Gaya Lorentz adalah gaya yang dialami oleh partikel bermuatan atau arus listrik yang bergerak dalam medan magnet. Gaya ini timbul akibat interaksi medan magnetik dengan arus listrik atau muatan yang bergerak. Dokumen ini menjelaskan konsep dasar gaya Lorentz beserta rumus-rumus yang terkait dan beberapa aplikasinya seperti galvanometer, motor listrik, pengeras suara, spektrometer massa, dan siklotron.

1. GAYA LORENTZ
Oleh: Muh. Asrul

2. GAYA LORENTZ
Penghantar berarus listrik
medan magnet
gaya magnet yang
ditimbulkan oleh
medan
magnet,
akibat
interaksi
medan magnetik
dengan arus listrik
yang
bergerak
disebut
gaya
Lorentz

3. Gaya Lorentz
• Gaya Lorentz pada Penghantar Berarus
“Buka telapak tangan kanan dengan empat jari
selain jari jempol dirapatkan. Arahkan
keempat jari yang dirapatkan sesuai dengan
arah induksi magnetik B dan arahkan jempol
hingga sesuai dengan arah kuat arus listrik i,
maka arah gaya Lorentz, F, yang dialami oleh
konduktor akan sesuai dengan arah dorongan
telapak tangan”.

4. 
 
Fmagnet = ILxB
Fmagnet = ILB sin θ
Keterangan :
B = induksi magnet homogen
I = kuat arus listrik
L = panjang kawat
θ = sudut antara kawat dg B

5. 2. Gaya Lorentz antara Dua Konduktor Lurus Panjang
dan Sejajar
F µ0 i1i2
=
L 2π a
atau
F µ0 i
=
L 2π a
2

6. 2. Gaya Lorentz antara Dua Konduktor Lurus Panjang
dan Sejajar
Keterangan :
a
= jarak antara kedua penghantar (m)
FL
= gaya Lorentz dalam newton ( N )
I1 dan I2 = arus pada masing-masing kawat dalam ampere ( A )
μ0
= permeabilitas udara / ruang hampa = 4. 10-7 Wb/ A.m

7. 3. Momen Kopel pada Simpal (Loop) Penghantar
Berarus dalam Medan Magnetik
Akibat gaya Lorentz,
maka penghantar berarus
yang diletakkan dalam
medan
magnetik
mengalami momen kopel.
M = NiBA sin θ

8. 4. Gaya Lorentz pada Partikel Bermuatan Listrik
v
Fmagnet
B
Muatan uji, +q

 
F = qv × B
atau
F = qvB sin θ
Keterangan :
q : muatan muatan listrik (C)
v : kecepatan partikel (m/s)

9. • Bila θ = 90º (v ⊥ B) maka F = q v B.
Karena F selalu tegak lurus terhadap v. maka
lintasan partikel bermuatan merupakan
lingkaran dengan jari-jari R sebesar:
R = mv/q.B
dengan v = ω R → ω = 2πf = 2π / T

10. Aplikasi Gaya Lorentz
1. Galvanometer
Galvanometer digunakan untuk mengukur arus listrik yang kecil. Prinsip
kerjanya yaitu berputarnya kumparan karena munculnya dua gaya Lorentz
sama besar tetapi berlawanan arah, yang bekerja pada dua sisi kumparan yang
saling berhadapan. Kawat tembaga dililitkan pada inti besi lunak berbentuk
silinder membentuk statu kumparan, dan diletakkan diantara diantara kutubkutub sebuah magnet permanen. Arus listrik memasuki dan meninggalkan
kumparan melalui pegas spiral yang terpasang di atas dan di bawah kumparan.
.Putaran kumparan ditahan oleh kedua pegas spiral, sehingga kumparan hanya
akan berputar dengan sudut tertentu. Putaran dari kumparan diteruskan oleh
sebuah jarum untuk menunjuk pada skala tertentu.

11. Aplikasi Gaya Lorentz
2. Motor Listrik
Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi
listrik menjadi energi kinetik. Dasar kerja motor
listrik ini hampir sama dengan dasar kerja sebuah
galvanometer.

12. Aplikasi Gaya Lorentz
3. Pengeras Suara
Komponen dasar pengeras suara terdiri dari tiga bagian
yaitu sebuah kerucut yertas yang bersambungan dengan
sebuah kumparan suara (silinder yang dikitari oleh kawat
tembaga) dan sebuah magnet permanen berbentuk silinder
(kutub utara di tengah dan dikelilingi kutub selatan).

13. Aplikasi Gaya Lorentz
3. Pengeras Suara
Ketika arus dilewatkan pada lilitan kumparan , maka padanya akan
bekerja gaya lorentz yang disebabkan oleh magnet permanen. Besar
kecilnya gaya bergantung pada arua yang dihasilkan oleh terminal
pengeras suara sehingga akan menyebabkan maju mundurnya kerucut
kertas yang menumbuk udara sehingga dihasilkan gelombanggelombang bunyi sesuai dengan frekuensi pengeras suara. akan
mengalir arus dari terminal pengeras suara menuju kumparan suara ,
sehingga didalam kumparan akan ada aliran elektron yang berada di
dalam medan magnet. Elektron yang berada di medan magnet akan
mengalami gaya lorentz yang dapat menimbulkan maju atau
mundurnya kerucut kertas, sehingga elektron-elektron yang ada
disekitar kerucut bertumbukan dengan udara yang mengakibatkan
gelombang bunyi.

14. Aplikasi Gaya Lorentz
4. Spektrometer Massa
Spektrometer massa adalah alat yang digunakan
untuk menentukan massa atau perbandingan massa
terhadap muatan.
2
mv
qvB2 = ;
R
m B2 R v = E
=
p+
B1
q
v
B
m B1 B2 R
1
=
Jadi
B2
q
E
E

15. Aplikasi Gaya Lorentz
5. Siklotron
• Siklotron adalah alat untuk mempercepat
partikel (proton,detron dll)
• Terdiri dari dua ruang semi silinder yang
ditempatkan dalam medan magnet
• Di antara kedua semisilinder diberi
potensial listrik bolak-balik (104 volt)
• Ion dalam semisilinder akan mengalami
gaya magnet yang menyebabkan
bergerak dalam setengah lingkaran lalu
dipercepat oleh medan lisrik E, masuk
lagi ke dalam medan magnet B dan
bergerak milingkar dengan jari-jari lebih
besar (karena kecepan lebih besar).
E
p+
B

16. Aplikasi Gaya Lorentz
5. Siklotron

17. Contoh soal

18. PEMBAHASAN

19. Contoh soal
• Sebuah proton bergerak dalam lintasan lingkaran dengan jari-jari 14 cm
dalam sebuah medan magnetik 0.35 T yang tegak lurus dengan
kecepatan proton. Tentukan laju linier proton.

20. TERIMA KASIH
“SEMOGA ILMU YANG KITA PELAJARI,
DIJADIKAN ILMU YANG BERMANFAAT”
AMIIN!