## Tarbiatuna: Journal of Islamic Education Studies

## Menganalisis Gaya Lorentz dalam Sistem Listrik dan Magnetik
Muhammad Jhoni, Okta Selviana, Juniah, Silfiah Damayanti
Universitas Islam Negeri Raden Fatah Palembang Palembang, Sumatera Selatan, Indonesia selvianaokta16@gmail.com

## ABSTRACT
This  experiment  is  about  the  exploration  of  Lorentz  forces  in  electric  and  magnetic systems with the aim of understanding the fundamental interactions between electric fields and magnetic  fields.  The  Lorentz  force  has  an  important  role  in  electromagnetics  and  provides  a deeper  understanding  of  physical  phenomena  involving  theoretical  analysis  and  experiments involving  simple  electricity  and  magnetism.  In  theoretical  analysis,  the  concepts  and  basic equations  of  Lorentz  force  are  explained  mathematically.  Experiments  are  carried  out  using special  devices  that  generate  controlled  electric  and  magnetic  fields.  The  results  of  this experiment show that the Lorentz force affects the movement of charged particles in electric and magnetic fields. In experiments, charged particles exposed to Lorentz Light experience deviations from their expected paths. This confirmed the basic principles of electromagnetism
Keywords: Lorentz force; magnetic field; electric charge.

## ABSTRAK
Eksperimen  ini  tentang  eksplorasi  gaya  Lorentz  dalam  sistem  listrik  dan  magnet dengan  tujuan  untuk  memahami  interaksi  fundamental  antara  medan  listrik  dan  medan magnet. Gaya Lorentz memiliki peran yang penting dalam elektromagnetik dan memberikan pemahaman yang lebih mendalam tentang fenomena fisika yang melibatkan analisis teoritis dan  eksperimen  yang  melibatkan  listrik  dan  magnetik  sederhana.  Dalam  analisis  teoritis, konsep  dan  persamaan  dasar  gaya  Lorentz  dijelaskan  secara  matematis.  Eksperimen dilakukan  dengan  menggunakan  perangkat  khusus  yang  menghasilkan  medan  listrik  dan magnet  yang  dikendalikan.  Hasil  eksperimen  ini  menunjukkan  bahwa  gaya  Lorentz mempengaruhi  pergerakan  partikel  bermuatan  dalam  medan  listrik  dan  magnet.  Dalam eksperimen, partikel bermuatan yang terkena Cahaya Lorentz mengalami deviasi dari jalur yang  diharapkan.  Hal  ini  mengkonfirmasi  prinsip-prinsip  dasar  elektromagnetik  yang ditemukan oleh Lorentz.
Kata kunci: gaya Lorentz; Medan magnet; Muatan listrik.

