Praktikum ini menyelidiki gaya Lorentz pada kawat berarus dalam medan magnet. Kawat tembaga dirangkai dalam medan magnet batang Alnico. Arah dan besar arus, tegangan sumber, serta kutub magnet diperhatikan pengaruhnya terhadap arah dan besar simpangan kawat. Hasilnya, tegangan dan arus yang lebih besar menghasilkan simpangan lebih besar, sementara kutub magnet dan arah arus mempengaruhi arah simpangan.

1. PRAKTIKUM FISIKA DASAR
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
BAB V
GAYA LORENTZ
5.1. Tujuan Praktikum
Tujuan dari praktikum kali ini yaitu menyelidiki gaya Lorentz yang
timbul pada penghantar berarus listrik dalam medan magnetik.
5.2. Dasar Teori
Jika arus listrik mengalir dari A ke B ternyata pita dari alumunium foil
melengkung ke atas, ini berarti ada sesuatu gaya yang berarah ke atas akibat
adanya medan magnet homogen dari utara ke selatan. Gaya ini selanjutnya
disebut sebagai gaya magnetic atau gaya Lorentz. Jika arus listrik dibalik
sehingga mengalir dari B ke A, ternyata pita dari alumunium foil melengkung
ke bawah. Jika arus listrik diperbesar maka alumunium foil akan melengkung
lebih besar. Ini berarti besar dan arah gaya Lorentz tergantung besar dan arah
arus listrik (Haliday, 1983).
Kawat berarus yang diletakkan memotong garis - garis medan magnetik
yang dihasilkan oleh pasangan kutub utara - selatan suatu magnet tetap akan
mengalami gaya magnetik, yang disebut gaya Lorentz (Kanginan, 2007).
Contohnya adalah kawat berarus dalam medan magnet, kawat sejajar
berarus dalam medan magnet, gaya Lorentz antara dua konduktor lurus panjang
dan sejajar serta gaya Lorentz pada muatan bergerak.
1. Kawat Berarus dalam Medan Magnet
Pada setiap kawat berarus yang diletakkan dalam daerah bermedan
magnet maka kawat tersebut akan merasakan gaya magnet. Gaya magnet
atau gaya Lorentz merupakan besaran vektor. Arahnya dapat menggunakan
kaidah tangan kanan seperti pada gambar 5.1. Ibu jari sebagai arah I, empat
jari yang lain sebagai arah B dan arah gaya Lorentz sesuai arah telapak
tangan.
Khairi Ramdhani 37
H1C113061

2. FL = I . ℓ . B . Sin θ
PRAKTIKUM FISIKA DASAR
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
Sumber : Handayani, 2009.
Gambar 5.1.
Kaidah Tangan kanan
Besar gaya Lorentz sebanding dengan kuat arus I, induksi magnet
B dan panjang kawat l. Jika B membentuk sudut θ terhadap I akan
memenuhi persamaan berikut :
…………….….……...…...……
(Persamaan 5.1)
Dimana : Fl = Gaya Lorentz (N)
B = Induksi Magnet (Wb/m2
atau T)
I = Kuat Arus Listrik (A)
ℓ = Panjang Kawat (m)
θ = Sudut antara B dengan I
2. Gaya Lorentz pada muatan bergerak
Muatan bergerak dapat disamakan dengan arus listrik. Berarti saat
ada muatan bergerak dalam medan magnet juga akan timbul gaya Lorentz.
Arus listrik adalah muatan yang bergerak dan muatan yang dimaksud
adalah muatan positif.
Khairi Ramdhani 38
H1C113061

