Bab I listrik statis 3 Muatan Listrik 3

b. Alat Dan Bahan

• 
  Paku besar 10 cm = 1 buah
  
• 
  Paku kecil-kecil = 10 buah
  
• 
  Kawat tembaga = secukupnya
  
• 
  Sumber tegangan DC = 1 buah
  
• 
  Paku kecil-kecil = 10 buah
  

c. Tujuan : Menyelidiki faktor-faktor yang mempengaruhi kuat medan magnet disekitar kumparan arus listrik

d. Prosedur Kegiatan

2. Hubungkan ujung-ujung kawat pada sebuah baterei seperti gambar di samping.

3. Kemudian setelah beberapa saat dekatkan paku-paku kecil pada ujung paku besar. Apa yang terjadi ? ....................................................

4. Mengapa demikian ? ...................................................................................................................... .........................................................................................................................................................

5. Tambahlah baterai sehingga menjadi 2 ( 3 volt) seperti gambar di bawah

6. Dekatkan paku-paku kecil ke ujung paku besar. Bagaimana jumlah paku kecil yang menempel ke ujung paku besar dibanding dengan menggunakan satu baterai ? ...........................................

7. Semakin apa sifat kemagnetan yang ditimbulkan ? .......................................................................

8. Menambah baterai sama dengan memperbesar kuat arus listrik. Berarti sifat kemagnetan yang ditimbulkan tergantung dari ..........................................................................................................

9. Ulangi kegiatan 5) tetapi lilitannya diperbanyak menjadi dua kali seperti gambar di bawah.

10. Dekatkan paku-paku kecil ke paku besar, apakah paku-paku kecil yang menempel lebih banyak? ........................................................................................................................................................

11. Mengapa demikian ? ...................................................................................................................... ........................................................................................................................................................

12. Ambillah paku yang dililiti kawat tersebut.

13. Tempelkan paku-paku kecil pada ujung kumparan, apakah paku-paku kecil menempel ? ............

14. Mengapa demikian ? ......................................................................................................................

Dari kegiatan di atas tulislah kesimpulan di bawah ini !

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

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

........................................................................................................................................................................
Informasi:

Sifat kemagnetan yang ditimbulkan oleh arus listrik di sebut elektromagnet
H. Pemanfaatan Kemagnetan dalam Produk Teknologi
Produk teknologi yang memanfaatkan sifat kemagnetan di antaranya :

Produk teknologi yang menggunakan prinsip kerja elektromagnet:

EVALUASI
Pilih salah satu jawaban yang benar !

1. Sebuah magnet batang dipotong menjadi tiga bagian, seperti gambar di bawah ini! Kutub-kutub magnet yang benar pada ujung-ujung magnet dengan angka 2, 4, dan 5 adalah: A. 2 = selatan, 4 = selatan, dan 5 = utara B. 2 = utara, 4 = selatan, dan 5 = utara C. 2 = selatan, 4 = utara, dan 5 = utara D. 2 = utara, 4 = utara, dan 5 = selatan 2. Serbuk besi yang ditaburkan pada sebuah magnet batang hanya melekat pada ujung-ujungnya saja sebab ... A. medan magnet batang lemah , B. magnet batang memiliki 2 kutub C. bagian tengah magnet netral D. penaburan serbuk besi kurang merata

3. Garis gaya dalam medan magnet ... A. berpangkal dari kutub utara dan berakhir di kutub selatan B. berpangkal dari kutub selatan dan berakhir di kutub utara C. selalu berpotongan D. merupakan garis-garis sejajar bahan bakar yang berasal dari ... 4. Paku berada dalam medan magnet dan dapat menarik paku lain didekatnya. Kejadian itu disebut ... A. deklinasi C. Induksi B. Inklinasi D. konduksi 5. Penyebab jarum kompas selalu menunjuk Utara dan Selatan bumi adalah ... A. adanya gaya tarik menarik antara jarum kompas dengan magnet bumi B. karena jarum kompas merupakan magnet kecil yang mudah bergerak C. karena kompas sebagai petunjuk arah utara dan selatan bumi D. karena magnet jarum kompas sangat lentur sehingga mudah ditarik