## PENDAHULUAN
Sistem listrik dan magnet memiliki peran penting dalam kehidupan sehari- hari  kita,  dari  sumber  energi  seperti  pembangkit  listrik  tenaga  nuklir  atau  tenaga angin  hingga  aplikasi  teknologi  seperti  motor  listrik  dan  peralatan  elektronik. Pemahaman yang mendalam tentang fenomena listrik dan magnet sangatlah penting.
Salah  satu  konsep  terkait  sistem  listrik  dan  magnetik  adalah  gaya  Lorentz.  Gaya Lorentz atau sering juga disebut sebagai gaya magneti adalah gaya yang terjadi Ketika arus listrik mengalir melalui suatu konduktor dalam medan magnet.
Eksplorasi  dalam  Pendidikan  fisika  melibatkan  berbagai  kegiatan,  seperti eksperimen  laboratorium,  pengamatan  lapangan,  simulasi  komputer,  diskusi kelompok,  dan  penelitian  mandiri.  Siswa  diberi  kesempatan  untuk  mengamati fenomena  fisika  secara  langsung,  merancang  dan  melaksanakan  eksperimen, menganalisis  data,  dan  mengembangkan  pemahaman  konsep  secara  aktif. Pendekatan ini bertujuan untuk melibatkan siswa dalam proses belajar yang  aktif, dimana  mereka  dapat  menemukan  konsep-konsep  fisika  melalui  pengalaman  dan pemikiran  mereka  sendiri.  Melalui  eksplorasi  siswa  dapat  mengembangkan keterampilan  berpikir  kritis,  keterampilan  memecahkan  masalah,  keterampilan dalam menganalisis data, dan keterampilan berkomunikasi.
Menurut  Ainun,  dkk  (  2020)  fisika  dibangun  berdasarkan  pengalaman empiris,  dimana  setiap  konsep-konsep  diformulasikan  berdasarkan  fakta  dan  data hasil pengamatan terhadap gejala, baik gejala ilmiah maupun non ilmiah. Dalam mata Pelajaran  fisika  terhadap  materi  yang  terdiri  dari  konsep-konsep,  salah  satunya adalah materi gaya Lorentz. Gaya Lorentz adalah gaya yang timbul Ketika suatu benda yang mengalami pergerakan relatif terhadap magnet yang menghasilkan arus. Prinsip ini mengungkapkan sifat intrinsik dan interaksi antara medan magnet dan arus listrik, yang menjadi dasar bagi berbagai fenomena elektromagnetik yang kita amati sehari- hari.
Menurut Rismaningsih, dkk (2020) muatan yang bergerak menghasilkan arus listrik, sehingga muatan yang bergerak dalam medan magnet juga mengalami gaya Lorentz karena muatan tersebut menghasilkan arus listrik. Gaya Lorentz pada kawat yang dialiri arus pada dasarnya sama dengan penjumlahan gaya Lorentz pada semua muatan  listrik  yang  sedang  mengalir  dalam  kawat  dan  merasakan  adanya  medan magnet.  Dengan  demikian  dapat  dikatakan  bahwa,  gaya  Lorentz  adalah  gaya  yang dilakukan medan magnet pada muatan listrik yang sedang bergerak. Persamaan gaya Lorentz dapat diturunkan untuk muatan yang bergerak dari persamaan gaya Lorentz untuk arus pada kawat yaitu sebagai berikut:
! → = 𝐼 " → # →
Keterangan :
! → = Gaya yang dialami kawat berarus listrik (N)
I   = Besar arus listrik (A)
$ → = Vektor medan magnet (T)
" → = Vektor panjang kawat yang dikenai medan magnet (m)
Menurut Knginan (2000) yang dikutip oleh Ainun, dkk (2020) gaya Lorentz merupakan salah satu materi dalam pembelajaran fisika yang mempelajari gaya pada penghantar arus listrik yang berada di dalam medan magnet dan merupakan parasit dalam pembelajaran induksi elektromagnetik. Gaya Lorentz merupakan materi fisika
yang abstrak, tidak jarang siswa mengalami kesulitan dalam mempelajari materi ini adalah menentukan arah gaya Lorentz (Sianipar, dkk, 2020).
Menurut Abdullah (2017) di sekitar magnet dihasilkan medan magnet dengan sifat sebagai berikut:
a. Arah medan magnet sama dengan arah garis gaya magnet.
b. Besar medan magnet sebanding dengan kerapatan garis gaya magnet.
Di sekitar kutub magnet kerapatan garis gaya magnet yang paling besar. Arah garis gaya keluar dari kutub utara dan masuk ke kutub Selatan. Dengan demikian, arah  medan  magnet  keluar  dari  kutub  utara  dan  masuk  ke  kutub  Selatan.  Kita simbolkan medan magnet dengan $ → ,yang merupakan sebuah besaran vector. Satuan medan magnet adalah tesla yang disingkat T.

## METODE PENELITIAN
Metode yang digunakan dalam percobaan ini adalah metode eksperimen. Alat dan Bahan yang digunakan untuk melakukan eksperimen ini adalah styrofoam yang digunakan untuk alas eksperimen, satu buah lampu digunakan untuk memberikan visualisasi tambahan atau indikasi status pada sistem, dua buah magnet digunakan untuk  membuktikan  hubungan  kuat  arus  listrik  dengan  hukum  Lorentz  pada aluminium foil, tiga buah baterai yang digunakan untuk mengalirkan arus listrik pada kabel 0,5 meter, kabel yang digunakan untuk mengalirkan arus listrik dari baterai ke seluruh  bahan  yang  digunakan,  aluminium  foil  yang  digunakan  untuk  eksperimen membuktikan hukum Lorentz.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  dari  eksperimen  gaya  Lorentz  yang  telah  dilakukan  di  dalam  kelas menunjukkan bahwa ukuran dan bentuk magnet yang digunakan berpengaruh pada hasil pembuktian gaya Lorentz. Dimana Ketika menggunakan magnet yang berukuran kecil hasil pada aluminium foilnya tidak bisa bekerja pada saat didekatkan dengan magnet  meskipun  sudah  disambungkan  dengan  aliran  listrik.  Namun,  Ketika menggunakan magnet yang berukuran sedang, maka ada pengaruh pada aluminium foilnya yaitu yang terjadi adanya reaksi naik dan turun sebagai hasil dari eksperimen tersebut.
Gambar 1. Hasil Percobaan Elektromagnetik Pada gaya Lorentz.

