GAYA MAGNETIK

A. Tujuan

1. Mengamati adanya gaya Lorentz.

2. Menentukan arah gaya Lorentz.

B. Dasar Teori

Bila penghantar berarus di letakkan di dalam medan magnet, maka pada penghantar

akan timbul gaya. Gaya ini disebut dengan gaya lorentz. Jadi, gaya lorentz adalah gaya yang

dialami kawat berarus listrik di dalam medan magnet. Sehingga dapat disimpulkan bahwa

gaya Lorentz dapat timbul dengan syarat sebagai berikut:

a. ada kawat pengahantar yang dialiri arus

b. penghantar berada di dalam medan magnet

Bagaimana gaya lorentz berfungsi, maka lakukan percobaan dengan mengamati bentuk

medan magnet atau garis gaya magnet selama percobaan. Bila pengamatan dilakukan dengan

benar maka akan diperoleh :

a. Makin besar arus listrik yang mengalir, makin besar pula gaya yang bekerja dan

makin cepat batang penghantar bergulir.

b. Bila polaritas sumbu dirubah, maka penghantar akan bergerak dalam arah yang

berlawanan dengan gerak sebelumnya.

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

Besarnya gaya Lorentz dapat dihitung dengan rumus FL = I.B sinθ

Rumus ini berlaku untuk panjang kawat 1 meter.

Perhitungan diatas adalah gaya Lorentz yang mempengaruhi kawat tiap satuan panjang.

Jadi jika panjang kawat = ℓ , maka besar gaya Lorentz dapat dihitung dengan rumus :

FL = I . ℓ . B . 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

Dari rumus di atas ternyata jika besar sudut θ adalah :

θ = 90°, arah arus listrik dan medan magnet (I dan B) saling tegak lurus maka FL mencapai

maksimum

θ = 0°, arah arus listrik dan medan magnet (I dan B) saling sejajar maka FL = 0 atau kawat

tidak dipengaruhi gaya Lorentz

Menentukan arah gaya Lorentz

Arah gaya lorentz dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan. Jari-jari tangan kanan

diatur sedemikian rupa, sehingga Ibu jari tegak lurus terjadap telunjuk dan tegak lurus juga

terhadap jari tengah. Bila arah medan magnet (B) diwakili oleh telunjuk dan arah arus listrik

(I) diwakili oleh ibu jari, maka arah gaya lorentz (F) di tunjukkan oleh jari tengah. Perhatikan

gambar berikut.

Gaya lorentz pada penghantar bergantung pada faktor sebagai berikut :

a. kuat medan magnet (B)

b. besar arus listrik (I)

c. panjang penghantar

Sehingga dapat dirumuskan sebagai berikut :

F = B.I.L

keterangan :

F adalah gaya lorentz (N)

B adalah kuat medan magnet (Tesla)

I adalah kuat arus listrik (A)

L adalah panjang penghantar (m)

C. Hipotesis

Bila penghantar berarus di letakkan di dalam medan magnet, maka pada penghantar akan

timbul gaya yang dinamakan gaya Lorentz, dimana untuk mengetahui gaya Lorentz dapat

menggunakan kaidah tangan kanan.

D. Alat dan Bahan

1. Sumber arus (baterai/power supply)

2. Kawat kumparan

3. Switch on/off

4. Sepasang magnet batang

5. Kabel penghubung

6. Amperemeter

7. Papan penampang

E. Langkah Kerja

1. Menyusun alat- alat.

2. Mengaliri kawat penghantar dengan arus listrik dari sumber arus/tegangan (baterai/power

supply) dengan besar tegangan tertentu.

3. Mengamati arah dari gaya Lorentz yang terjadi.

4. Mengulangi percobaan diatas dengan cara mengubah arah arus dan arah medan magnet

F. Hasil Pengamatan

Percobaan ke- Arah Arus Arah Medan Magnet Arah Gaya

1 Timur Bawah Utara

2 Atas Selatan Bawah

3 Timur Selatan Bawah

4 Bawah Timur Selatan

5 Utara Atas Timur

6 Kanan Bawah Utara

G. Kesimpulan

Kawat berarus dalam medan magnetik mengalami gaya lorentz. Arus listrik dalam

kawat dihasilkan oleh partikel bermuatan (elektron-elektron) yang bergerak. Dengan

demikian, partikel bermuatan yang memasuki daerah medan magnetik pun akan mengalami

gaya lorentz.

1. Arah gaya tergantung pada arah arus listrik dan arah medan magnet.

2. Besar dan arah gaya Lorentz tergantung besar dan arah arus listrik.

3. Besar kecilnya kuat arus sebanding dengan gaya lorentz.

4. Besar kecilnya kuat medan dalam kumparan sebanding dengan gaya lorentz.

5. Nilai konstanta medan selalu lebih besar dari kuat medan itu sendiri.