GAYA LORENTZ

Oleh: Evi Munawaroh

GAYA LORENTZ

Penghantar berarus listrik

medan magnet

gaya magnet yang ditimbulkan oleh medan magnet, akibat interaksi medan magnetik dengan arus listrik yang bergerak disebut gaya Lorentz

Gaya Lorentz

• Gaya Lorentz pada Penghantar Berarus

“Buka telapak tangan kanan dengan empat jari selain jari jempol dirapatkan. Arahkan keempat jari yang dirapatkan sesuai dengan arah induksi magnetik B dan arahkan jempol hingga sesuai dengan arah kuat arus listrik i, maka arah gaya Lorentz, F, yang dialami oleh konduktor akan sesuai dengan arah dorongan telapak tangan”.

BxLIFmagnet

sinILBFmagnet Keterangan :B = induksi magnet homogenI = kuat arus listrikL = panjang kawatθ = sudut antara kawat dg B

2. Gaya Lorentz antara Dua Konduktor Lurus Panjang dan Sejajar

a

ii

L

F 210

2

atau

a

i

L

F 20

2

2. Gaya Lorentz antara Dua Konduktor Lurus Panjang dan Sejajar

Keterangan :a = jarak antara kedua penghantar (m)FL = gaya Lorentz dalam newton ( N )I1 dan I2 = arus pada masing-masing kawat dalam ampere ( A )μ0 = permeabilitas udara / ruang hampa = 4. 10-7 Wb/ A.m

3. Momen Kopel pada Simpal (Loop) Penghantar Berarus dalam Medan Magnetik

sinNiBAM

Akibat gaya Lorentz, maka penghantar berarus yang diletakkan dalam medan magnetik mengalami momen kopel.

4. Gaya Lorentz pada Partikel Bermuatan Listrik

atauBvqF

v

B

Muatan uji, +q

Fmagnet

sinqvBF Keterangan :q : muatan muatan listrik (C)v : kecepatan partikel (m/s)

• Bila = 90º (v B) maka F = q v B. Karena F selalu tegak lurus terhadap v. maka lintasan partikel bermuatan merupakan lingkaran dengan jari-jari R sebesar:

R = mv/q.B

dengan v = R = 2f = 2/ T

1. GalvanometerGalvanometer digunakan untuk mengukur arus listrik yang kecil. Prinsip kerjanya yaitu berputarnya kumparan karena munculnya dua gaya Lorentz sama besar tetapi berlawanan arah, yang bekerja pada dua sisi kumparan yang saling berhadapan. Kawat tembaga dililitkan pada inti besi lunak berbentuk silinder membentuk statu kumparan, dan diletakkan diantara diantara kutub-kutub sebuah magnet permanen. Arus listrik memasuki dan meninggalkan kumparan melalui pegas spiral yang terpasang di atas dan di bawah kumparan.

.Putaran kumparan ditahan oleh kedua pegas spiral, sehingga kumparan hanya akan berputar dengan sudut tertentu. Putaran dari kumparan diteruskan oleh sebuah jarum untuk menunjuk pada skala tertentu.

Aplikasi Gaya Lorentz

2. Motor ListrikMotor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi kinetik. Dasar kerja motor listrik ini hampir sama dengan dasar kerja sebuah galvanometer.

Aplikasi Gaya Lorentz

3. Pengeras SuaraKomponen dasar pengeras suara terdiri dari tiga bagian yaitu sebuah kerucut yertas yang bersambungan dengan sebuah kumparan suara (silinder yang dikitari oleh kawat tembaga) dan sebuah magnet permanen berbentuk silinder (kutub utara di tengah dan dikelilingi kutub selatan).

Aplikasi Gaya Lorentz

3. Pengeras SuaraKetika arus dilewatkan pada lilitan kumparan , maka padanya akan bekerja gaya lorentz yang disebabkan oleh magnet permanen. Besar kecilnya gaya bergantung pada arua yang dihasilkan oleh terminal pengeras suara sehingga akan menyebabkan maju mundurnya kerucut kertas yang menumbuk udara sehingga dihasilkan gelombang-gelombang bunyi sesuai dengan frekuensi pengeras suara. akan mengalir arus dari terminal pengeras suara menuju kumparan suara , sehingga didalam kumparan akan ada aliran elektron yang berada di dalam medan magnet. Elektron yang berada di medan magnet akan mengalami gaya lorentz yang dapat menimbulkan maju atau mundurnya kerucut kertas, sehingga elektron-elektron yang ada disekitar kerucut bertumbukan dengan udara yang mengakibatkan gelombang bunyi.

Aplikasi Gaya Lorentz

4. Spektrometer MassaSpektrometer massa adalah alat yang digunakan untuk menentukan massa atau perbandingan massa terhadap muatan.

p+

E B

B1

2

R

mvqvB

2

2

v

RB

q

m 21B

Ev

;

E

RBB

q

m 21Jadi

Aplikasi Gaya Lorentz

5. Siklotron• Siklotron adalah alat untuk mempercepat

partikel (proton,detron dll)• Terdiri dari dua ruang semi silinder yang

ditempatkan dalam medan magnet• Di antara kedua semisilinder diberi

potensial listrik bolak-balik (104 volt)• Ion dalam semisilinder akan mengalami

gaya magnet yang menyebabkan bergerak dalam setengah lingkaran lalu dipercepat oleh medan lisrik E, masuk lagi ke dalam medan magnet B dan bergerak milingkar dengan jari-jari lebih besar (karena kecepan lebih besar).

B

E

p+

Aplikasi Gaya Lorentz

5. SiklotronAplikasi Gaya Lorentz

Contoh soal

PEMBAHASAN

Contoh soal

• Sebuah proton bergerak dalam lintasan lingkaran dengan jari-jari 14 cm dalam sebuah medan magnetik 0.35 T yang tegak lurus dengan kecepatan proton. Tentukan laju linier proton.

TERIMA KASIH

“SEMOGA ILMU YANG KITA PELAJARI, DIJADIKAN ILMU YANG BERMANFAAT”

AMIIN!