yakni suatu bidan yang potensial listriknya sama disetiap titip pada bidang itu. Garis-garis medan listrik dengan bidang ekipotensial yakni saling tegak lurus satu sama lain. Untuk mendapat distribusi potensial dititik-titik yang tersebar diantara dua permukaan konduktor memakai metode pemetaan(Efendi,2007).
Garis medan dan permukaan ekipotensial saling tegak lurus. Pada sebuah medan homogen yang didalamnya terdapat garis-garis medan yang lurus, sejajar, dan berjarak sama. Ekipotensial yakni tempat/daerah-daerah atau titik-titik yang mempunyai potensial sama diantara dua muatan paling sedikit, yang ditimbulkan dari interaksi antar muatan yang menjadikan medan listrik dan mempunyai emdan potensial listrik (V)(Griffith,1999).
Garis-garis ekipotensial untuk dua kasus partikel yang sama tapi berlawan jenis sebagai garis terputus-putus. Garis-garis dan permukaan ekipotensial tidak menyerupai garis medan selalu kontinu dan tidak berakhir dan terus-menerus melewati batas(Giancoli,2001).
IV. Metodologi Percobaan
4.1 Alat dan Bahan
a. Catu daya 15 VAC (1 buah), sebagai sumber tegangan untuk diinjeksikan ke pasir
b. Multimeter (1 buah), untuk mengukur tergangan
c. Mistar (1 buah), sebagai pengukur koordinat letak elektroda
d. Elektroda (3 buah), sebagai muatan uji
e. Nampan berisi pasir (1 buah), sebagai medium untuk pemetaan potensial
4.2 Gambar Rangkaian Alat
4.3 Langkah Kerja
V. Data dan Analisa
5.2 Analisa Data
Percobaan ekipotensial ini dilakukan dengan pengukuran beda potensial di 155 titik yang tersebar merata, melalui koordinat sumbu x dan sumbu y yang berselang 2 cm. Pertama-tama yakni dengan menempatkan dua elektroda pada koordinat tertentu, catu daya elektroda negatif diletakkan pada posisi 15,22.10-2 m, catu daya elektroda kasatmata dan probe kasatmata multimeter pada posisi 15,12.10-2 m, sementara probe negatif dari multimeter sebagai elektroda muatan uji atau elektroda geser.
Prinsip kerja percobaan ini yakni dengan menginjeksikan arus listrik dari catu daya kedalam medium pasir yang dibasahi air garam dengan tegangan tertentu, melintasi elekroda-elektroda yang ditancapkan kedalam pasir dengan posisi tetap, kemudian probe negatif dari multimeter sebagai elektroda muatan uji yang sanggup dipindah-pindahkan. Ketika elektroda muatan uji tersebut ditancapkan ke dalam pasir maka beda potensial akan terbaca pada multimeter. Ketika elektroda muatan uji dipindahkan pada koordinat yang lain maka akan menghasilkan beda potensial yang berbeda-beda. Titik-titik dengan nilai tegangan yang sama sanggup dihubungkan sehingga sanggup membentuk garis-garis ekipotensial. Ketika elektroda uji didekatkan dengan elektroda negatif, tegangannya cenderung lebih besar daripada bersahabat dengan elektroda positif. Hal ini disebabkan oleh hubungan potensial listrik dengan arah medan listrik, yang mengarah keluar pada muatan kasatmata dan mengarah kedalam pada muatan negatif. Arus mengalir dari beda potensial tinggi (elektroda positif) ke beda potensial rendah (elektroda negatif).
Percobaan pertama dilakukan dengan mencari koordinat titik potensial nol, hasil data percobaan ini sanggup dilihat pada tabel percobaan 1. Titik-titik ini kemudian dihubungkan dan membentuk sebuah garis yang berbeda-beda yaitu 9,19.10-2 m dan 22,14.10-2 m. Selanjutnya titik-titik ini di plot ke dalam sebuah grafik untuk mencari garis ekipotensialnya. Berikut ini yakni gambar grafiknya :
Garis ekipotensial ditunjukkan pada gambar 1 grafik diatas menyerupai sebuah fungsi parabola yang saling berhadapan. Garis 1 dan 2 yakni garis acuannya. Garis berwarna merah merupakan garis-garis medan listrik yang mengarah keluar pada muatan kasatmata dan mengarah kedalam pada muatan negatif. Dari grafik ini juga sanggup dilihat bahwa garis ekipotensial listrik arahnya selalu tegak lurus dengan medan listrik.
