Fisika SMAMA XII
130
R = .... 4.19
dengan : R = jari -jari lintasan muatan listrik m
m = massa benda bermuatan listrik kg v = kecepatan benda bermuatan listrik ms
B = induksi magnet T q = muatan listrik benda c
Dengan melewatkan partikel ke dalam medan magnet homogen akan menyebabkan partikel tersebut bergerak lebih cepat sehingga partikel
tersebut dapat memiliki energi sampai 10 MeV. Peralatan yang mengguna- kan prinsip medan magnet yang berfungsi untuk meningkatkan tingkat
energi partikel bermuatan listrik misalnya proton disebut siklotron atau betatron. Proton yang berenergi tinggi digunakan untuk mengganggu ke-
stabilan inti yang stabil sehingga berubah menjadi inti atom yang radioaktif radioisotop. Cobalah kalian jelaskan bagaimana prinsip kerja dari siklo-
tron atau betatron tersebut? Carilah sumber dari buku literatur atau internet
Contoh Soal
Sebuah partikel bermuatan sebesar 5.10
-5
C bergerak dalam medan mag- net 0,5 Wbm
2
dengan kecepatan 2.10
4
ms. Tentukan besarnya gaya magnetik yang dialami partikel tersebut jika arah geraknya
membentuk sudut 30
o
terhadap medan magnet
Penyelesaian : Diketahui
: q = 5.10
-5
C B = 5.10
-1
Wbm
2
v = 2.10
4
ms T = 30
o
Ditanyakan : F = ...? Jawab
: F = Bqv sin
T = 5.10
-1
.5.10
-5
.2.10
4
. sin 30
o
= 5.10
-1
. = 0,25 N
Jadi, besarnya gaya magnetik yang dialami partikel adalah 0,25 N.
Keingintahuan : Mencari Informasi
131
Fisika SMAMA XII
Soal Latihan :
1. Sebuah partikel bermuatan listrik positif sebesar 6.10
-6
C bergerak dengan kecepatan 4 .10
5
ms melewati medan magnet homogen 0,2 Wbm
2
. Tentukan besar gaya magnetik yang dialami partikel tersebut jika arah
geraknya tegak lurus arah medan magnet 2.
Sebuah partikel yang mempunyai massa 300 miligram dan membawa muatan 2 .10
-8
C ditembakkan tegak lurus dan horisontal pada medan magnet yang serba
sama dengan kecepatan 5.10
4
ms. Jika partikel tersebut tetap bergerak lurus tentukan besar induksi
magnetnya
C. Penerapan Gaya Magnetik dalam Industri
Pernahkah kalian memerhatikan tentang alat-alat listrik dan alat-alat ukur listrik? Bagaimana prinsip kerja dari alat
tersebut?
Dalam kehidupan sehari-hari kita sering menggunakan peralatan-peralatan listrik yang didukung oleh motor listrik,
antara lain pompa air, mesin cuci, kipas angin, mesin jahit, dan sebangainya. Sedangkan untuk mengukur arus listrik
digunakan amperemeter, untuk mengukur tegangan listrik digunakan voltmeter. Motor listrik, ampermeter, dan volt-
meter adalah suatu alat listrik yang bekerja menggunakan prinsip gaya Lorentz. Prinsip kerja alat tersebut dapat
dijelaskan sebagai berikut :
1. Motor Listrik
Motor listrik adalah alat listrik yang digunakan untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik atau energi
gerak. Pada prinsipnya sebuah motor listrik terdiri atas dua bagian, yaitu bagian
stator dan bagian rotor. Bagian stator yaitu bagian dari motor listrik yang tidak bergerak, pada
umumnya terdiri atas magnet tetap. Bagian rotor yaitu Sebutkan contoh alat-alat yang bekerja dengan prinsip gaya magnetik di
lingkunganmu, dan jelaskan pula prinsip kerjanya
Life Skills : Kecakapan Sosial
Fisika SMAMA XII
132
bagian motor listrik yang bergerak, pada umumnya terdiri atas kumparan kawat yang dibelitkan pada jangkar. Pada
prinsipnya sebuah motor listrik memiliki kumparan yang berada dalam medan magnet tetap. Apabila pada kumparan
tersebut dialiri arus listrik, maka pada kumparan tersebut akan bekerja gaya magnetik gaya Lorentz. Arah gaya magnet pada
sisi kumparan antara kanan dan kiri mempunyai arah yang berbeda sehingga membentuk momen gaya torsi. Dengan
demikian akan menyebabkan kumparan tersebut berputar.
Lihat Gambar 4.12 berikut ini.
2. Alat-Alat Ukur Listrik
Pada prinsipnya cara kerja antara alat ukur listrik dengan motor listrik
sama, yaitu pemanfaatan dari gaya magnet. Perbedaannya pada amper-
meter dan voltmeter, jangkar tempat kumparan dibelitkan ditaruh sebuah
pegas yang berfungsi untuk meredam putaran dari kumparan, sehingga
kumparan hanya akan terpuntir saja, di mana sudut puntiran kumparan
akan sebanding dengan besarnya kuat arus yang mengalir pada kumparan
tersebut. Besarnya sudut puntiran inilah yang dikalibrasikan untuk
menentukan besaran yang akan diukur yang kemudian dibuatkan jarum
penunjuk dan skala untuk hasil pengukuran.
Gambar 4.13
Bagian-bagian alat ukur listrik
Pegas pengendali Jarum
Tuas pemutar
jarum Kumparan
bergerak Inti besi
lunak
Pegas pengendali Magnet tetap
Gambar 4.12
Susunan dasar motor listrik
Magnet Jangkar
Cincin selip Sikat
Sikat
Sirkuit luar Cincin
selip Magnet
Jangkar
Komutator Sikat
Sikat Sirkuit luar