Pengertian Gaya Lorentz dan Penerapannya
Sebuah penghantar berarus listrik jika berada di dalam medan magnet akan mendapat suatu gaya yang disebut dengan gaya Lorentz.
Gaya Lorentz adalah gabungan dari gaya elektrik dan gaya magnetik pada suatu medan elektromagnetik. Gaya Lorentz terjadi akibat adanya muatan listrik yang bergerak atau adanya arus listrik yang berada dalam suatu medan magnet. Gaya Lorentz memiliki arah gaya yang selalu tegak lurus dengan arah kuat arus listrik dan induksi magnet yang ada.
Besar gaya Lorentz tergantung pada kuat arus listrik, kuat medan magnet, dan panjang kawat penghantar. Dengan kata lain, besar gaya Lorentz sebanding dengan kuat medan magnet, kuat arus listrik, dan panjang kawat penghantar.
Arah gaya Lorentz (F) dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan, yaitu sebagai berikut:
- Ibu jari menunjukkan arah arus listrik (I).
- Jari telunjuk menunjukkan arah medan magnet (B)
- Jari tengah menunjukkan arah gaya Lorentz (F).
Alat-alat yang prinsip kerjanya berdasarkan gaya lorentz antara lain motor listrik dan alat ukur listrik.
1. Motor Listrik (Elektromotor)
Dasar kerja motor listrik adalah mengubah energi listrik menjadi energi kinetik. Cara kerja motor listrik sebagai berikut: kumparan berarus listrik berputar di dalam medan magnet karena mengalami gaya Lorentz. Karena arah arus pada kumparan di sebelah kanan dan kiri arah berlawanan, maka gaya Lorentz di sebelah kanan dan kiri kumparan juga berlawanan.
Kedua gaya Lorentz merupakan kopel gaya (pasangan gaya) yang memungkinkan terjadinya gerak melingkar atau berputar, sehingga kumparan berputar dengan arah gaya yang tetap, sedangkan putaran kumparan terjadi karena adanya gaya tolak-menolak antara kutub-kutub magnet yang sejenis. Setelah berputar setengah putaran, ujung kumparan berganti terminal pada komutatornya sehingga kedudukan kembali seperti semula.
2. Alat Ukur Listrik (Galvanometer)
Galvanometer adalah salah satu jenis alat ukur listrik kumparan berinti besi lunak yang dilengkapi jarum penunjuk pada porosnya dan diletakkan di dalam medan magnet.
Jika kumparan dialiri arus listrik akan terjadi pasangan gaya (kopel gaya) di kanan dan di kiri kumparan yang menyebabkan gerak memutar. Dengan demikian, jarum penujuk turut bergerak menunjukkan angka tertentu. Besarnya sudut putaran tergantung pada besar arus listrik yang mengalir pada kumparan.