6. Zat yang dapat ditarik dengan lemah oleh magnet di sebut ........ A. paramagnetik C. diamagnetik B. feromagnetik D. induksi magnet 7. Perhatikan gambar ! Bila magnet batang ( U – S ) digosokkan pada logam baja dengan arah sesuai gambar, maka kutub-kutub magnet pada logam A – B adalah: A. A kutub utara, B kutub selatan B. A kutub utara, B kutub utara C. A kutub selatan, B kutub utara D. A kutub selatan, B kutub selatan 7. Perhatikan gambar di bawah ! Kedua paku menjadi batang magnet setelah didekatkan dengan magnet, maka kutub-kutub paku AB dan paku AB dan paku CD adalah ... A. A = selatan, B = utara, C = selatan, D = utara B. A = utara, B = selatan, C = utara, D = selatan C. A = selatan, B = utara, C = utara, D = selatan D. A = utara, B = selatan, C = selatan, D = utara 8. Perhatikan gambar ! Batang besi AB akan dibuat magnet dengan digosok berulang-ulang dengan magnet batang secara searah seperti pada gambar. Kutub-kutub magnet dan sifat magnet yang terjadi pada batang besi AB adalah ... A. A kutub utara dan B kutub selatan, bersifat tetap B. B kutub utara dan A kutub selatan, bersifat tetap C. A kutub utara dan B kutub selatan, bersifat sementara D. B kutub utara dan A kutub selatan, bersifat sementara

9. Letak kutub-kutub kemagnetan bumi adalah: A. kutub utara magnet bumi terletak di utara bumi , kutub selatan magnet bumi terletak di selatan bumi B. kutub selatan magnet bumi terletak di dekat utara bumi , kutub utara magnet bumi terletak di dekat kutub selatan bumi C. kutub utara magnet bumi terletak di timur bumi , kutub selatan magnet bumi terletak di barat bumi D. kutub utara magnet bumi terletak di barat bumi , kutub selatan magnet bumi terletak di timur bumi 10. Perhatikan gambar ! Arah medan magnet yang ditimbulkan kawat berarus listrik ditunjukkan secara benar oleh nomor …. A. 1 dan 2 C. 2 dan 3 B. 1 dan 3 D. 1 11. Cara yang benar untuk memperkuat elektromagnet adalah: ... A. menggunakan kawat berpenampang kecil B. mengganti inti besi dengan kuningan C. mengubah arus listrik yang mengalir D. memperbesar arus listrik yang mengalir 12. Di bawah ini menyatakan akibat kutub-kutub magnet bumi tidak berimpit dengan kutub bumi, yang benar adalah A. jarum kompas menunjuk arah utara selatan B. terjadinya inklinasi C. pemepatan di kedua kutub bumi D. terjadinya deklinasi 13. Yang bekerja berdasarkan prinsip kerja elektromagnetik adalah ... A. 2 dan 3 C. 1 dan 5 B. 3 dan 6 D. 7 dan 8

14. Seorang siswa menggosokkan sebuah magnet KL dengan batang batang besi dengan arah seperti pada gambar berikut : Jenis kutub magnet L yang digosokkan dan kutub magnet besi P dan Q yang dihasilkan dalam percobaan dicatat dalam tabel berikut: Perc. ke kutub L ujung P ujung Q (1) K. utara K. selatan K. utara (2) K. selatan K. utara K. utara (3) K. utara K. utara K. selatan (4) K. selatan K. selatan K. utara Hasil yang benar dilakukan pada percobaan ke …. A. (1) dan (2) C. (2) dan (4) B. (1) dan (3) D. (3) dan (4) 15. Berdasarkan gambar berikut, dapat ditentukan Kutub Utara (U) dan Selatan (S) pada batang baja A dan B adalah .... A. A kutub S, B kutub U, bersifat sementara. B. A kutub U, B kutub S, bersifat sementara C. A kutub s, B kutub U, bersifat tetap D. A kutub U, B kutub S, bersifat tetap 16. Perhatikan gambar! AB menjadi magnet dengan data sebagai berikut....

