1. Pengertian Gaya Lorentz

Jika Suatu Penghantar Berarus Listrik Dan Berada Pada Suatu Medan Magnet Akan Mengalami Gaya Yang Disebut Gaya Lorentz. Di Mana Arah Gaya Lorentz Selalu Tegak Lurus Dengan Arah Kuat Arus Listrik ( I ) Dan Arah Dari Induksi Magnet ( B ). Berikut Akan Dijelaskan Mengenai 3 Bagian Dari Gaya Lorentz :

Jika Kawat Penghantar Sepanjang ( L ) Dialiri Arus Listrik Dan Ditempatkan Pada Daerah Medan Magnet, Maka Kawat Penghantar Tersebut Akan Mengalami Gaya Lorentz. Berikut Adalah Gambar Vektor Dari Hubungan Beberapa Komponen Yang Terjadi Pada Gaya Lorentz :

Dalam Gaya Lorentz, Kita Juga Menentukan Arah - Nya, Yaitu Dengan Menggunakan Kaidah Tangan Kanan. Perhatikan Gambar Berikut:

Di Sana Terlihat Bahwa Ibu Jari Bertindak Sebagai Penunjuk Arah Arus, Jari Telunjuk Sebagai Penunjuk Arah Kuat Medan Magnet, Dan F Sebagai Penunjuk Arah Gaya Lorentz.

Berikut Rumusan Sitematis Untuk Gaya Lorentz Pada Kawat Berarus Listrik :

FL = B * I * L * Sin θ

Keterangan : FL = Gaya Lorentz (N)

                     B    = Kuat Medan Magnet (Tesla Atau Weber / m^2)

                     I     = Kuat Arus Listrik (A)

                     L    = Panjang Kawat Penghantar (m)

                     θ    = Sudut Yang Dibentuk B Dan I (Lihat Gambar Di Atas)

Berikut Beberapa Satuan Yang Juga Digunakan Dalam Gaya Lorentz :

1 Tesla = 1 Gauss ( G ) = 1 N / A * m = 1 N / C * ( m / s)

1 Gauss ( G ) = 10 ^ -4 Tesla ( T )

Untuk Mengetahui Beberapa Contoh Penerapan Gaya Lorentz Dalam Kehidupan Sehari - Hari, Silahkan Klik Link Berikut. Go In.

Berikut Beberapa Contoh Soal Tentang Gaya Lorentz Pada Kawat Berarus Listrik :

1. Diketahui Pada Gambar Di Bawah Bahwa Besar Medan Magnet Adalah 0.8 T Yang Arah - Nya Keluar Dari Kertas Gambar. Diletakkan Kawat B Dalam Medan Magnet Dan Dialiri Arus Sebesar 30 A. Hitung Besar Dan Arah Gaya Pada Kawat Sepanjang 5 cm ?

Jawab :

Coming Soon... :-) :-) :-)

2. Perhatikan Gambar Berikut !

Dari Gambar Di Atas, Diketahui Besar - Nya Medan Magnet Adalah 0.15 T Dan Dialiri Arus Sebesar 5 A. Tentukan Besar - Nya Gaya Lorentz Pada Tiap - Tiap Cabang Kawat ?

Jawab :

Coming Soon... :-) :-) :-)

3. Diketahui Kawat Lurus Sepanjang 15 cm Yang Diberi Arus Sebesar 6 A, Berada Dalam Medan Magnet Homogen Yang Besar - Nya 0.4 T. Tentukan Gaya Yang Dialami Kawat, Apabila Kawat Tersebut :

Jawab :

Coming Soon... :-) :-) :-)

4. Pada Suatu Tempat Tertentu Di Bumi Medan Magnetik - Nya Adalah 5 x 10^ -5 T, Yang Arah - Nya 40 Derajat Di Bawah Garis Horizontal ( Lihat Gambar Di Bawah ). Tentukan Gaya Per - Meter Dari Sebuah Kawat Horizontal Yang Membawa Arus Sebesar 30 A, Ke Arah Utara ?

Jika Dua Buah Kawat Dialiri Arus Listrik Yang Diletakkan Sejajar Berdekatan Akan Mengalami Gaya Lorentz Berupa Gaya Tarik - Menarik Bila Arus Listrik Pada Kedua Kawat Tersebut Searah Dan Akan Mengalami Gaya Lorentz Berupa Gaya Tolak - Menolak Bila Arus Listrik Pada Kedua Kawat Tersebut Berlawanan Arah. Untuk Lebih Jelas - Nya, Perhatikan Gambar Berikut :

Besar - Nya Gaya Tarik - Menarik Atau Gaya Tolak - Menolak Di Antara Kedua Kawat Sejajar Berarus Listrik Yang Berjarak r Seperti Pada Gambar Di Atas Dapat Ditentukan Dengan Rumusan Sistematis Berikut :

