Gaya - Binus Repository

Mata kuliah : K0014 – FISIKA INDUSTRI
Tahun
: 2010
GAYA MAGNET
Pertemuan 18
GAYA MAGNET
1. Gaya Magnet pada Partikel Bermuatan
Muatan listrik q yang bergerak dengan kecepatan V
dalam medan magnet B, akan mengalami gaya ke
samping , yaitu
:



F q V x B
Bila pada muatan q juga bekerja gaya oleh medan listrik E ,
maka gaya total pada muatan q :




F qE  q V x B
Bina Nusantara
(gaya Lorentz)

Dari




F  m a dan F  q V x B
Maka muatan q yang bergerak dalam medan magnet
B akan mengalami percepatan :



a  q (V x B) / m
dan
a = (q V B sin θ )/ m
θ = sudut antaraV dan B


a tegak lurus V dan tegak lurus B
Untuk θ = 900 , percepatan (a ) akan maximum ,
muatan q akan melakukan gerak melingkar
beraturan dengan jari- jari R.
Bina Nusantara
Dari : F = m a = q V B dan a = V2/R
m V2/R = q V B
maka :
- Jari-jari dari gerak melingkar dari muatan q:
R = mV/(qB)
- Frekuensi ( f ) dari gerak melingkar muatan tersebut :
dari :
maka :
Bina Nusantara
V = ω R = 2 π f R dan R = m V / ( q B )
f = q B / (2π m)
2. Gaya 
MagnetPada
Kawat Berarus Listrik

Dari F  q V x B



dF  dq ( V x B


dengan V = dL/dt dan I= dq/dt

dF  I dL x B
maka :
artinya : kawat sepanjang dL yang dialiri arus I dan
berada dalam medan magnet B akan mengalami gaya :



dF  I dL x B
Untuk kawat arus yang lurus dan panjang L yang
berada dalam medan magnet B akan mengalami gaya


magnet : 
Bina Nusantara
F I L x B
3. Torsi ( τ ) Pada Loop Arus
Torsi (momen gaya) :
z
τ
y
F
O
R
x
P
Sebuah partikel berada di titik P mengalami gaya F.
Vektor posisi partikel terhadap sumbu putar ( melewati
titik O ) adal R , didefinisikan torsi oleh gaya F :



 R x F
Bina Nusantara
Torsi pada loop arus
z
I
y
L
x
B
W
Medan magnet B serba sama pada bidang X-Y dan bearah
sumbu x positif.
Sebuah kumparan : lebar w , panjang L, dialiri arus I ,
terletak pada bidang X-Y
Bina Nusantara
Torsi yang bekerja pada loop arus :
Sisi kiri :
Gaya : F1 = I L j x B i = - B L I k
Torsi : τ1 = (-W / 2) i x (-B L I ) k
= -(W / 2)(B L I ) j
Sisi kanan :
Gaya : F2 = I (-L j ) x B i = B L I k
Torsi : τ2 = (W / 2) i x (B L I ) k
= -(W/2)(B L I ) j
Torsi total pada kumparan :
τ = τ1+ τ2 = - B I LW j = - B I A j
A = L W = luas kumparan
Bina Nusantara
4. Momen magnet, μ :
Arus I yang mengalir pada suatu lintasan (loop) tertutup
yang luasnya A , akan membangkitkan momen magnetik :


  I A an
an = vektor satuan yang tegak lurus bidang loop
μ
I
Apabila momen magnetik ini berada dalam medan
magnetik B maka besarnya torsi τ , yang bekerja pada
loop tersebut adalah :



  x B
Bina Nusantara