166
Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas IX
2. Gaya Lorentz
Gaya Lorentz adalah gaya yang dialami sebuah penghantar yang dialiri arus listrik dalam suatu medan magnetik yang
sangat kuat. Nah, agar lebih paham tentang gaya Lorentz , mari kita lakukan kegiatan berikut
Latihan 7.3
1. Jelaskan sifat-sifat garis gaya magnet 2. Jelaskan pengertian medan magnetik
3. Jelaskan kaidah tangan kanan Oersted 4. Di manakah letak medan magnetik yang paling kuat?
5. Jelaskan cara menentukan arah kutub magnet pada kumparan berarus listrik
Kegiatan 7.10 Menyelidiki Gaya yang Dialami oleh Penghantar Berarus
dalam Medan Magnetik
Alat dan bahan: Pita yang terbuat dari aluminium foil, magnet U, kabel, saklar, dan empat buah baterai
1,5 volt.
Prosedur kerja: 1. Letakkan pita aluminium foil di antara kutub utara-selatan
magnet U, kemudian hubungkanlah ujung-ujung pita alu- minium dengan kutub positif dan negatif baterai.
Perhatikan gambar di samping.
2. Tekan saklar sehingga arus listrik mengalir pada pita alu- minium foil. Amatilah perubahan yang terjadi.
3. Ulangi kegiatan di atas dengan: a. mengubah arah arus kutub-kutub baterai ditukar
b. mengubah arah medan magnet kutub-kutub magnet ditukar
4. Apakah kesimpulan dari percobaan di atas?
baterai magnet U
U S
aluminium foil
Dari Kegiatan 7.10, kamu dapat mengamati bahwa arah gaya
Lorentz F selalu tegak lurus terhadap kuat arus I dan medan magnetik B.
Untuk memudahkan mengingat arah gaya lorentz yang dialami penghantar ketika dialiri arus listrik dalam medan mag-
net digunakanlah kaidah tangan kanan, seperti ditunjukkan
Di unduh dari : Bukupaket.com
Kemagnetan
167 pada Gambar 7.17. Arah arus listrik I ditunjukkan oleh ibu
jari, arah medan magnetik B ditunjukkan oleh jari telunjuk, dan gaya lorentz ditunjukkan oleh jari tengah.
Besar gaya lorentz bergantung pada besar medan magnetik, besar arus listrik yang mengalir, panjang kawat penghantar, dan
sudut yang terbentuk antara arus listrik dan medan magnetik. Secara matematis gaya Lorentz didefinisikan dengan persamaan
sebagai berikut.
F = B × I × l × sin θ ......... 7.1
Keterangan:
F = gaya Lorentz Newton
B = medan magnetik tesla
I = kuat arus listrik ampere
l = panjang kawat penghantar meter
θ = sudut antara arah arus listrik dan arah medan magnetik
Setelah kamu memahami gaya Lorentz, tahukah kamu bagaimana penerapan gaya Lorentz dalam kehidupan sehari-
hari? Prinsip gaya Lorentz dimanfaatkan dalam motor listrik. Apakah motor listrik itu? Perhatikan salah satu jenis motor
listrik pada Gambar 7.18. Motor listrik adalah alat yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi gerak.
Bagaimanakah cara kerja motor listrik sehingga dapat mengubah energi listrik menjadi energi gerak? Perhatikan skema
motor listrik pada Gambar 7.19
Ketika kumparan yang ada dalam daerah medan magnetik dialiri arus listrik, kumparan tersebut menghasilkan gaya
lorentz yang menyebabkan kumparan berputar pada suatu sumbu. Setelah berputar setengah putaran atau sekitar 180
o
, komutator akan mengubah arah arus yang mengalir pada
kumparan sehingga arahnya berlawanan dengan arah arus semula. Hal ini menyebabkan gaya Lorentz berubah sebesar
180
o
dan kumparan meneruskan putarannya hingga satu putar- an penuh. Setelah berputar satu putaran penuh, komutator
tersebut kembali mengubah arah arus dalam kumparan sehingga kumparan kembali berputar pada sumbunya. Proses
ini terus berulang sehingga motor listrik pun terus berputar.
F
I
B
Gambar 7.17 Arah gaya Lorentz F
terhadap kuat arus listrik I dan medan
magnetik B.
Gambar 7.18 Salah satu jenis motor
listrik yang sering di- gunakan untuk men-
jalankan alat-alat in- dustri ringan.
cincin komutator
sikat terminal
magnet besi lunak
poros
kumparan
a
magnet kumparan
cincin komutator
S U
sikat
b
Gambar 7.19 a. Bagian-bagian dari motor listrik.
b. Skema motor listrik DC. baterai
Di unduh dari : Bukupaket.com
168
Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas IX
Latihan 7.4 Tugas
Carilah peralatan listrik yang menggunakan prinsip kerja gaya Lorentz, kemudian diskusikan dengan teman-
temanmu
1. Jelaskan apa yang dimaksud gaya Lorentz 2. Tuliskan faktor-faktor yang memengaruhi besar dan arah gaya Lorentz
3. Jelaskan kaidah tangan kanan untuk menentukan arah gaya Lorentz pada sebuah
penghantar yang dialiri arus listrik dalam suatu medan magnetik yang sangat kuat 4. Sebutkan bagian-bagian yang ada pada motor listrik
5. Jelaskan prinsip kerja motor listrik
D. Pemanfaatan Sifat Kemagnetan
Pernahkah kamu melihat alat untuk mengangkat rongsokan
logam? Perhatikan Gambar 7.20
Bagaimana rongsokan logam dapat diangkat oleh mesin pengangkat rongsokan? Mesin pengangkat rongsokan meng-
gunakan prinsip elektromagnet untuk mengangkat logam- logam rongsokan. Hal tersebut dapat terjadi karena baja yang
terdapat di dalam alat tersebut dililit kumparan, kemudian dialiri arus listrik sehingga baja tersebut menjadi magnet.
Selain digunakan dalam alat pengangkat rongsokan logam, prinsip elektromagnet digunakan juga dalam bel listrik, relai,
dan telepon.
1. Prinsip Elektromagnet dalam Bel Listrik
Kategori