Gaya Magnetik pada Kawat Berarus dalam

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 θ yang dibentuk arah arus I dengan arah induksi magnet B. Besarnya gaya magnetikgaya Lorentz dapat dinyatakan dalam persamaan : F = B I l sin θ .... 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. 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 : λ = 0,6 m B = 4.10 -5 T θ = 30 o I = 5 A Ditanyakan : F = ...? Jawab : F = BI l sin θ = 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

Gaya magnet juga dialami oleh dua buah kawat sejajar yang saling berdekatan yang beraliran arus listrik. Timbulnya gaya pada masing-masing kawat dapat dianggap bahwa kawat pertama berada dalam medan magnetik yang ditimbulkan oleh kawat kedua dan sebaliknya kawat kedua berada dalam medan magnetik yang ditimbulkan oleh kawat pertama. Contoh Soal 127 Fisika SMAMA XII Arah gaya magnetik yang terjadi pada kedua kawat dapat dilihat pada Gambar 4.10. Apabila arah arus pada kawat itu searah maka pada kedua kawat akan terjadi gaya tarik-menarik dan sebaliknya jika arah arus pada kedua kawat berlawanan, maka akan tolak-menolak. Gaya tarik-menarik atau gaya tolak- menolak pada kedua kawat merupakan akibat adanya gaya magnet pada kedua kawat tersebut. Besarnya gaya magnet pada masing-masing kawat dapat dinyatakan F = B 1 I 2 l sin θ atau F = B 2 I 1 l sin θ ....4.15 Karena arah B dan I saling tegak lurus atau θ =90 o maka F = B 1 I 2 l atau F = B 2 I 1 l ....4.16 dengan : F = gaya magnet pada kawat I 1 = arus listrik pada kawat 1 I 2 = arus listrik pada kawat 2 B 1 = induksi magnet yang ditimbulkan oleh kawat 1 B 2 = induksi magnet yang ditimbulkan oleh kawat 2 l = panjang kawat penghantar Pada awal bab telah dihitung bahwa besarnya induksi magnet di sekitar kawat lurus berarus listrik adalah : B = maka nilai B 1 = dan B 2 = Gambar 4.10 Arah gaya magnetik di antara dua kawat sejajar berarus.