Gaya Lorentz (Gaya Magnetik)

College Loan Consolidation Friday, September 26th, 2014 - Kelas XII

Gaya Lorentz merupakan nama lain dari gaya magnetik yaitu gaya yang ditimbulkan oleh medan magnet. Kapan akan timbul bila ada interaksi dua medan magnet, contohnya adalah kawat berarus dalam medan magnet, kawat sejajar berarus dan muatan yang bergerak dalam medan magnet.

Advertisment

Gaya Lorentz (Gaya Magnetik) Dalam Beberapa Kondisi

Gaya Lorentz Untuk Kawat Berarus Dalam Medan Magnet

Pada setiap kawat berarus yang diletakkan dalam daerah bermedan magnet maka kawat tersebut akan merasakan gaya magnet.

Kawat Berarus Dalam Medan MagnetGaya magnet atau gaya Lorentz merupakan besaran vektor. Arahnya dapat menggunakan kaedah tangan kanan seperti pada gambar diatas. Ibu jari sebagai arah I, empat jari lain sebagai arah B dan arah gaya Lorentz sesuai dengan arah telapak. Besarnya gaya Lorentz sebanding dengan kuat arus I, induksi magnet B dan panjang kawat l. Jika B membentuk sudut θ terhadap I akan memenuhi persamaan berikut.

Fl = B . I . l sin θ

Dengan :

Fl = gaya Lorentz (N)
B = induksi magnet (wb/m2)
I = kuat arus listrik (A)
l = panjang kawat (m)
θ = sudut antara B dengan I

Gaya Lorentz Pada Kawat Sejajar Berarus

Di sekitar kawat berarus timbul induksi magnet. Apa yang akan terjadi jika kawat berarus lain didekatkan kawat pertama? Keadaan ini berarti ada dua kawat sejajar. Kawat kedua berada dalam induksi magnet kawat pertama, sehingga akan terjadi gaya Lorentz. Begitu juga pada kawat kedua akan menimbulkan gaya Lorentz pada kawat pertama. Gaya itu sama besar dan memenuhi persamaan berikut.

F21 = i2 l B1

B_{1}=\frac{\mu _{0}i_{1}}{2\pi a}

F_{21}=F_{12}=i_{2}l\left ( \frac{\mu _{0}i_{1}}{2\pi a_{1}} \right )

Bagaimanakah arahnya? Kawat sejajar yang diberi arus searah akan tarik menarik dan diberi arus berlawanan akan tolak menolak.

Gaya Lorentz Pada Kawat Sejajar BerarusPerhatikan gambar diatas. Bagaimana hal ini bisa terjadi? Tentukan dengan menggunakan kaedah tangan kanan.

Gaya Lorentz Pada Muatan Bergerak

Muatan bergerak dapat disamakan dengan arus listrik. Berarti saat ada muatan bergerak dalam medan magnet juga akan timbul gaya Lorentz. Arus listrik adalah muatan yang bergerak dan muatan yang dimaksud adalah muatan positif.

Gaya Lorentz pada Muatan Bergerak

Gaya Lorentz yang dirasakan muatan positif dapat ditentukan dengan kaedah tangan kanan. Perhatikan gambar diatas Ibu jari menunjukKan arah v, 4 jari lain menjadi arah B dan telapak arah gaya Lorentz. Gaya Lorentz yang dirasakan oleh muatan bergerak tersebut memenuhi persamaan berikut.

F = q v B sin θ

Dengan :

F = gaya Lorentz (N)
q = muatan (C)
v = kecepatan muatan (m/s)
B = induksi magnet (wb/m2)
θ = sudut antara v dan B

Pengaruh Nilai θ Pada Gaya Lorentz

Perhatikan nilai gaya Lorent pada muatan yang bergerak. F = q v B sin θ. Nilai θ ini memiliki tiga kemungkinan. Perhatikan ketiga kemungkinan tersebut.

(a) Nilai θ = 0.
Nilai θ = 0 terjadi jika v sejajar B akibatnya nilai F = 0. Karena tidak dipengaruhi gaya maka muatannya akan bergerak lurus beraturan (GLB).

(b) Nilai θ = 90o.
Nilai θ = 90o terjadi jika v tegak lurus B. Nilai F = q v B dan selalu tegak lurus dengan v. Keadaan ini menyebabkan akan terjadi gerak melingkar beraturan (GMB). Jari-jarinya memenuhi persamaan berikut.

(c) Nilai 0 < θ < 90o.
Nilai kemungkinan ketiga ini dapat menyebabkan terjadi perpaduan gerak GLB dan GMB dan terjadi gerak helix.

Muatan Bergerak Disekitar Kawat Berarus

Kawat yang dialiri arus dapat menimbulkan medan magnet berarti muatan yang bergerak di sekitar kawat berarus sama dengan bergerak dalam medan magnet yaitu akan merasakan gaya Lorentz.

Mari berdiskusi tentang "Gaya Lorentz (Gaya Magnetik)"

free web tracker