Gaya Lorentz dan Aplikasinya

Oleh :Aldo herpriadi(1011040005)

PROGAM STUDI FISIKAFAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SERAMBI MEKKAHBANDA ACEH

2012

Dosen P embimbing : Asmarol Hidayat M.Pd

Gaya lorentz

Gaya lorentz adalah nama lain dari gaya magnetik yaitu gaya yang timbul dari medan magnet, nama lorentz diambil dari ilmuan belanda yang bernama Hendri Antoon Lorentz.

Disini akan kita tinjau beberapa hal yaitu;1) Gaya lorentz pada kawat berarus dalam

medan magnet2) Gaya lorentz pada kawat sejajar berarus3) Gaya lorentz pada muatan bergerak dan4) Aplikasi dalam kehidupan sehari-hari

1) Gaya lorentz pada kawat berarus dalam medan magnet

Gaya lorentz merupakan besaran vektor besar gaya lorentz sebanding dengan kuat arus i induksi magnet B dan panjang kawat l. Jika B membentuk sudut θ terhadap i akan memenuhi persamaan

θ

F B

i

F=B.i.l sin θ

2) Gaya lorentz pada kawat sejajar berarus

Jika ada dua buah kawatsejajar berarus berada dalam induksi magnetik pertama, sehingga akan terjadi gaya lorentz begitu juga dengan kawat kedua

ooooo

xxxxx

F

B2 B1

I1 I2F = B i l

dimana

Gaya Lorentz pada Muatan Bergerak

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

F

v

y

x

z

θ

B

+

F = B . i. l sinθ = B . q/t. v.t sinθF= q.v.B sinθ

Pengaruh nilai θ

Jika nilai θ = 0 maka v sejajar B akibat nilai F = 0 karena tidak dipengaruhi gaya maka muatannya akan bergerak lurus beraturab (GLB)

Jika nilai θ = 90 maka v tegak lurus B. Nilai F=q.v.B dan selalu tegak lurus dengan v. Ini menyebabkan terjadinya gerak melingkar beraturan (GMB) jari-jarinya:

Jika nilai 0 < θ < 90 maka akan berkemungkinan terjadi perpaduan gerak GLB dan GMB atau gerak helix

Aplikasi gaya lorentz dalam kehidupan

1) Galvanometer Berupa kumparan bergerak terdiri atas sebuah kumparan terbuat dari kawat tembaga isolasi halus dan dapat berputar pada sumbu yang mengelilingi sebuah inti. Interaksi antara medan magnet B dengan sisi-sisi kumparan akan menghasilkan arus yang mengalir melaluinya.

2. Motor Listriks

Alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Bekerja dengan prinsip bahwa arus yang mengalir melalui kumparan di dalam medan magnet akan mengalami gaya yang akan digunakan untuk memutar kumparan.

3) Relay

Alat dengan sebuah sakelar, untuk menutup relay digunakan medan listrik. Arus yang relatif kecil dalam kumparan magnet listrik dapat digunakan untuk menghidupkan arus yang besar.

4) Kereta “maglev” Merupakan kereta

api. Kata “Maglev” berasal dari magnetik levitation. Kereta ini dipasangi magnet listrik. Magnet tolak-menolak sehingga kereta api melayang tepat di atas jalur lintasan.

Contoh soal1) Sebuah penghantar 10 cm membentuk

sudut 30o dengan medan magnet 0,4 T. jika penghantar dialiri arus 20 A, berapakah gaya Lorentz yang dialami penghantar.

Diketahui: B = 0,4 Ti = 20 Al = 10 cm = 0,1 mα = 30o Dit: Fl = . . . ?

Penyelesaian:

Fl = B i l sin α= 0,4 T. 20 A. 0,1 m. Sin 30 = 0,8. ½= 0,4 N

2) Dua buah kawat sejajar dialiri arus IA = 2 A dan IB =6 A dengan arah berlawanan dan berjarak 8 cm. Tentukan gaya Lorentz pada kawat IB sepanjang 20 cm karena pengaruh IA

Diketahui: IA = 2 A IB =6 AA = 8 cm = 8 x 10-2 l = 20 cm = 0,2 m

Ditanya: FBA = . . . ?

penyelesaian: