Hukum Biot–Savart dan Gaya Lorentz Fisika SMA – Medan Magnet & Gaya pada Muatan Bergerak
Fenomena Awal Arus listrik tidak hanya menimbulkan panas, tapi juga medan magnet. Contoh: jarum kompas di dekat kawat berarus akan menyimpang.
Persamaan Umum Biot–Savart Rumus umum: dB = (μ₀ / 4π) * (I dl × r̂) / r² Makna simbol: - I: arus listrik - dl: elemen kawat kecil - r: jarak titik ke kawat - ×: perkalian silang (arah → aturan tangan kanan)
Kasus Khusus Biot–Savart 1. Kawat lurus panjang: B = μ₀ I / (2πr) 2. Loop lingkaran berjari-jari R (di pusat): B = μ₀ I / (2R) 3. Solenoida panjang: B = μ₀ n I, dengan n = N/L
Arah Medan Magnet • Arah medan magnet selalu melingkar di sekitar kawat. • Gunakan aturan tangan kanan: jempol = arah arus, jari melingkar = arah B.
Gaya Lorentz Rumus : F = q (v × B) Artinya : - Muatan bergerak dalam medan magnet akan mengalami gaya . - Arah gaya tegak lurus kecepatan (v) dan medan (B). - Gaya ini tidak mengubah energi , hanya arah gerak ( lintasan melingkar /spiral).
Hubungan Biot–Savart dan Lorentz • Biot–Savart: menjelaskan asal medan magnet (dari arus listrik). • Lorentz: menjelaskan efek medan magnet pada muatan bergerak. ➡ Alur: Arus → Medan Magnet → Gaya pada Muatan.
Mini Quiz Jika arus mengalir ke atas pada kawat lurus: 👉 Ke arah mana medan magnet di sisi kanan kawat? A. Masuk bidang B. Keluar bidang C. Ke atas D. Ke bawah