GAYA LORENTZ

Konsep Gaya Lorentz

Konsep 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 ( cros- product ) dari I dan B. FL = I x B

Konsep Gaya Lorentz 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

Konsep Gaya Lorentz Hubungan antara FL , I dan B dapat lebih mudah dipelajari dengan menggunakan kaidah tangan kiri. Yaitu dengan mengangan- angankan 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 )

Gaya Lorentz pada Dua Kawat Sejajar Jika ada dua kawat saling sejajar dipasang saling berdekatan ternyata kedua kawat akan saling tarik- menarik  jika dialiri arus searah , dan akan saling tolak menolak jika dialiri arus berlawanan arah.

Gaya Lorentz pada Dua Kawat Sejajar 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  

Gaya Lorentz pada Muatan yang Bergerak 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 ) .

Gaya Lorentz pada Muatan yang Bergerak 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

Gaya Lorentz pada Muatan yang Bergerak 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 )  

Gaya Lorentz pada Muatan yang Bergerak 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 )