MAKALAH
FISIKA
DASAR
“ELECTRIC
BELL”
Disusun
Oleh:
1. Ifa
Dwi Pramaisari (160210103046)
2. Tania
Puji Anggraini (160210103048)
3. Ayu
Fardany Pramesty (160210103075)
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI
JURUSAN PENDIDIKAN MIPA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU
PENDIDIKAN
UNIVERSITAS JEMBER
2016
1.
JUDUL
Electric Bell
2.
TUJUAN
2.1 Untuk
mengaplikasikan penggunaan energi listrik menjadi energi suara dengan
menggunakan prinsip elektromagnetik.
3.
ALAT
DAN BAHAN
3.1
Alat
1.
Tang
Berfungsi untuk mengencangkan
baut.
|
2.
Obeng
Berfungsi untuk mengencangkan
baut.
|
3.
Mistar
Berfungsi
untuk menggambar tempat susunan baterai pada papan.
|
4.
Gunting
Berfungsi untuk memotong karet pelapis
kabel dan memotong lakban.
|
5.
Berfungsi untuk melubangi papan
dan lubang tersebut digunakan sebagai tempat baut. Serta untuk melekatkan
bagian ring soket arus dengan ring soket arus yang lain.
|
6.
Spidol
Berfungsi untuk menandai tempat
komponen-komponen penyusun alat bel listrik yang akan dipasang agar mudah
dalam merangkai.
|
3.2
Bahan
1.
Baut yang telah dililit kabel (soket penjepit kabel)
Berfungsi untuk menghubungkan arus
listrik dari baterai ke kumparan.
|
2.
Tangkai pemukul bel
Berfungsi sebagai alat pemukul
lonceng sehingga lonceng menghasilkan bunyi.
|
3.
Baut kecil besarta baut penyetel, ring baut, baut penyetel, dan ring soket arus
Berfungsi untuk mengencangkan
komponen-komponen penyusun rangkaian bel listrik.
|
4.
Berfungsi
sebagai penghantar arus listrik serta lilitan email berfungsi untuk mengubah
logam yang dililiti menjadi magnet setelah dialiri arus listrik.
|
5.
Kepingan logam
Berfungsi untuk melekatkan tangkai
pemukul lonceng dengan kumparan.
|
6.
Empat buah baterai besar
Berfungsi sebagai sumber arus
listrik.
|
7.
Logam genderang (Bel)
Berfungsi sebagai logam yang mampu
menghasilkan bunyi ketika dipukul.
|
8.
Papan ujian yang telah dipotong dengan ukuran 40 cm x 30 cm
Berfungsi sebagai tempat merangkai
alat bel listrik.
|
9.
Dua potong kabel sama panjang
Berfungsi untuk menghantarkan arus
listrik.
|
10.
Lakban
Berfungsi untuk merekatkan antara
baterai satu dengan baterai lainnya.
|
4. CARA KERJA
1. Siapkan beberapa baut yang diperlukan, kumparan (lilitan
kawat email), kabel, dan komponen-komponen seperti tangkai pemukul lonceng
beserta loncengnya (bel).
2. Siapkan empat buah baterai besar. Kemudian pasang baterai
secara berjajar dengan memperhatikan kutub positif bertemu dengan kutub
negatif. Agar antara satu baterai dengan baterai lainnya tersambung erat,
balutlah susunan baterai dengan lakban.
3. Lilitkan kabel yang telah dipotong menjadi dua bagian sama
panjang pada masing-masing baut, yaitu pada baut yang dilapisi dengan soket
penjepit kabel. Kabel yang digunakan berwarna merah untuk kutub positif dan
baut berwarna hitam kutub negatif.
4. Siapkan
papan ujian yang telah dipotong berukuran 40 cm x 30 cm. Lubangi papan dengan
menggunakan solder menjadi beberapa lubang sebagai tempat memasang baut dan
juga menyolder beberapa ring soket arus untuk menempelkan kawat email ke ring
soket arus.
5. Pasang kedua
baut yang telah dililitkan kabel pada papan ujian. Kencangkan dengan memasang
baut.
6. Pasang kumparan (lilitan kawat email) pada papan ujian.
Kencangkan dengan memasang baut. Sambungkan kawat email tersebut yang terdapat
pada kumparan dengan baut berwarna hitam.
