GAYA LORENT

GAYA LORENTZ

Di   depan   telah   dijelaskan   bahwa   kawat   berarus   listrik menimbulkan medan magnet. Apakah yang terjadi jika kawat berarus listrik berada dalam medan magnet tetap?

Interaksi  medan  magnet dari  kawat  berarus  dengan  medan magnet tetap akan menghasilkan gaya magnet. Pada peristiwa ini terdapat hubungan antara arus listrik, medan magnet tetap, dan gaya magnet.  Hubungan  besaran-besaran  itu  ditemukan  oleh  fisikawan Belanda, Hendrik Anton Lorentz (1853-1928). Dalam penyelidikan- nya  Lorentz  menyimpulkan  bahwa  besar  gaya  yang  ditimbulkan berbanding  lurus  dengan  kuat  arus,  kuat  medan  magnet,  panjang kawat dan sudut yang dibentuk arah arus listrik dengan arah medan magnet.  Untuk  menghargai  jasa  penemuan  H.A.  Lorentz,  gaya tersebut disebut gaya Lorentz. Apabila arah arus listrik tegak lurus dengan arah medan magnet, besar gaya Lorentz dirumuskan.

Dengan: F = B . I . l

F = gaya Lorentz satuan newton (N)

B = kuat medan magnet satuan tesla (T).

l = panjang kawat satuan meter (m)

I = kuat arus listrik satuan ampere (A)

Berdasarkan rumus di atas tampak bahwa apabila arah arus listrik tegak lurus dengan arah medan magnet, besar gaya Lorentz bergantung pada panjang kawat, kuat arus listrik, dan kuat medan magnet. Gaya Lorentz yang ditimbulkan makin besar, jika panjang kawat, kuat arus listrik, dan kuat medan magnet makin besar. Kawat panjangnya 2 m berada tegak lurus dalam medan magnet 20 T. Jika kuat arus listrik yang mengalir 400 mA, berapakah besar gaya Lorentz yang dialami kawat?

Penyelesaian:

Diketahui:   l = 2 m

                 B = 20 T

                  I = 400 mA = 0,4 A

Ditanya:   F = ... ?

Jawab:    F = B x I x l

                  = 20 x 0,4 x 2

                  = 16 N

Arah gaya Lorentz bergantung pada arah arus listrik dan arah medan  magnet.  Untuk  menentukan  arah gaya  Lorentz  digunakan kaidah  atau  aturan  tangan  kanan.  Caranya  rentangkan  ketiga  jari yaitu ibu jari, jari telunjuk, dan jari tengah sedemikian hingga membentuk sudut 90 derajat  (saling tegak lurus). Jika ibu jari menunjukan arah arus listrik (I) dan jari telunjuk menunjukkan arah medan magnet (B) maka arah gaya Lorentz searah jari tengah (F). Dalam bentuk tiga dimensi, arah yang tegak lurus mendekati pembaca diberi simbol. Adapun arah yang tegak lurus menjauhi pembaca diberi simbol.

Gaya Lorentz yang ditimbulkan kawat berarus listrik dalam medan magnet dapat dimanfaatkan untuk membuat alat yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi gerak. Alat yang menerapkan gaya Lorentz adalah motor listrik dan alat-alat ukur listrik. Motor listrik banyak dijumpai pada tape recorder, pompa air listrik, dan komputer.  Adapun,  contoh  alat  ukur  listrik  yaitu  amperemeter, voltmeter, dan ohmmeter.

SIFAT KEMAGNETAN BENDA

Berdasarkan kemampuan  benda menarik benda lain dibedakan menjadi dua, yaitu benda magnet dan benda bukan magnet. Namun, tidak semua benda yang berada didekat magnetdapat ditarik. Benda yang dapat ditarik magnet disebut benda magnetik. Benda yang tidak dapat ditarik oleh magnet disebut benda non magnet.

Berdasarkan sifatnya, benda di kelompokkan menjadi tiga, yaitu benda feromagnetik, paramagnetik dan diamagnetik. 


a.Benda feromagnetik

Benda feromagnetik adalah benda yang ditarik kuat oleh magnet contohnya besi, baja, nikel dan kobalt. 

b.Benda paramagnetic

Benda paramagnetik adalah benda yang ditarik lemah oleh magnet contohnya platina, tembaga, dan garam. 

c. Benda diamagnetic

Benda diamagnetik adalah benda yang di tolak oleh magnet contohnya timah, aluminium, emas dan bismuth.

Ada tiga cara untuk membuat magnet yaitu menggosok, dengan cara induksi dan dialiri arus listrik.

Agar sifat kemagnetan sebuah magnet dapat tahan lama, maka dalam menyimpan magnet diperlukan angker (sepotong besi) yang di pasang pada kutub magnet. 

Pemasangan angker bertujuan untuk  mengarahkan magnet elementer hingga membentuk rangkaian tertutup. Untuk menyimpan dua magnet batang di perlukan dua angker yang di hubungkan dengan dua kutub magnet yang berlawanan. Jika magnet berupa U untuk menyimpan diperlukan satu angker yang di hubungkan pada kedua kutubnya.

Sebuah magnet akan hilang sifat kemagnetannya jika magnet di panaskan, di pukul-pukul dan dialiri arus listrik bolak-balik. Magnet yang mengalami pemanasan dan pemukulan akan menyebabkan perubahan susunan magnet elementernya. Akibat pemanasan dan pemukulan magnet elementer menjadi tidak teratur dan tidak searah. 

Panggunaan arus AC menyebabkan arah arus listrik yang selalu berubah-ubah. Perubahan arah arus listrik memengaruhi letak dan arah magnet elementernya. Apabila letak arah magnet elementer berubah, sifat kemagnetannya hilang.

Sebuah magnet batang bergantung bebas `dalam keadaan setimbang, ujung-ujungnya akan menunjuk arah utara dan arah selatan bumi. Ujung magnet yang akan menunjuk arah utara bumi disebut kutub utara magnet. Sebaliknya ujung magnet yang menunjuk arah selatan bumi disebut kutub selatan magnet.

Jenis interaksi bergantung dengan jenis kutub yang berdekatan. Jika kutub magnet yang berdekatan sejenis maka terjadi reaksi saling tolak menolak, tetapi jika kutub yang berdekatan tidak sejenis maka akan terjadi reaksi saling tarik menarik. Pada saat dua magnet terpisah dengan jarak yang jauh, belum terasa ada gaya tarik atau gaya tolak. Makin dekat kedua magnet makin besar   gaya tarik atau gaya tolaknya. Ruang disekitar magnet yang masih terdapat pengaruh gaya tarik magnet disebut medan magnet. 

Garis-garis yang menggambarkan pola medan magnet di sebut garis-garis gaya magnet. Garis-garis gaya megnet tidak pernah berpotongan satu sama lain. Garis-garis gaya magnet keluar dari kutub utara lalu menuju kutub selatan. Makin banyak garis-garis gaya magnet makin besar kuat medan magnet yang dihasilkan.

 

Pada dua kutub magnet yang tak sejenis, garis-garis gaya magnetnya keluar dari kutub utara dan masuk kekutub selatan magnet lain. Itulah sebabnya dua kutub magnet yang tidak sejenis saling tarik-menarik. Sedangkan pada dua kutub magnet yang sejenis, garis-garis gaya magnet yang keluar dari kutub utara masing-masing cenderung saling menolak. Karena arah garis gaya berlawanan, terjadilah tolak-menolak antara garis-garis gaya yang keluar dari kedua kutub magnet. Hal itulah yang menyebabkan dua kutub yang tak sejenis akan saling tolak-menolak.