Percobaan kedua didapatkan data berupa potensial listrik atau V disetiap titik yang tersebar pada koordinat rentang 2 cm sebanyak 155 titik. Dari tabel percobaan 2 sanggup ditentukan pemetaan potensial listrik dan medan listriknya yaitu dengan memakai aplikasi origin. Sumbu x, y, z secara berurut sebagai koordinat titik x, y, dan V(beda potensial), maka sanggup dibuah sebuat grafik contour pemetaan potensial listrik dan medan magnet menyerupai pada gambar berikut :
Pada gambar 2 pemetaan potensial listrik diatas, elektroda negatif dipasang pada titik 15,22.10-2 m dan dihasilkan nilai potensial listrik yang semakin besar bila digeser ke arah kiri lantaran elektroda negatif bertemu dengan probe negatif. Elektroda kasatmata dipasang pada titik 15,12.10-2 m dan dihasilkan nilai potensial listrik yang semakin kecil bila digeser ke arah kanan lantaran probe negatif semakin bersahabat dengan elektroda positif, direpresentasikan oleh grafik contour dengan warna biru. Gambar 3 merupakan grafik contour pemetaan medan listrik dimana medan listrik E diperoleh dari persamaan E = ΔV/ΔS. Dimana ΔV yakni selisih beda potensial, titik dimana V elektroda akan bernilai kasatmata atau negatif dengan titik-titik koordinat potensial yang tersebar dan ΔS yakni jarak elektroda teladan yang digunakan. Dari grafik contour medan listrik sanggup dilihat bahwa pada elektroda kasatmata dihasilkan medan listrik yang bernilai lebih kecil dibandingkan dengan elektroda negatif. Dari data grafik countour sanggup diketahui bahwa hubungan antara potensial listrik dan medan listrik yakni berbanding lurus atau sebanding, sehingga semakin besar suatu potensial listrik maka medan listriknya akan semakin besar juga, begitupun sebaliknya.
Pada ketika dilakukan pergantigan probe sebagai elektroda muatan uji atau geser dari negatif ke kasatmata dihasilkan potensial listrik yang hampir sama. Kesalahan juga terjadi dalam melaksanakan percobaan ini antara lain ; medium pasir yang dipakai kurang berair sehingga arus tidak sepenuhnya merambat, probe negatif yang ditancapkan kurang tepat, kesalahan pengukuran atau paralaks mengukur koordinat memakai mistar, dan pembacaan tegangan pada multimeter yang kurang teliti.
VI. Kesimpulan
6.1 Potensial listrik diantara dua konduktor yang sama dan bermuatan listrik akan membentuk suatu wilayah tertentu yang mempunyai nilai potensial listrik yang sama
6.2 Garis ekipotensial yakni garis yang menghubungkan titik-titik berada pada potensial yang sama. Dimana garis ekipotensial tegak lurus dengan arah medan listrik yang ditentukan dari perbedaan muatan
VII. Daftar Pustaka
Efendi, Rustom.2007. Medan Elektromagnetik Terapan. Jakarta : Erlangga.6.2 Garis ekipotensial yakni garis yang menghubungkan titik-titik berada pada potensial yang sama. Dimana garis ekipotensial tegak lurus dengan arah medan listrik yang ditentukan dari perbedaan muatan
6.3 Medan listrik dan potensial listrik mempunyai hubungan yang berbanding lurus atau sebanding, sehingga bila beda potensial listrik pada suatu titik semakin besar, maka medan listriknya juga semakin besar dan begitu sebaliknya. Hal ini sesuai dengan persamaan :
dimana :
E yakni medan listrik
ΔV yakni beda potensial
ΔS yakni jarak antara elektroda tetap dengan elektroda geser
VII. Daftar Pustaka
Giancoli, Douglas.2001. Fisika Jilid 2. Jakarta : Erlangga.
Griffith, David J.1999. Introduction to Electrodynamics. Tokyo : Prantiaw Hall.
Halliday, Resnick.1997. Fundamental Of Physics. New York : Joh Willey.
Hayt.2006. Elektromagnetika Edisi 7. Jakarta : Erlangga.
Paul, Clinton.1982. Introduction to Electromagnetic Fields. New York : Mc Graw-Hill inc.
VIII. Bagian Pengesahan
-
IX. Lampiran
Belum ada Komentar untuk "Laporan Praktikum Ekipotensial"
Posting Komentar