Fisika SMAMA XII
124
B. Gaya Magnetik Gaya Lorentz
Apabila sebuah penghantar berarus listrik berada di dalam
medan magnet, timbul gaya Lorentz yang dapat meng-
gerakkan penghantar ter- sebut. Hal ini pertama kali
dikemukakan oleh fisikawan Belanda yang bernama
Prof. Dr. Lorentz.
Info Sains
Alat listrik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik adalah motor listrik. Motor listrik jika kita hubungkan
dengan sumber tegangan akan berputar. Bagaimana prinsip motor listrik tersebut bekerja, dapatkah kalian menjelaskan-
nya? Apabila kita perhatikan di dalam motor listrik terdapat sebuah kumparan kawat dan magnet tetap. Motor listrik
tersebut dapat berputar karena timbulnya gaya Lorentz atau gaya magnetik yang terjadi pada kumparan kawat penghantar
beraliran arus listrik yang berada dalam medan magnet. Marilah sekarang kita mempelajari
timbulnya gaya magnet yang dialami oleh sebuah kawat penghantar berarus
listrik yang berada di dalam medan mag- net
1. Gaya Magnetik pada Kawat Berarus dalam
Medan Magnetik
Perhatikan Gambar 4.8, sebuah
kawat penghantar AB yang dibentang- kan melalui medan magnet yang
ditimbulkan oleh magnet tetap. Apabila pada ujung kawat A kita hubungkan
dengan kutub positif baterai dan ujung B kita hubungkan dengan kutub
negatif baterai, maka pada kawat AB mengalir arus dari A ke B. Pada saat itu
kawat AB akan bergerak ke atas. Sebaliknya jika arus listrik diputus
dihentikan, kawat kembali ke posisi semula. Sebaliknya jika ujung A di-
hubungkan dengan kutub negatif dan ujung B dihubungkan dengan kutub
positif baterai, kembali kawat bergerak ke bawah berlawanan dengan gerak
semula. Gerakan kawat ini menunjuk- kan adanya suatu gaya yang bekerja pada
kawat tersebut saat kawat tersebut dialiri arus listrik. Gaya yang bekerja pada
tersebut disebut gaya magnetik atau gaya
Lorentz.
Gambar 4.8
Gaya Lorentz pada kawat berarus dalam medan magnetik.
A F
S B
U B
I I
V +
-
Di unduh dari : Bukupaket.com
125
Fisika SMAMA XII
Berdasarkan hasil percobaan yang lebih teliti menunjukkan bahwa besarnya gaya magnetik gaya Lorentz
yang dialami oleh kawat yang beraliran arus lisrik : a.
Berbanding lurus dengan kuat medan magnetinduksi magnet
B. b. Berbanding lurus dengan kuat arus listrik yang mengalir
dalam kawat I.
c. Berbanding lurus dengan panjang kawat penghantar l .
d. Berbanding lurus dengan sudut T yang dibentuk arah
arus I dengan arah induksi magnet B.
Besarnya gaya magnetikgaya Lorentz dapat dinyatakan dalam persamaan :
F = B I l sin T .... 4.14
Arah gerakan kawat menunjukkan arah gaya magnetik gaya Lorentz. Untuk mengetahui arah gaya Lorentz dapat
digunakan kaidah tangan kanan Gambar 4.9 sebagai berikut.
Aturankaidah tangan kanan
Apabila tangan kanan dalam keadaan terbuka jari-jari dan ibu jari diluruskan. Arah dari pergelangan tangan
menuju jari-jari menyatakan arah induksi magnet dan arah ibu jari menyatakan arah arus listrik, maka arah gaya
magnetiknya dinyatakan dengan arah telapak tangan menghadap.
Atau dapat juga ditentukan dengan aturan tangan kiri yaitu sebagai berikut.
Aturankaidah tangan kiri
Apabila antara ibu jari, jari telunjuk, dan jari tengah pada tangan kiri direntangkan saling membentuk sudut 90
o
, maka di sini arah jari telunjuk menyatakan arah induksi
magnet, arah jari tengah menunjukkan arah arus, dan arah ibu jari menyatakan arah gaya Lorentz.
Gambar 4.9
Arah gaya Lorentz berdasarkan kaidah tangan kanan.
Di unduh dari : Bukupaket.com
Fisika SMAMA XII
126
Sebuah kawat penghantar panjangnya 0,6 m diletakkan di dalam medan magnet homogen 4.10
-5
T dan membentuk sudut 30
o
. Berapa N gaya magnet yang dialami kawat jika dialiri arus sebesar 5 A?
Penyelesaian : Diketahui
: O = 0,6 m
B = 4.10
-5
T T = 30
o
I = 5 A Ditanyakan : F = ...?
Jawab :
F = BI l sin T
= 4.10
-5
. 5 . 0,6 . sin 30
o
= 12.10
-5
. = 6 . 10
-5
N
Soal Latihan :
1. Sebuah kawat penghantar panjangnya 0,8 m dialiri arus
sebesar 5 A. Apabila kawat tersebut berada dalam medan magnet homogen 5.10
-4
Wbm
2
dan arah medan magnet tegak lurus arah arus listrik, tentukan besar gaya magnetik
yang dialami kawat tersebut 2.
Sebuah kawat penghantar lurus panjang dibentangkan dari timur ke barat, apabila medan magnet di tempat itu
dari selatan ke utara, ke manakah arah gaya magnetik yang dialami kawat tersebut?
2. Gaya Magnetik di Antara Dua Kawat Sejajar Berarus