3. PRAKTIKUM FISIKA DASAR
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
Gaya Lorentz yang dirasakan muatan positif dapat ditentukan
dengan kaidah tangan kanan. Gaya Lorentz yang dirasakan oleh muatan
bergerak tersebut memenuhi persamaan berikut.
a. Pengaruh nilai θ
Perhatikan nilai gaya Lorentz pada muatan yang bergerak.
F = q.v.B.sin θ. Nilai θ ini memiliki tiga kemungkinan. Perhatikan
ketiga kemungkinan tersebut.
1. Nilai θ = 0
Nilai θ = 0 terjadi jika v sejajar B akibatnya nilai F = 0.
Karena tidak dipengaruhi gaya maka muatannya akan bergerak lurus
beraturan (GLB).
2. Nilai θ = 90
Nilai θ = 90 terjadi jika v tegak lurus B. nilai F = q v B dan
selalu tegak lurus dengan v. Keadaan ini menyebabkan akan terjadi
Gerak Melingkar Beraturan (GMB).
3. Nilai 0 < θ < 90
Nilai kemungkinan ketiga ini dapat menyebabkan terjadi
perpaduan gerak GLB dan GMB dan terjadi gerak helix.
b. Muatan bergerak di sekitar kawat berarus
Kawat yang dialiri arus dapat menimbulkan medan magnet
berarti muatan yang bergerak di sekitar kawat berarus sama dengan
bergerak dalam medan magnet yaitu akan merasakan gaya Lorentz
(Handayani, 2009).
5.3. Alat dan Bahan
Khairi Ramdhani 39
H1C113061

4. PRAKTIKUM FISIKA DASAR
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
Adapun alat dan bahan dari praktikum ini, antara lain:
1. Catu daya (Power Supply), adalah sebuah alat elektronika yang berguna
sebagai sumber daya untuk piranti lain, terutama daya listrik.
Sumber : Dokumentasi Pribadi, 2014.
Gambar 5.2.
Catu Daya
2. Kabel penghubung (Cable Connector), merupakan sebuah alat yang
digunakan untuk mentransmisikan sinyal dari satu tempat ke tempat lain.
Sumber : Dokumentasi Pribadi, 2014.
Gambar 5.3.
Kabel Penghubung
3. Papan rangkaian (Electronic Circuit), merupakan alat yang berfungsi
sebagai alat untuk merangkai jembatan penghubung.
Khairi Ramdhani 40
H1C113061

5. PRAKTIKUM FISIKA DASAR
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
Sumber : Dokumentasi Pribadi, 2014.
Gambar 5.4.
Papan Rangkaian
4. Jembatan penghubung (Electrical Bridge) merupakan medium yang
berfungsi untuk menghubungkan aliran arus listrik.
Sumber : Dokumentasi Pribadi, 2014.
Gambar 5.5.
Jembatan Penghubung
5. Steker perangkai (Coupling Plug), adalah sebuah piranti untuk menyambung
peralatan listrik atau elektronik ke arus listrik.
Khairi Ramdhani 41
H1C113061

6. PRAKTIKUM FISIKA DASAR
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
Sumber : Dokumentasi Pribadi, 2014.
Gambar 5.6.
Steker Perangkai
6. Jepit Steker (Jack Plug), untuk menyalurkan energi listrik dari sumber daya
adaptor ke pemakai.
Sumber : Dokumentasi Pribadi, 2014.
Gambar 5.7.
Jepit Steker
7. Multimeter, merupakan alat ukur yang dipakai untuk mengukur tegangan
listrik, arus listrik, hambatan.
Sumber : Dokumentasi Pribadi, 2014.
Gambar 5.8.
Multimeter
Khairi Ramdhani 42
H1C113061

7. PRAKTIKUM FISIKA DASAR
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
8. Magnet Batang Alnico, adalah suatu materi yang mempunyai suatu medan
magnet. Magnet selalu memiliki dua kutub yaitu kutub utara (North/N) dan
kutub selatan (South/S).
Sumber : Dokumentasi Pribadi, 2014.
Gambar 5.9.
Magnet Batang Alnico
9. Saklar satu kutub, merupakan alat untuk melewatkan atau memutuskan arus
dalam suatu rangkaian listrik.
Sumber : Dokumentasi Pribadi, 2014.
Gambar 5.10.
Saklar Satu Kutub
10. Kawat tembaga, berfungsi sebagai kawat penghantar arus listrik.
Sumber : Dokumentasi Pribadi, 2014.
Gambar 5.11.
Kawat Tembaga
Khairi Ramdhani 43
H1C113061

