Pengertian dan Rumus Gaya Lorentz, Arah serta Penerapan Gaya Lorentz dalam Kehidupan Sehari-hari
Januari 10, 2016
Edit
Berikut ini merupakan pembahasan tentang pengertian gaya lorentz, rumus gaya lorentz, arah gaya lorentz, penerapan gaya lorentz, contoh soal gaya lorentz dan hukum lorentz.
Keterangan :
FL = gaya lorentz (newton = N)
B = medan magnet (Tesla = T)
L = Panjang kawat penghantar (m)
Sehingga jika kawat penghantar berbentuk bujur sangkar ABCD, ketika arus berada pada AB maka arah gaya menuju bawah, sedangkan pada kawat penghantar CD maka arah gaya Lorentz ke atas.
Hal ini akan membuat kawat penghantar AB bergerak ke arah bawah sedangkan CD ke arah atas sehingga kawat penghantar bergerak berputar.
Motor Listrik
Motor listrik adalah alat yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi gerak. Motor listrik bekerja dengan memanfaatkan adanya perputaran kumparan berarus listrik di sekitar medan magnet.
Misalkan arah garis gaya magnet dari U ke S (dari kiri ke kanan). Arah arus ditunjukkan dengan tanda panah, maka sesuai kaidah tangan kanan maka kawat AB akan bergerak ke bawah, sedangkan kawat CD bergerak ke atas.
Setelah itu kumparan berhenti berputar. Supaya kumparan dapat berputar terus maka digunakan komutator. Komutator terdiri dari dua keping tembaga berbentuk setengah lingkaran. Disekat satu sama lain.
Komutator berguna untuk mengubah arah arus dalam kumparan bila telah melintasi daerah netral. Yang dimaksud dengan daerah netral adalah daerah dimana kutub kumparan tepat berhadapan dengan kutub magnet.
Pada motor listrik yang lebih kuat, kumparan yang digunakan lebih banyak lagi. Demikian pula gelang-gelang belahnya. Kumparan-kumparan terletak dalam alur-alur silinder besi yang berfungsi sebagai angker atau jangkar.
Ujung tiap kumparan berakhir pada komutator. Kumparan yang berputar harus dilekatkan sedemikian rupa. Bila salah satu sisi kawat berada di depan kutub utara, sisi kawat yang lain berada di depan kutub selatan.
Semua kumparan diatur sedemikian rupa sehingga terjadi suatu rangkaian tertutup. Jalur-jalur tembaga yang disekat satu sama lain disebut lamel dan seluruhnya membentuk sebuah kolektor. Sikat-sikatnya terbuat dari karbon.
Galvanometer
Galvanometer adalah suatu jenis alat ukur listrik yang mempunyai kumparan yang dapat berputar. Kumparan kawat ini mempunyai inti besi lunak.
Kumparan diletakkan di antara kutub-kutub magnet ladam yang kuat. Bila pada kumparan tersebut dialirkan arus, maka kumparan akan berputar. Kumparan tidak dapat berputar terus karena ditahan oleh pegas spiral.
Berputarnya kumparan akan menggerakkan jarum penunjuk. Galvanometer Besarnya putaran jarum penunjuk bergantung pada kuat arus. Makin besar kuat arus makin besar putarannya.
Dengan demikian, sudut putaran dapat digunakan sebagai ukuran kuat arus. Itulah prinsip dasar pembuatan amperemeter maupun voltmeter.
Pengertian Gaya Lorentz
Bagaimana bila suatu kawat penghantar yang sedang dialiri listrik berada dalam medan magnet? Jika kawat berarus berada dalam medan magnet maka kawat tersebut akan mendapatkan gaya yang dinamakan gaya lorentz.Rumus Gaya Lorentz
Besarnya gaya lorentz berbanding lurus dengan medan magnet, kuat arus listrik, dan panjang kawat pengantar. Secara matematis dapat dituliskan dalam persamaan berikut :
Keterangan :
FL = gaya lorentz (newton = N)
B = medan magnet (Tesla = T)
L = Panjang kawat penghantar (m)
Arah Gaya Lorentz
Bila pada kaidah tangan kanan dimana ibu jari menunjukkan arah arus listrik (I), empat jari menunjukkan medan magnet (B), maka arah gaya Lorentz (F) adalah tegak lurus ke atas telapak tangan kanan kita. |
| Gambar: Arah Gaya Lorentz |
Sehingga jika kawat penghantar berbentuk bujur sangkar ABCD, ketika arus berada pada AB maka arah gaya menuju bawah, sedangkan pada kawat penghantar CD maka arah gaya Lorentz ke atas.
Hal ini akan membuat kawat penghantar AB bergerak ke arah bawah sedangkan CD ke arah atas sehingga kawat penghantar bergerak berputar.
Contoh Gaya Lorentz dalam Kehidupan Sehari-hari
Pengaruh gaya lorentz pada perputaran kawat penghantar menjadi landasan kerja beberapa alat diantaranya motor listrik dan Galvanometer.Motor Listrik
Motor listrik adalah alat yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi gerak. Motor listrik bekerja dengan memanfaatkan adanya perputaran kumparan berarus listrik di sekitar medan magnet.
Misalkan arah garis gaya magnet dari U ke S (dari kiri ke kanan). Arah arus ditunjukkan dengan tanda panah, maka sesuai kaidah tangan kanan maka kawat AB akan bergerak ke bawah, sedangkan kawat CD bergerak ke atas.
 |
| Gambar: Motor Listrik (Elektromotor) |
Setelah itu kumparan berhenti berputar. Supaya kumparan dapat berputar terus maka digunakan komutator. Komutator terdiri dari dua keping tembaga berbentuk setengah lingkaran. Disekat satu sama lain.
Komutator berguna untuk mengubah arah arus dalam kumparan bila telah melintasi daerah netral. Yang dimaksud dengan daerah netral adalah daerah dimana kutub kumparan tepat berhadapan dengan kutub magnet.
Pada motor listrik yang lebih kuat, kumparan yang digunakan lebih banyak lagi. Demikian pula gelang-gelang belahnya. Kumparan-kumparan terletak dalam alur-alur silinder besi yang berfungsi sebagai angker atau jangkar.
Ujung tiap kumparan berakhir pada komutator. Kumparan yang berputar harus dilekatkan sedemikian rupa. Bila salah satu sisi kawat berada di depan kutub utara, sisi kawat yang lain berada di depan kutub selatan.
Semua kumparan diatur sedemikian rupa sehingga terjadi suatu rangkaian tertutup. Jalur-jalur tembaga yang disekat satu sama lain disebut lamel dan seluruhnya membentuk sebuah kolektor. Sikat-sikatnya terbuat dari karbon.
Galvanometer
Galvanometer adalah suatu jenis alat ukur listrik yang mempunyai kumparan yang dapat berputar. Kumparan kawat ini mempunyai inti besi lunak.
Kumparan diletakkan di antara kutub-kutub magnet ladam yang kuat. Bila pada kumparan tersebut dialirkan arus, maka kumparan akan berputar. Kumparan tidak dapat berputar terus karena ditahan oleh pegas spiral.
 |
| Gambar: Galvanometer |
Berputarnya kumparan akan menggerakkan jarum penunjuk. Galvanometer Besarnya putaran jarum penunjuk bergantung pada kuat arus. Makin besar kuat arus makin besar putarannya.
Dengan demikian, sudut putaran dapat digunakan sebagai ukuran kuat arus. Itulah prinsip dasar pembuatan amperemeter maupun voltmeter.