## Tarbiatuna: Journal of Islamic Education Studies
Menurut Rismaningsih, dkk (2020) muatan yang bergerak menghasilkan arus listrik,  sehingga  muatan  yang  bergerak  dalam  medan  magnet  mengalami  gaya Lorentz, karena muatan tersebut menghasilkan arus listrik. Gaya Lorentz pada kawat yang dialiri arus listrik pada dasarnya sama dengan penjumlahan gaya Lorentz pada semua muatan listrik yang sedang mengalir dalam kawat dan medan magnet.
Magnet  merupakan  suatu  objek  atau  benda  yang  memiliki  kemampuan menarik  atau  menolak  benda  lain  yang  memiliki  sifat  magnetik.  Di  dalam  gaya Lorentz,  magnet  dapat  didefinisikan  sebagai  sebuah  objek  atau  bahan  yang menghasilkan  medan  magnet.  Gaya  Lorentz  adalah  gaya  yang  bekerja  pada  suatu benda  yang  bergerak  dalam  bidang  magnetik  dan  memiliki  gaya  arah  tegak  lurus terhadap arah gerak dan arah medan magnetik.
Hasil dari eksperimen ini menunjukkan bahwa gaya Lorentz mempengaruhi pergerakan partikel bermuatan dalam medan magnet. Dalam eksperimen ini partikel bermuatan  yang  terkena  gaya  Lorentz  mengalami  deviasi  melalui  jalur  yang diharapkan.  Hal  ini  mengkonfirmasi  prinsip-prinsip  dasar  elektromagnetik  yang ditemukan oleh Lorentz .
Kesalahan  yang  terjadi  pada  saat  eksperimen  yaitu  kesalahan  dalam menggunakan  ukuran  magnet,  ukuran  aluminium  foil  sehingga  pada  eksperimen pertama  gagal,  kemudian  Ketika  diganti  menggunakan  magnet  yang  sedang  dan aluminium foil yang sesuai dengan ukuran magnetnya eksperimen menjadi berhasil.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  eksperimen  dan  pembahasan  bahwa  ukuran  magnet  itu sangat berpengaruh terhadap aluminium untuk membuktikan gaya Lorentz kaidah tiga jari. Hasil eksperimen pembuktian tiga jari yaitu bahwa arah gaya Lorentz (F) selalu tegak lurus terhadap kuat arus listrik (I) dan medan magnet (B). untuk mudah mengingat arah gaya Lorentz gunakanlah kaidah tangan kanan. Arah arus listrik (I) ditunjukkan oleh ibu jari, arah medan magnet (B) ditunjukkan oleh jari telunjuk , dan gaya Lorentz ditunjukkan oleh jari Tengah.

## SARAN
Berdasarkan percobaan eksperimen yang dilakukan terdapat beberapa saran yaitu  supaya  lebih  teliti  dalam  mengukur  aluminium  foil,  dan  magnet  agar eksperimen berjalan dengan berhasil.

## DAFTAR PUSTAKA
Abdullah, Mikrajuddin. (2017). Fisika Dasar II Institut Teknologi Bandung. Bandung Ainun, Nurul, Jusman Mansyur,  & Supriyatman (2020). Analisis Pemahaman Konsep Siswa tentang Gaya Lorentz untuk konteks yang berbeda. jurnal Kreatif Online.
8(2)
Rismaningsih, Febri, Yulianti Malik, & Eko Sujarmanto (2020). Fisika magnet untuk Teknik. Media Sains Indonesia.
Sianiar,  Lia  Kristiana,  Sunaryo,  &  I  Made  Astra.    Abdul.  (2020).  Menganalisis  Hasil Belajar  Kognitif  Siswa  Melalui  Pengembangan  Alat  Peraga  Gaya  Lorentz. Jurnal Ilmiah. 16(2), 252-265