Gaya Magnetik pada Konduktor Berarus
Pernahkah kamu melihat jarum kompas menyimpang saat berada di dekat kabel listrik besar? Atau penasaran bagaimana motor listrik bisa berputar? Semua itu berkaitan dengan gaya magnetik yang bekerja pada konduktor berarus listrik dalam medan magnet. Prinsip ini menjadi dasar kerja motor listrik, generator, hingga aktuator elektromagnetik.
Ketika sebuah konduktor membawa arus listrik dan berada dalam medan magnet, maka medan magnet akan memberikan gaya magnetik pada arus listrik dalam konduktor tersebut. Gaya ini disebut gaya Lorentz makroskopik, karena merupakan akumulasi dari gaya Lorentz pada muatan-muatan dalam konduktor.
Rumus Gaya Magnetik
\( I \): arus listrik (Ampere)
\( \vec{L} \): vektor panjang kawat (meter)
\( \vec{B} \): medan magnet (Tesla)
Maka: \[ \vec{F} = I \vec{L} \times \vec{B} \] Untuk besar gaya: \[ F = I L B \sin \theta \]
Arah Gaya: Kaidah Tangan Kanan
Gunakan kaidah tangan kanan:
Ibu jari menunjuk arah arus \( \vec{L} \),
Jari-jari menunjuk arah medan magnet \( \vec{B} \),
Telapak tangan menunjukkan arah gaya magnetik \( \vec{F} \).
.png)
Contoh Soal
Sebuah kawat lurus sepanjang 0,4 m dialiri arus 5 A dan diletakkan tegak lurus pada medan magnet 0,3 T. Hitung besar gaya magnetik yang bekerja!
Penyelesaian:
\[ F = I L B \sin \theta = (5)(0{,}4)(0{,}3)\sin 90^\circ = 0{,}6 \ \text{N} \]
Simulasi Gaya Magnetik pada Konduktor Berarus
Instruksi Simulasi!
- Gunakan tombol "Ganti Arah Arus" untuk membalik arah arus listrik dalam konduktor.
- Gunakan tombol "Ganti Arah Medan" untuk membalik arah medan magnet.
- Perhatikan perubahan arah gaya magnetik saat arah arus atau medan magnet dibalik.
- Amati bahwa gaya magnetik hanya muncul saat konduktor berada dalam area medan magnet.
Aplikasi Nyata
- Motor DC: Gaya magnetik pada kawat berarus menyebabkan putaran rotor.
- Maglev: Gaya magnetik digunakan untuk mengangkat dan mendorong kereta.
- Loudspeaker: Kawat berarus dalam medan magnet menghasilkan getaran suara.
Artikel ini disiapkan oleh Fisikaon.com – media belajar fisika yang menyenangkan dan aplikatif!