17. Dari gambar di bawah ini, yang menunjukkan peristiwa yang benar adalah .... 18. Mengenai garis gaya magnet, gambar berikirt yang benar adalah .... 19. Penyimpangan jarum kompas yang diletakkan dekat penghantar yang dialiri arus listrik menunjukkan bahwa .... A. jarum kompas kehilangan sifat kemagnetannya B. di sekitar arus listrik merupakan medan magnet C. jarum kompas mendapat aliran listrik D. arus listrik menghilangkan medan magnet 20. Gambar di bawah ini yang menunjukkan pola garis gaya magnet yang benar adalah ....

4.3 Menerapkan konsep induksi elektromagnetik untuk menjelaskan prinsip kerja beberapa alat yang memanfaatkan prinsip induksi elektromagnetik

Pada bab sebelumnya, kamu sudah mengetahui bahwa kelistrikan dapat menghasilkan kemagnetan. Menurutmu, dapatkah kemagnetan menimbulkan kelistrikan? Kemagnetan dan kelistrikan merupakan dua gejala alam yang prosesnya dapat dibolak-balik. Ketika H.C. Oersted membuktikan bahwa di sekitar kawat berarus listrik terdapat medan magnet (artinya listrik menimbulkan magnet), para ilmuwan mulai berpikir keterkaitan antara kelistrikan dan kemagnetan. Tahun 1821 Michael Faraday membuktikan bahwa perubahan medan magnet dapat menimbulkan arus listrik (artinya magnet menimbulkan listrik) melalui eksperimen yang sangat sederhana. Sebuah magnet yang digerakkan masuk dan keluar pada kumparan dapat menghasilkan arus listrik pada kumparan itu. Untuk lebih memahami timbulnya listrik dari magnet, cobalah kamu melakukan kegiatan 6.1.

Kita telah mengenal energi listrik yang telah ditimbulkan oleh baterei. Dalam hal ini energi diperoleh dari perubahan energi kimia menjadi energi listrik. Ada cara lain untuk menimbulkan arus listrik dengan induksi magnet. Bagaimana hal ini dapat ditimbulkan ? Untuk itu marilah kita lakukan percobaan berikut ini.

• 
  Kumparan 500 lilitan = 1 buah
  
• 
  Kumparan 1000 lilitan = 1 buah
  
• 
  Galvanometer = 1 buah
  
• 
  Magnet batang kecil = 1 buah
  
• 
  Magnet batang besar = 1 buah
  
• 
  Besi lunak = 1 buah
  
• 
  Kabel-kabel penghubung = 2 buah
  

1. 
   memahami pengertian gaya gerak listrik (ggl) induksi
   
2. 
   mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi besar ggl induksi
   

1. 
   Susunlah alat seperti gambar di bawah ini !
   

2. 
   Amati jarum galvanometer pada saat kutub utara magnet masuk, saat magnet diam di dalam kumparan dan saat kutub utara magnet ditarik keluar.
   
3. 
   Catat hasil pengamatanmu pada tabel dibawah ini !
   

   No	Keadaan Magnet	Simpangan jarum galvamometer
   1 2 3	Saat masuk ke dalam kumparan Diam di dalam kumparan Saat keluar dari kumparan	…………………………………....................... …………………………………....................... ………………………………….......................

4. 
   Ulangi kegiatan ( 2 ) diatas tetapi gantilah kumparan 500 lilitan menjadi 1000 lilitan !
   

No	Keadaan Magnet	Simpangan jarum galvamometer
1 2 3	Saat masuk ke dalam kumparan Diam di dalam kumparan Saat keluar dari kumparan	…………………………………....................... …………………………………....................... ………………………………….......................

Bagaimana simpangan jarum galvanometer jika dibanding dengan kegiatan ( 2 ) ?

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

5. 
   Ulangi kegiatan ( 4 ) tetapi gantilah magnet batang yang kecil dengan magnet batang yang lebih besar !
   

No	Keadaan Magnet	Simpangan jarum galvamometer
1 2 3	Saat masuk ke dalam kumparan Diam di dalam kumparan Saat keluar dari kumparan	…………………………………....................... …………………………………....................... ………………………………….......................

Bagaimana simpangan jarum galvanometer jika dibandingkan dengan kegiatan (3)

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

6. 
   Gantilah kutub selatan magnet yang dimasukkan, dan gerakkan lagi mendekati dan menjauhi kumparan ! Bagaimana arah simpangan jarum galvanometer ? ........................... Mengapa demikian ? .............................................................................................................. ................................................................................................................................................
   
7. 
   Gantunglah magnet batang dengan benang dan gerakkan magnet batang dengan cara memutar di sekitar ujung kumparan! Bagaimana keadaan jarum galvanometer? ................................................................................................................................................
   
8. 
   Ulangi kegiatan ( 7 ) dengan masukkan batang besi lunak ke dalam kumparan, kemudian gerakkan lagi magnet batang dengan cara memutar di sekitar kumparan seperti kegiatan 7 ! Bagaimana keadaan jarum galvanometer dibanding kegiatan ( 7 ) ? ................................... .................................................................................................................................................
   

1. 
   Dari percobaan diatas kapan terjadi GGL Induksi elektromagnetik ? ..................................... .................................................................................................................................................
   
2. 
   Pada saat jarum galvanometer menyimpang di dalam penghantar mengalir arus listrik yang di sebut ...................................................................................................................................
   
3. 
   Mengapa pada saat magnet diam di dalam kumparan, jarum galvanometer diam ? ............ .................................................................................................................................................
   
4. 
   Berikan contoh alat-alat yang prinsip kerjanya menggunakan ggl induksi ! ........................... .................................................................................................................................................
   

Dari kegiatan diatas buatlah suatu kesimpulan yang berkaitan dengan ggl induksi dan faktor-faktor yang mempengaruhinya !

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

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

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

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

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

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

Generator dibedakan menjadi dua, yaitu generator arus searah (DC) dan generator arus bolak-balik (AC). Baik generator AC dan generator DC memutar kumparan di dalam medan magnet tetap. Generator AC sering disebut alternator. Arus listrik yang dihasilkan berupa arus bolak-balik. Ciri generator AC menggunakan cincin ganda. Generator arus DC, arus yang dihasilkan berupa arus searah. Ciri generator DC menggunakan cincin belah (komutator). Jadi, generator AC dapat diubah menjadi generator DC dengan cara mengganti cincin ganda dengan sebuah komutator. Sebuah generator AC kumparan berputar di antara kutubkutub yang tak sejenis dari dua magnet yang saling berhadapan. Kedua kutub magnet akan menimbulkan medan magnet. Kedua ujung kumparan dihubungkan dengan sikat karbon yang terdapat pada setiap cincin. Kumparan merupakan bagian generator yang berputar (bergerak) disebut rotor. Magnet tetap merupakan bagian generator yang tidak bergerak disebut stator.

Cara - cara memperbesar ggl Induksi Generator dan dinamo: mempercepat putaran rotor, memperbanyak jumlah lilitan, meggunakan magnet yang lebih kuat

2. Dinamo

Dinamo dibedakan menjadi dua yaitu, dinamo arus searah (DC) dan dinamo arus bolak-balik (AC). Prinsip kerja dinamo sama dengan generator yaitu memutar kumparan di dalam medan magnet atau memutar magnet di dalam kumparan. Bagian dinamo yang berputar disebut rotor. Bagian dinamo yang tidak bergerak disebut stator.

Jika magnet tetap (silinder) diputar, perputaran itu menyebabkan perubahan jumlah garis-gaya magnet yang masuk dalam kumparan, sehingga di ujung-ujung kumparan timbul ggl induksi, bila dihubung-kan ke lampu, maka lampu akan dilalui oleh arus bolak-balik (AC), sehingga lampu akan menyala. Nyala lampu akan semakin terang jika putaran pada kepala dinamo dipercepat atau laju sepedanya semakin kencang.

