Fisika 12 - Medan Magnet 1
1. Praktikum
Praktikum Gaya Lorentz
- magnet U atau dua buah magnet Batang
- Siapkan alumunium foil sebagai penghantar (lebar 3-5mm)
- Catu daya atau power supply (PS)
- Resistor (rheostat)
- Amperemeter
- Kabel secukupnya
- Kompas, kertas dan serbuk besi
- Perc 1: Susun peralatan seperti berikut, pastikan arus mencapai
3A, lalu matikan catu daya. Jangan menyalakan PS terlalu lama.
Skema rangkaian - Sebarkan atau serbuk besi setipis dan sedekat mungkin dengan kabel. Nyalakan PS, amati → gambar → matikan PS
- Letakkan kompas di salah satu titik (kiri, kanan, depan, blkg), lalu nyalakan catu daya → amati perubahan arahnya → matikan PS.
- Ulangi langkah 3 dengan lokasi kompas yang berbeda
- Simpulkan dalam tabel laporan
- Perc 2: Susun peralatan seperti gambar, pastikan arus
3Alalu matikan PS.
Aluminium Foil - Letakkan magnet di posisi seperti gambar berikut. Nyalakan PS → amati → gambar → matikan PS
Posisi magnet - Ubahlah posisi magnet atau ubah arah arus, amati kembali seperti no 7
- Gabungkan dengan kelompok lain sehingga membentuk gambar berikut. Nyalakan PS → amati → gambar → matikan PS.
susunan 2 kawat
-
Gambar rangkaian utama (lihat no 1)
-
Penggambaran arah arus, medan dan gaya menggunakan koordinat 3D (tidak perlu x,y,z)
koordinat 3D -
Tulis kesimpulan dalam tabel
No Hasil pengamatan Sketsa gambar Vektor 1 berisi deskripsi 2 3 -
Simpulkan apakah arah kombinasi $ i, B, F$ sudah sesuai dengan aturan tangan kanan?
2. Simak bacaan
Sensor Hall dan Aplikasinya
Efek tegangan Hall awalnya ditemukan oleh Edwin Hall pada tahun 1879. Efek hall disebabkan sifat arus yang melalui suatu konduktor. Teori ini akhirnya digunakan pada berbagai bidang, misalnya sensor arus, sensor tekanan, sensor dan sensor aliran fluida, dsb. Penemuan ini lah yang sering dikenal sebagai sensor medan magnet atau sensor efek Hall, atau dikenal Hall Effect sensor.
Efek Hall adalah munculnya perbedaan tegangan pada penghantar yang tegak lurus antara arus dan medan magnet. Pemahaman mengenai efek Hall dapat dilihat pda ilustrasi berikut
Pada umumnya efek-Hall dan tegangan-Hall dijadikan dasar dalam pembuatan sensor magentik. Elemen atau lempeng logam konduktor diganti dengan semikonduktor karena memiliki densitas yang lebih rendah. Adapun semikonduktor yang sering digunakan antara lain Indium Atimonide (InSb), Galium arsenide (GaAs), dan Indium arsenide (InAs). InSb adalah semikonduktor paling sensitif, sedangkan GaAs memiliki kestabilan paling tinggi terhadap suhu. Indium arsenide (InAs) secara empiris memiliki keseimbangan dari sensitivitas dan kestabilan terhadap suhu. Perhatikan gambar di bawah menunjukkan grafik perbandingan ketiga bahan semikonduktor.
Tegangan-Hall $ V_H $ bernilai proporsional atau sebanding dengan kekuatan medan magnet yang menembus penghantar tersebut. Besarnya tegangan-Hall bisa saja sangat kecil, dalam orde microvolts, bahkan saat magnet yang sangat kuat didekatkan. Oleh karena itu perangkat yang menggunakan sifat efek-Hall disertai penguat DC (amplifier), histerisis, dan pengatur tegangan untuk memperbaiki sensitivitas dan output dari perangkat tersebut.
Aplikasi efek-Hall sebagai sensor antara lain
- sebagai switch atau saklar
- pendeteksi tekanan (tombol pada keyboard)
- pengukur kecepatan pada putaran (mesin atau roda)
- deteksi layar laptop / handphone terbuka atau tertutup
- pengukuran arus tanpa sentuh (contactless)
- dan sebagainya
Sensor Hall tersedia dalam berbagai bentuk, dari IC (SMD) maupun komponen DIP. Harganya juga bervariasi dari yang paling murah hingga paling mahal. Secara umum sensor hall yang ada di pasaran Indonesia seperti pada gambar.
- Dilakukan dengan anggota 5 orang
- Cari bahan semurah mungkin, boleh menggunakan komponen bekas.
- Projek dikumpulkan dalam wujud fisik, disertai esai yang mencakup (Judul, alat-alat atau komponen, fungsi dan cara kerja alat)
- Alternatif selain sensor hall adalah reed sensor.
- Gunakan breadboard dalam penyusunan prototype
- Contoh pengaplikasian ada di sini