Gaya Lorentz atau yang disebut juga gaya magnetik merupakan gaya dihasilkan ketika muatan bergerak atau arus listrik melewati suatu daerah bermedan magnetik. Kali ini kita akan membahas gaya Lorentz kawat lurus sejajar.

Ketika dua kawat berarus berada pada posisi sejajar terpisah pada jarak tertentu, keduanya akan berinteraksi berupa tarikan atau tolakan yang disebut dengan gaya Lorentz. Nilai gaya Lorentz di antara kedua kawat dapat kita cari dengan persamaan,

F = Gaya Lorentz (N)
l = panjang kawat (m)
μ₀ = 4π x 10^-7 Tm/A
i = kuat arus (A)
a = jarak kawat (m)

 

Selain memiliki nilai, gaya Lorentz juga memiliki arah karena termasuk besaran vektor. Untuk menentukan arah gaya Lorentz masing-masing kawat, kita perlu menentukan arah medan magnet yang diterima oleh satu kawat dari kawat lainnya. Kawat i₁ akan menerima medan magnet dari kawat i₂ sebesar B₂, begitu juga sebaliknya kawat i2 akan menerima medan magnet dari kawat i1 sebesar B₁. Dengan menggunakan aturan tangan kanan kita akan memperoleh arah gaya Lorentz seeperti gambar berikut

Agar lebih mudah menentukan arah gaya Lorentz kawat lurus sejajar, kalian dapat memperhatikan arah kedua arus listrik. Jika arah arus kedua kawat searah/sejalan, maka kedua kawat akan tarik-menarik atau saling mendekat.

 

Sedangkan jika kedua arus berlawanan arah atau tidak sejalan keduanya akan berpisah (sad ?) atau menjauh saling tolak menolak.

 

Untuk lebih memahami penggunaan rumus gaya Lorentz pada kawat sejajar, yuk kita simak contoh soal dan pembahasan berikut ini.

 

Contoh Soal dan Pembahasan 1

Dua buah kawat sejajar mengalirkan arus listrik dengan besar i₁ = 2 A dan i₂ = 6 A. Diketahui bahwa jarak antara kedua kawat adalah 6 cm. Berapakah gaya Lorentz pada tiap satuan panjang masing-masing kawat?

Jawab

Karena arah arus i₁ dan i₂ berlawanan arah maka akan menghasilkan arah gaya Lorentz saling menjauh seperti gambar berikut

Dan untuk nilai gaya Lorentz per satuan panjang masing-masing kawat sama besarnya (F12 = F21)

Contoh Soal dan Pembahasan2

Tiga buah kawat sejajar mengalirkan arus listrik dengan besar i₁ = 2 A, i₂ = 6 A, dan i₃ = 3 A. Diketahui bahwa jarak antara kawat pertama dan kawat kedua adalah 6 cm. Jarak antara kawat kedua dan ketiga adalah 3 cm. Berapakah gaya Lorentz pada tiap satuan panjang pada kawat 2?

Jawab

Pertama kita tentukan arah gaya Lorentz per satuan panjang masing-masing kawat berarus seperti gambar berikut

Kemudian hitung gaya-gaya persatuan panjang yang ada pada kawat 2

Karena arah F₂₃ dan F₂₁ berlawanan, maka resultan gaya Lorentz per satuan panjang pada kawat 2 menjadi

Karena F₂₃ lebih besar daripada F₂₁ maka arah gaya F₂ mendekati kawat 1 ke arah kiri.