8. PRAKTIKUM FISIKA DASAR
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
5.4. Prosedur Kerja
Adapun prosedur kerja pada percobaan gaya Lorentz adalah sebagai
berikut:
1. Siapkan alat dan bahan yang digunakan
2. Rangkai alat seperti pada gambar di bawah ini:
Sumber : Dokumentasi Pribadi, 2014.
Gambar 5.12.
Rangkaian Percobaan gaya Lorentz
3. Hidupkan catu daya.
4. Tutup saklar, amati arah medan magnet di daerah kawat tembaga, arah arus
listrik, arah gerak kawat tembaga serta kuat arus yang diperlihatkan oleh
amperemeter dan catatlah dalam tabel.
5. Perbesar arus dengan mengubah tegangan catu daya menjadi 6VDC.
6. Ulangi langkah 2.
7. Matikan catu daya, ubah arah arus dengan menukar kedudukan kedua kabel
catu daya.
8. Ulangi langkah 3 – 7.
9. Matikan catu daya, ubah jenis kutub magnet yang berada di bawah kawat
tembaga (dengan cara negnet diputar 180o
).
10. Ulangi langkah 3 – 9
11. Kemasi semua alat dengan rapi.
Khairi Ramdhani 44
H1C113061

9. PRAKTIKUM FISIKA DASAR
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
5.5. Pengolahan Data
Berikut adalah pengolahan data dari praktikum yang kami laksanakan.
Tabel 5.1.
Hasil Percobaan Gaya Lorentz
Kutub
Magnet
di bawah
Kawat
PQ
Arah
Medan
Magnet
Pada
Kawat
PQ
Tegangan
Sumber
(V)
Kuat
Arus
(A)
Arah Arus
pada Kawat
PQ
Simpangan
Kawat PQ
Arah Besar
U
(Utara)
Ke atas
3 V 80 A P ke Q Masuk Kecil
6 V 155 A P ke Q Masuk Besar
3 V 80 A Q ke P Keluar Kecil
6 V 155 A Q ke P Keluar Besar
S
(Selatan)
Ke
bawah
3 V 80 A P ke Q Keluar Kecil
6 V 155 A P ke Q Keluar Kecil
3 V 80 A Q ke P Masuk Kecil
6 V 155 A Q ke P Masuk Besar
5.6. Pembahasan
Pembahasan dari praktikum Gaya Lorentz menurut hasil percobaan
pada tabel 5.1. Pada tegangan 3 V dan 6 V dengan kutub utara magnet di bawah
kawat PQ dan arah medan magnet ke atas pada PQ menghasilkan kuat arus 80
A dan 155 A yang arah arus nya dari P ke Q menyebabkan arah simpangan
kawat PQ nya masuk, namun terdapat perbedaan pada tegangan 3 V simpangan
PQ yang dihasilkan kecil, berbeda pada tegangan 6 V yang menghasilkan
simpangan kawat PQ yang besar. Begitu juga dengan arah arus Q ke P namun
simpangan kawat PQ nya keluar dan besar simpangan kawat PQ berbeda, di
mana pada tegangan 3 V simpangan kawat PQ yang dihasilkan kecil dan pada
tegangan 6 V simpangan kawat PQ yang dihasilkan besar. Selain itu, pada
tegangan 3 V dan 6 V dengan kutub selatan magnet di bawah kawat PQ dan
Khairi Ramdhani 45
H1C113061

10. PRAKTIKUM FISIKA DASAR
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
arah medan magnet ke bawah pada PQ menghasilkan 80 A dan 155 A yang
arah arus nya dari P ke Q menyebabkan arah simpangan PQ nya keluar dan
menghasilkan besar simpangan PQ yang sama. Begitu juga dengan arah arus Q
ke P namun simpangan kawat PQ nya masuk, namun simpangan kawat PQ
yang dihasilkan berbeda. Di mana pada tegangan 3 V simpangan kawat PQ
yang dihasilkan kecil dan pada tegangan 6 V simpangan kawat PQ yang
dihasilkan besar. Sehingga dari data yang kami peroleh adalah apabila tegangan
sumber (V) diperbesar maka kuat arus yang diperoleh akan semakin besar pula
dan juga akan memperbesar simpangan kawat PQ. Arah arus pada kawat PQ
juga berpengaruh terhadap arah simpangan kawat PQ. Kutub magnet di bawah
kawat PQ, kutub U (utara) dan S (selatan) juga berpengaruh terhadap arah
simpangan kawat PQ.
Khairi Ramdhani 46
H1C113061