Alat yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan AC disebut transformator (trafo). Trafo memiliki dua terminal, yaitu terminal input dan terminal output. Terminal input terdapat pada kumparan primer. Terminal output terdapat pada kumparan sekunder. Tegangan listrik yang akan diubah dihubungkan dengan terminal input. Adapun, hasil pengubahan tegangan diperoleh pada terminal output. Prinsip kerja transformator menerapkan peristiwa induksi elektromagnetik. Untuk lebih memahami cara kerja transformator lakukan kegiatan 6.2 .

Kegiatan 6.2
Cara Kerja Tranformator

a. Pendahuluan

Transformator banyak digunakan dirumah-rumah, misal pada lampu TL, Adaptor ( Power Supply ) atau pada catu daya yang lain. Transformator dapat menaikkan tegangan maupun menurunkan tegangan listrik arus bolak-balik. Bagiamanakah hubungan antara jumlah lilitan primer dan jumlah lilitan sekunder dengan tegangan primer dan tegangan sekunder. Untuk menjawab permasalahan tersebut lakukan kegiatan berikut ini.

• 
  VoltmeterACO-lOV
  
• 
  Kabel
  
• 
  Seperangkat trafo dengan N = 300, 600, 1200
  
• 
  Power supply AC
  
• 
  Saklar
  

1. Susun alat seperti pada gambar di atas dengan sumber tegangan 2 V AC.

3. Lakukan percobaan dan isikan data pada tabel di bawah ini

No	Np	Ns	Vp	Vs	Np/Ns	Vp/Vs
1.	300	300	........	........	........	........
2.	300	600	........	........	........	........
3.	300	1200	........	........	........	........

4. Seperti pada kegiatan 1) tetapi kumparan primer memakai 1200 lilitan, sedangkan kumparan sekunder memakai 1200, 600, 300 lilitan.

5. Power supply pasang pada 12 V AC

6. Lakukan percobaan dan isikan data pada tabel di bawah ini.

No	Np	Ns	Vp	Vs	Np/Ns	Vp/Vs
1.	1200	1200	........	........	........	........
2.	1200	600	........	........	........	........
3.	1200	300	........	........	........	........

Diskusi :

1. Pada kegiatan 1) transformator tersebut di sebut transformator ........................................................

2. Pada kegiatan 6) transformator tersebut di sebut transformator ........................................................

3. Bandingkan harga Np/Ns dan Vp/Vs baik pada kegiatan 1) maupun kegiatan 6) bagaimana besarnya ? ...............................................................................................................................................................

4. Buatlah hubungan Np/Ns dengan Vp/Vs . .............................................................................................

5. Buatlah hubungan antara Np,Ns , dengan Is , Ip

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

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

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

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

Penguatan

1. Lengkapi tabel di bawah ini !

No	Vp (volt)	Vs (volt)	Np ( lilitan )	Ns ( lilitan )
1. 2. 3. 4.	12 12 12 12	12 9 6 3	1200 1200 ……. …….	…….. …….. 300 1200

2. Sebuah transformator dapat menurunkan tegangan dari 1000 volt menjadi 10 volt. Berapakah perbandingan Np dan Ns adalah ……

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

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

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

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

3. Transformator step-up memiliki lilitan primer sebanyak 150 lilitan. Jika diberi tegangan primer 12 volt dan tegangan skunder 240 volt, maka berapakah banyak lilitan sekundernya ?

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

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

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

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

EVALUASI
Pilih salah satu jawaban yang benar !