7. Pasang tangkai pemukul lonceng di sebelah sisi kiri kumparan
berdekatan dengan logam kumparan. Sehingga bagian tangkai pemukul lonceng
bersentuhan dengan logam kumparan. Kencangkan dengan memasang baut. Gunakan
alat bantu tang untuk mengencangkannya.
8. Pasang sebuah kepingan logam tembaga didekat tangkai pemukul
hingga bersentuhan dengan tangkai pemukul. Kencangkan dengan memasang baut.
9. Pasang lonceng pada papan ujian. Kencangkan dengan memasang
baut. Rapatkan dengan alat bantu tang.
10. Pasang susunan baterai pada papan yang telah dipotong dengan
ukuran 40 cm x 30 cm.
11. Tempelkan ujung kabel dari masing-masing baut. Tempelkan baut
berwarna hitam dengan kutub negatif baterai dan baut berwarna merah dengan
kutub positif baterai. Maka lonceng dapat berbunyi.
5.
ANALISA DAN
PEMBAHASAN
Gaya
magnetmerupakan sebuah
fenomena kemagnetan adalah gaya yang di hasilkan oleh muatan listrik dalam
suatu bahan. Untuk menghasilkan medan magnet yang terpusat dapat di hasilkan
oleh elektromagnet. Dan hubungan antara medan magnet dan dan arus listrik
disebut dengan elektromagnetisme (Giancoli, 2001 :
422).
Elektromagnetismedigunakanpadabanyakaplikasipraktisdari
motor dan generator sampaimenghasilkanmedan magnet besaruntukriset. Bel listrik
adalah suatu alat yang mampu menghasilkan suara dari adanya perubahan energi
listrik menjadi magnet (yang nantinya menimbulkan energi gerak yang berfungsi
sebagai sumber pelaku timbulnya suara). Bel listrik yang dibuat dalam percobaan
ini, memiliki dua bagian utama yaitu; sebuah besi yang dililiti kumparan, dan
sebuah sumber bunyi (digunakan bel/lonceng sepeda). Ketika arus listrik
dialirkan pada kumparan, maka besi akan bersifat magnet sehingga dapat menarik
sebuah besi lain (pemukul), dan pemukul tersebut akan memukul bel sehingga
terjadilah bunyi.
Dengan
adanya prinsip diatas maka dapat dikembangkan
dalam pembuatan bel listrik.
Dalam pembuatan bel listrik ini, memamfaatkan arus listrik untuk diubah
menjadi medan magnet sehingga akan menghasilkan getaran. Bel listrik bekerja menggunakan
prinsip elektromagnetik yaitu pembuatan magnet sementara dengan cara dialiri
arus listrik.Ketika rangkaian di hubungkan
dengan sumber, maka arus listrik mengalir dari sumber menuju solenoida yang
berisi inti besi maka;
1. Berdasarkan prinsip elektromagnetik
maka ketika solenoida yangberisi inti besi dialiri arus listik, inti besi akan
berubah menjadi magnet sementara sehingga pemukul berosilasi dan memukul
piringan.
2. Karena adanya kawat tunggal
berosilasi maka gerakan pemukul bergerak secara periodik dan menimbulkan bunyi
bel.
Magnet induksi yang dihasilkan sangat
bergantung pada kuat arus (I), dan juga jumlah lilitan (N). Beberapa faktor
yang juga mempengaruhi kuat medan magnet yang dihasilkan adalah jenis kawat
yang digunakan sebagai solenoida dan bahan logam yang dililitkan kumparan (Resnick, 1990 : 541).
Induksi magnet adalah kuat medan
magnet akibat adanya arus listrik yang mengalir dalam konduktor. Hubungan
antara sifat listrik dan sifat magnet pertama kali ditemukan oleh seorang
ilmuwan fisika bernama Hans Christian Oersted (Denmark, 1774 – 1851). Oersted
menemukan bahwa ketika kompas diletakkan dekat dengan kawat penghantar (kawat
berarus listrik), jarum kompas tiba-tiba menyimpang dari arah semula.
Sementara, jarum kompas dapat menyimpang apabila berada dalam medan magnet.
Oersted menyimpulkan bahwa arus listrik dapat menghasilkan medan magnetik.
Medan magnetik yang dihasilkan arus
listrik ini disebut medan magnet induksi. Orientasi arah medan magnetik pada
kawat berarus listrik adalah mengikuti kaidah tangan kanan. Medan
magnet di sekitar arus listrik ini lebih dikenal dengan sebutan induksi magnet.
Pertama kali besar induksi magnet diselidiki oleh Biot dan Savart sehingga
persamaan matematis yang menyatakan induksi magnet disebut dengan Hukum Biot
Savart. Dari pengamatan kedua orang tersebut diperoleh kesimpulan bahwa
besarnya induksi magnet pada suatu titik yang ditimbulkan oleh penghantar
berarus listrik adalah :
a.
Sebanding dengan arus listrik.
b.
Sebanding dengan panjang elemen kawat penghantar.
c.
Berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara titik
tersebut terhadap elemen kawat penghantar.
d.
Sebanding dengan sinus sudut antara arah arus dengan
garis penghubung elemen kawat ke titik yang bersangkutan (Giancoli. 2001 : 428).
Solenoida adalah kumparan penghantar berbentuk memanjang. Dalam kehidupan sehari-hari
dapat kita jumpai pada travo, sepul, antena radio, koil, sepeda motor, relay,
dan sebagainya. Bila dalam solenoide dialirkan arus
listrik, maka didalam solenoida terjadi medan magnet yang
arahnya dapat ditentukandengantangankanan
(Soedojo, 1999: 210).
Hans
Christian Oersted menyelidiki bahwa di sekitar kawat berarus terdapat medan
magnet. Berdasarkan percobaannya diperoleh bahwa di sekitar kawat berarus
listrik terdapat medan magnet dan arah medan magnetik bergantung pada arah arus
listrik yang melalui kawat, Untuk melihat model percobaan ini dilihat bagian
kerja ilmiah, maka diadakan eksperimen
listrik magnet 1. Arah medan magnetik B dapat ditentukan dengan menggunakan
kaidah tangan kanan (Tipler, 2001:258).
Gambar 5.1
Rangkaian Electric Bell
Perangkaian alat bel listrik
dilakukan sedemikian hingga menjadi bel listrik yang dapat dioperasikan.
Prinsip kerja bel listrik adalah sebagai berikut. Ketika ujung kabel dari baut
berwarna merah ditempelkan pada kutub positif baterai dan ujung kabel dari baut
berwarna hitam ditempelkan pada kutub negatif baterai, maka rangkaian akan
menjadi rangkaian tertutup. Rangkaian tertutup adalah rangkaian yang dapat
mengalirkan arus listrik. Dengan rangkaian yang sebelumnya telah dihubungkan ke
sumber arus listrik (baterai), maka arus listrik akan mengalir dari sumber
listrik menuju ke interuptor (baut) melalui lilitan ujung kabel. Kemudian, arus
dilanjutkan menuju ke kumparan (logam yang dililiti kawat timah). Adanya arus
listrik yang mengalir melalui kumparan mengakibatkan logam berubah menjadi
magnet danmenarik tangkai pemukul lonceng. Akibatnya,tangkai pemukul lonceng
akan bergerak memukul lonceng berulang kali selama masih dialiri arus listrik. Ketika
ujung kabel dilepaskan pada masing-masing kutub baterai, maka rangkaian berubah
menjadi rangkaian terbuka. Sehingga, arus listrik tidak dapat mengalir dan
lonceng pun akan berhenti berbunyi.
6.
KESIMPULAN
Prinsip
kerja bel listrik menggunakan prinsip elektromagnetik, yaitu berubahnya sifat
logam menjadi magnet karena suatu aliran arus listrik. Aliran listrik yang
mengalir pada rangkaian bel listrik merupakan arus DC (searah). Sehingga, arus
listrik dapat mengalir pada setiap komponen melalui lilitan kawat timah dan
lempengan logam yang saling bersambungan. Logam yang berubah sifat menjadi
magnet akan menarik tangkai pemukul lonceng, sehingga tangkai pemukul lonceng dapat
bergerak memukul lonceng berulang kali dan menghasilkan bunyi secara terus-menerus.
DAFTAR PUSTAKA
Giancoli, Duglas C. 2001.Fisika edisi kelima
jilid 2.Jakarta:Erlangga.
Resnick, Halliday. 1990. Fisika Edisi Ketiga
Jilid 1. Jakarta : Erlangga.
Soedojo, Peter. 1999. Fisika Dasar.
Yogyakarta: Andi.
Tipler, Paul A. 2001. Fisika jilid 2. Jakarta : Erlangga.
0 komentar:
Posting Komentar