GAYA LORENTZ

besar dan arah gaya Lorentz tergantung besar
dan arah arus listrik.
Karena gaya Lorentz ( FL ) , arus listrik ( I ) dan
medan magnet ( B ) adalah besaran vector maka
peninjauan secara matematik besar dan arah
gaya Lorentz ini hasil perkalian vector ( crosproduct ) dari I dan B.
FL = I x B
FL = B. I . ℓ . Sin θ
•FL = gaya Lorentz dalam newton ( N )
•I = kuat arus listrik dalam ampere ( A )
•ℓ = panjang kawat dalam meter ( m )
•B = kuat medan magnet dalam Wb/m2 atau tesla ( T )
•θ = sudut antara arah I dan B
Hubungan antara FL , I dan B dapat
lebih mudah dipelajari dengan
menggunakan kaidah tangan kiri.
Yaitu dengan menganganangankan jika ibu jari, jari
telunjuk dan jari tangah kita
bentangkan saling tegak lurus,
maka :
 Ibu jari
: menunjukan arah
gaya Lorentz ( FL ) Arah
gaya Lorentz


Jari telunjuk : menunjukkan arah
medan magnet ( B )
Jari tengah : menunjukkan arah
arus listrik ( I )
Jika ada dua kawat
saling sejajar
dipasang saling
berdekatan ternyata
kedua kawat akan
saling tarikmenarik jika dialiri
arus searah , dan
akan saling tolak
menolak jika dialiri
arus berlawanan
arah.
Besarnya gaya tarik atau tolak yang dialami
kawat tiap satuan panjang setelah dijabarkan
terdapat rumus :
FL
= gaya Lorentz dalam newton ( N )
I1 dan I2 = arus pada masing-masing kawat dalam ampere ( A )
a
= jarak antara kedua kawat dalam meter ( m )
μ0
= permeabilitas udara / ruang hampa = 4∏. 10-7 Wb/
Am. m
catatan :
Jika I1 = I2 = I , dan ℓ = 1 meter maka FL = μ0 I2 / 2π.a
Jika I = 1 ampere dan a = 1 m maka besarnya FL = 4∏. 10-7
Sebuah partikel bermuatan listrik
yang bergerak dalam daerah
medan magnet homogen akan
mendapatkan gaya. Gaya ini juga
dinamakan gaya Lorentz. Gerak
partikel akan menyimpang searah
dengan gaya lorentz yang
mempengaruhi.
Pada gambar tampak sebuah
partikel bermuatan yang bergerak
dalam medan magnet. Ditunjukkan
bagaimana kalau partikel tersebut
bermuatan positif ( gambar a ) dan
bagaimana kalau partikel tersebut
bermuatan negatif ( gambar b ) .
besarnya gaya Lorentz yang dialami oleh sebuah muatan yang
bergerak dalam daerah medan magnet dapat dicari dengan
menggunakan rumus :
FL = q . v . B sin θ
FL = gaya Lorentz dalam newton ( N )
q = besarnya muatan yang bergerak dalam coulomb ( C )
v = kecepatan muatan dalam meter / sekon ( m/s )
B = kuat medan magnet dalam Wb/m2 atau tesla ( T )
θ = sudut antara arah v dan B
FL selalu mempunyai arah tegak lurus dengan v dan B
Bila
sebuah
partikel
bermuatan listrik bergerak
tegak lurus dengan medan
magnet
homogen
yang
mempengaruhi
selama
geraknya, maka muatan akan
bergerak
dengan
lintasan
berupa lingkaran.
Sebuah
muatan
positif
bergerak
dalam
medan
magnet
B
(dengan
arah
menembus bidang)
secara
terus menerus (gambar P)
akan
membentuk
lintasan
lingkaran dengan gaya Lorentz
yang timbul menuju ke pusat
lingkaran.
Demikian
juga
untuk
muatan
negative
(gambar Q )
Persamaan-persamaan yang memenuhi pada muatan yang bergerak
dalam medan magnet homogen sedemikian sehinga membentuk
lintasan lingkaran adalah :
Gaya yang dialami akibat medan magnet : FL = q . v . B
Gaya sentripetal yang dialami oleh partikel : Dengan menyamakan
kedua persamaan kia mendapatkan persamaan :
•R = jari-jari lintasan partikel dalam meter ( m )
•m = massa partikel dalam kilogram ( kg )
•v = kecepatan partikel dalam meter / sekon ( m/s )
•q = muatan partikel dalam coulomb ( C )