F1 = F2 = FL = ( µ0 * I1 * I2 / 2πr ) * L

Keterangan :  F1 = F2 = FL = Gaya Tarik - Menarik Atau Gaya Tolak - Menolak ( N )

                      µ0 = Permeabilitas Vakum ( 4π * 10 ^ -7 Wb / Am )

                       I1 = Kuat Arus Pada Kawat 1 ( A )

                       I2 = Kuat Arus Pada Kawat 2 ( A )

                       L  = Panjang Kawat penghantar ( m )

                       r   = Jarak Kedua Kawat ( m )

Jika Muatan Listrik q Bergerak Dengan Kecepatan ( v ) Di Dalam Medan Magnet ( B ), Maka Muatan Listrik Itu Akan Mengalami Gaya Lorentz Yang Nilai - Nya Dapat Ditentukan Dengan Rumusan Sistematis Berikut :

FL = q * v * B * Sin θ

Keterangan :   q = Muatan Listrik ( Proton Atau Elektron Atau Ion Atau Molekul  ( C )

                        v = Kecepatan Gerak Muatan ( m / s )

                       B = Kuat Medan Magnet ( T )

                        θ = Sudut Antara v Dan B

Note : Arah Gaya Lorentz Yang Dialami Partikel Bermuatan q Yang Bergerak Dalam Sebuah Medan Magnet Adalah Tegak Lurus Dengan Arah Kuat Medan Magnet Dan Arah Dari Kecepatan Partikel Tersebut.

Apabila :

Muatan q Positif ( + ), Maka Arah v Searah Dengan I

Muatan q Negatif ( - ), Maka Arah v Berlawanan Dengan I

Jika Besar - Nya Sudut Antara v Dan B Adalah 90 Derajat, Maka Lintasan Partikel Bermuatan Listrik Akan Berupa Lingkaran, Sehingga Partikel Akan Mengalami Gaya Sentripetal Yang Besar - Nya Sama Dengan Gaya Lorentz Tersebut.

2. Jari - Jari Partikel Tersebut Dapat Ditentukan Dengan Rumusan Sistematis Berikut :

R = m * v / q * B

Keterangan : R = Jari - Jari Lintasan Partikel ( m )

                     m = Massa Partikel ( kg )

                      v = Kecepatan Partikel ( m / s ) 

                     B = Kuat Medan Magnet ( T )

Berikut Beberapa Contoh Soal Untuk Mengenai Gaya Lorentz Yang Bergerak Dalam Medan Magnet :

1. Sebuah Muatan ( q= +2e ) Dengan Laju 2.5 * 10^5 m / s, Memasuki Medan Magnet Sebesar 1.2 Wb / m^2 Secara Tegak Lurus. Tentukan Gaya Yang Dialami Muatan Tersebut ?

Jawab :

Coming Soon... :-) :-) :-)

2. Sebuah Medan Magnet Sebesar 0.134 Wb / m^2 Ternyata Dapat Membelokkan Gerak Partikel Ion Positif Yang Berkecepatan 10^7 m / s, Sehingga Menempuh Lingkaran Yang Berjari - Jari 1.55 m. Berapakah Massa Partikel Ion Positif Tersebut ?

Jawab : 

Coming Soon... :-) :-) :-)

3. Torsi Pada Kumparan Datar Dalam Medan Magnet

Torsi r Pada Kumparan Terdiri Dari N Lilitan, Masing - Masing Berarus I Dalam Medan Magnet Luar B, Yang Nilai - Nya Dapat Ditentukan Dengan Rumusan Sistematis Berikut :

t = N * I * A * Sin θ

Keterangan : =  t = Torsi Pada Kumparan ( Nm )

                        N =  Jumlah Lilitan

                        I   =  Kuat Arus Listrik ( A )

                        A =  Luas Kumparan ( m ^ 2 )

                         θ =  Sudut Antara Garis Medan Dan Garis Normal Pada Kumparan 

Berikut Contoh Soal Mengenai Torsi Pada Kumparan Datar Dalam medan Magnet :

1. Sebuah Kumparan Datar Yang Lilitan - Nya Berbentuk Persegi Panjang Dan Berjumlah 25 Berada Dalam Medan Yang Induksi Magnetik - Nya 0.2 Wb / m^2. Bidang Lilitan Sejajar Dengan Arah Medan, Dengan Sisi 15 cm Tegak Lurus Medan Dan Sisi 12 cm Sejajar Medan. Jika Torsi Kumparan Tersebut Adalah 5.4 N.m. Tentukan Besar Arus Yang Mengaliri - Nya ?

Jawab :

Coming Soon... :-) :-) :-)

2. Kumpara Seperti Pada Gambar Terdiri Dari 40 Lilitan Dan Dialiri Arus Sebesar 2 A. Kumparan Berada Dalam Medan Magnet B Sebesar 0.25 Tesla. Tentukan :

Jawab :

Coming Soon... :-) :-) :-)