Catatan Kuliah: Gaya Lorenz pada Kawat Sejajar

Pendahuluan

• Pembahasan mengenai Gaya Lorenz pada kawat sejajar.
• Tipe soal yang akan dibahas dalam kuliah ini.

Tipe Soal Gaya Lorenz

Tipe 1: Arah Arus Sejalan

• Kasus: Dua kawat dengan arah arus searah (ke atas atau ke bawah).
• Hasil: Gaya Lorenz menarik (tarik menarik).
  • Gaya pada kawat 1 menuju ke kawat 2.
  • Gaya pada kawat 2 menuju ke kawat 1.

Tipe 2: Arah Arus Berlawanan

• Kasus: Dua kawat dengan arah arus berlawanan (satu ke atas, satu ke bawah).
• Hasil: Gaya Lorenz menolak.
  • Gaya pada kawat 1 menolak kawat 2.
  • Gaya pada kawat 2 menolak kawat 1.

Rumus Gaya Lorenz

• Persamaan:
  F = (μ₀ * I₁ * I₂ * L) / (2πA)
  • F = gaya Lorenz
  • μ₀ = permeabilitas ruang hampa (4π x 10^-7 T·m/A)
  • I₁ = kuat arus kawat 1
  • I₂ = kuat arus kawat 2
  • L = panjang kawat
  • A = jarak antara kedua kawat

Contoh Soal 1

• Kasus: Dua kawat, I₁ = 2 A, I₂ = 3 A, L = 0,5 m, A = 1 m.
• Perhitungan Gaya:
  • F = (4π x 10^-7) * (2) * (3) * (0.5) / (2π * 1)
  • Setelah disederhanakan: F = 6 x 10^-7 N.
• Arah Gaya: Arah gaya pada kawat 2 menuju ke kawat 1 (ke kiri).

Contoh Soal 2

• Kasus: Tiga kawat, arah arus kawat 1 dan 2 ke atas, arah arus kawat 3 ke bawah.
• Arah Gaya:
  • Kawat 1 dan 2: Tarik menarik (arah gaya kawat 2 menuju kawat 1).
  • Kawat 2 dan 3: Tolak-menolak (arah gaya kawat 2 menolak kawat 3).
• Perhitungan Gaya antara Kawat:
  • F₂₁ = (μ₀ * I₂ * I₁) / (2πA)
  • F₂₃ = (μ₀ * I₂ * I₃) / (2πA)
  • Hasil gaya persatuan panjang F₂₁/L = 2 x 10^-7 N/m (arah ke kiri).
  • Hasil gaya persatuan panjang F₂₃/L = 12 x 10^-7 N/m (arah ke kiri).
• Total Gaya:
  • Sigma F/L = (2 + 12) x 10^-7 N/m = 14 x 10^-7 N/m.
  • Arah total gaya ke kiri.

Kesimpulan

• Gaya Lorenz pada kawat sejajar dapat menarik atau menolak tergantung arah arus.
• Rumus dan contoh soal memberikan pemahaman yang jelas tentang konsep ini.
• Materi selanjutnya akan membahas gaya Lorenz pada muatan yang bergerak.