a. Konsep Gaya Lorentz
Mengapa jarum kompas dapat bergerak ketika arus listrik mengalir pada kabel? Gaya apakah yang membuat jarum kompas tersebut menjadi bergerak?
kawat berarus yang berada dalam medan magnet akan mengalami gaya yang disebut dengan Gaya Lorentz. Adanya Gaya Lorentz dalam percobaan menimbulkan simpangan pada alumunium foil. Semakin banyak baterai yang dipasang pada rangkaian, maka semakin besar arus listrik dan besar Gaya Lorentz-nya. Hal ini menunjukkan bahwa arus listrik sebanding dengan gaya yang ditimbulkan, demikian juga dengan perubahan medan magnet yang diberikan. Akibat dari arah arus (I) dan arah medan magnet (B) saling tegak lurus, maka secara matematis, besarnya Gaya Lorentz dituliskan sebagai berikut.
F = B. I. L
Keterangan:
F = gaya Lorentz (Newton)
B = medan magnet tetap (Tesla)
I = kuat arus listrik (Ampere)
L = panjang kawat berarus yang masuk ke dalam medan magnet (meter)
Penentuan arah Gaya Lorentz, dapat dilakukan dengan menggunakan kaidah tangan kanan.
Contoh Soal Gaya Lorentz
1. Sebuah kawat tembaga sepanjang 10 m dialiri arus listrik sebesar 5 mA. Jika kawat tembaga tersebut tegak lurus berada dalam medan magnet sebesar 8 Tesla, berapakah Gaya Lorentz yang timbul?
Diketahui:
L = 10 m
I = 5 mA = 0,005 A
B = 8 T
Ditanya: Gaya Lorentz (F)?
Jawab:
F = B I L = 8 . 0,005 . 10 = 0,4 N
Jadi, Gaya Lorentz yang timbul sebesar 0,4 N
2. Jika gaya Lorentz yang ditimbulkan oleh kawat tembaga sepanjang 2 m dan dialiri arus listrik sebesar 2 mA adalah 12 N, maka berapakah besar medan magnet yang melingkupi kawat tembaga tersebut?
Diketahui:
L = 2 m
I = 2 mA = 2 x 10-3 A
F = 12 N
Ditanya: medan magnet?
Jawab:
F = B I L
Ayo, Kita Selesaikan
Penerapan Gaya Lorentz pada Motor Listrik
Apa kamu pernah melihat motor listrik? Motor listrik digunakan untuk mengubah energi listrik menjadi energi gerak. Beberapa motor listrik yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya motor listrik pada kipas angin untuk yang berfungsi untuk menggerakkan baling-baling.
Motor listrik memiliki beberapa komponen, diantaranya magnet tetap dan kumparan. Jika ada arus listrik yang mengalir pada kumparan yang terletak dalam medan magnet maka kumparan tersebut akan mengalami Gaya Lorentz sehingga kumparan akan berputar. Agar kumparannya dapat berputar dengan stabil, maka kumparan dibuat seperti Gambar 6.30 yang masing-masing ujungnya dibentuk melingkar.
Sumber : Buku k 13 Ilmu Pengetahuan Alam kelas IX
Mengapa jarum kompas dapat bergerak ketika arus listrik mengalir pada kabel? Gaya apakah yang membuat jarum kompas tersebut menjadi bergerak?
kawat berarus yang berada dalam medan magnet akan mengalami gaya yang disebut dengan Gaya Lorentz. Adanya Gaya Lorentz dalam percobaan menimbulkan simpangan pada alumunium foil. Semakin banyak baterai yang dipasang pada rangkaian, maka semakin besar arus listrik dan besar Gaya Lorentz-nya. Hal ini menunjukkan bahwa arus listrik sebanding dengan gaya yang ditimbulkan, demikian juga dengan perubahan medan magnet yang diberikan. Akibat dari arah arus (I) dan arah medan magnet (B) saling tegak lurus, maka secara matematis, besarnya Gaya Lorentz dituliskan sebagai berikut.
F = B. I. L
Keterangan:
F = gaya Lorentz (Newton)
B = medan magnet tetap (Tesla)
I = kuat arus listrik (Ampere)
L = panjang kawat berarus yang masuk ke dalam medan magnet (meter)
Penentuan arah Gaya Lorentz, dapat dilakukan dengan menggunakan kaidah tangan kanan.
Contoh Soal Gaya Lorentz
1. Sebuah kawat tembaga sepanjang 10 m dialiri arus listrik sebesar 5 mA. Jika kawat tembaga tersebut tegak lurus berada dalam medan magnet sebesar 8 Tesla, berapakah Gaya Lorentz yang timbul?
Diketahui:
L = 10 m
I = 5 mA = 0,005 A
B = 8 T
Ditanya: Gaya Lorentz (F)?
Jawab:
F = B I L = 8 . 0,005 . 10 = 0,4 N
Jadi, Gaya Lorentz yang timbul sebesar 0,4 N
2. Jika gaya Lorentz yang ditimbulkan oleh kawat tembaga sepanjang 2 m dan dialiri arus listrik sebesar 2 mA adalah 12 N, maka berapakah besar medan magnet yang melingkupi kawat tembaga tersebut?
Diketahui:
L = 2 m
I = 2 mA = 2 x 10-3 A
F = 12 N
Ditanya: medan magnet?
Jawab:
F = B I L
Ayo, Kita Selesaikan
Penerapan Gaya Lorentz pada Motor Listrik
Apa kamu pernah melihat motor listrik? Motor listrik digunakan untuk mengubah energi listrik menjadi energi gerak. Beberapa motor listrik yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya motor listrik pada kipas angin untuk yang berfungsi untuk menggerakkan baling-baling.
Motor listrik memiliki beberapa komponen, diantaranya magnet tetap dan kumparan. Jika ada arus listrik yang mengalir pada kumparan yang terletak dalam medan magnet maka kumparan tersebut akan mengalami Gaya Lorentz sehingga kumparan akan berputar. Agar kumparannya dapat berputar dengan stabil, maka kumparan dibuat seperti Gambar 6.30 yang masing-masing ujungnya dibentuk melingkar.
Sumber : Buku k 13 Ilmu Pengetahuan Alam kelas IX