1. Syarat timbulnya ggl induksi pada kumparan adalah adanya.... A. medan magnet dalam kumparan B. perubahan jumlah garis gaya mag net yang masuk kumparan C. magnet di dalam kumparan D. kumparan di dalam medan magnet 2. Cara menimbulkan ggl induksi yang benar adalah .... A. meletakkan magnet diam dalam kumparan B. memutar kumparan dalam medan magnet C. menambah jumlah lilitan kumparan D. mempercepat gerakan magnet dalam kumparan 3. Besar ggl induksi dipengaruhi oleh faktor-faktor di bawah ini, kecuali .... A. besar kecilnya magnet B. kecepatan gerak magnet/kumparan C. jumlah lilitan D. kekuatan magnet

4. Prinsip kerja dinamo sepeda adalah ……. A. magnet berputar disekitar kumparan B. magnet bergerak menjauhi mendekati kumparan C. kumparam diam di dalam medan magnet D. kumparan bergerak menjauhi mendekati magnet 5. Alat yang dapat berfungsi untuk menaikkan atau menurunkan tegangan disebut.... A. induktor B. adaptor C. transform ator D. generator 6. Dinamo adalah suatu alat yang mengubah .... A. energi kinetik menjadi energi Iistrik B. energi Iistrik menjadi energi gerak C. energi potensiai menjadi energi Iistrik D. energi gerak menjadi energi mekanik 7. Bagian dinamo yang bergerak disebi A. rotor C. cincin B. stator D. komutator

8. Untuk memperbesar ggl induksi pada generator dapat dilakukan dengan cara A. memutar kumparan dalam medan magnet B. menggunakan magnet besar dan arus kuat C. menambah jumlah lilitan dan memperbesar arus D. mempercepat gerak kumparan dan menambah jumlah lilitan 9. Fungsi cincin belah pada generatoi adalah .... A. membalikarah arus B. mengubah arus AC menjadi DC C. mengubah arus DC menjadi AC D. meratakan arus 10. Perhatikan gambar trafo di bawah ini ! Bila tegangan primernya 220 V, maka tegangan sekundernya adalah ……… A. 55 volt C. 110 volt B. 440 volt D. 880 volt 11. Sebuah transforrnator dipasang pada tegangan 120 V, Jika banyaknya lilitan primer 800 dan lilitan sekunder 1.600, berapakah tegangan yang dihasilkan trafo itu ? A. 2 V B. 60 V C. 240 V D. 1.600 V

12. Tegangan primer sebuah trafo = 220 V. Jika kuat arus primer 0,5 A dan kuat arus sekunder 2 A maka perbandingan tegangan primer dan sekunder adalah .... A. 1:2 v C. 2: 1 B. 1 : 4 D. 4 : 1 13. Dengan arus yang tegangannya 220 V, Trafo yang digunakan ialah ... A. transformator I C. transformator III B. transformator II D. transformator IV 14. Perhatikan diagram trafo berikut ini ! Jumlah lilitan skunder trafo adalah ... A. 550 lilitan C. 2.000 lilitan B. 1.000 lilitan D. 10.000 lilitan 15. Arus primer sebuah trafo adalah 3,5 A. Jika jumlah lilitan primer 120 dan lilitan sekundernya 42, maka besarnya arus sekunder adalah . . . . A. 12,25 A C. 3,5 A B. 10 A D. 122,5 A

TATA SURYA


Kompetensi Dasar

5.1 Mendeskripsikan karakteristik sistem tata surya

5.2 Mendeskripsikan matahari sebagai bintang dan bumi sebagai salah satu planet

5.3 Mendeskripsikan gerak edar bumi, bulan, dan satelit buatan serta pengaruh interaksinya

5.4 Mendeskripsikan proses-proses khusus yang terjadi di lapisan lithosfer dan atmosfer yang terkait dengan perubahan zat dan kalor

5.5 Menjelaskan hubungan antar proses yang terjadi di lapisan lithosfer dan atmosfer dengan kesehatan dan permasalahan lingkungan
A. Sistem Tata Surya

1. Galaksi dan Rasi Bintang

Bila kita amati langit di malam hari, maka kita akan melihat bintang yang jumlahnya sangat banyak. Tahukah kamu berapa jumlah bintang tersebut ? Apakah bintang-bintang tersebut membentuk suatu bentuk tertentu ? Untuk memahami lebih jauh lakukan kegiatn di bawah ini .