Gaya Lorentz, gaya yang bekerja pada q partikel bermuatan bergerak dengan kecepatan v melalui listrik E dan medan magnet B. Seluruh gaya elektromagnetik F pada partikel bermuatan yang disebut gaya Lorentz (setelah fisikawan Belanda Hendrik A. Lorentz) dan diberikan oleh F = q E + q v × B.
Istilah pertama disumbangkan oleh medan listrik. Istilah kedua adalah gaya magnet dan memiliki arah tegak lurus terhadap kecepatan dan medan magnet. Gaya magnet sebanding dengan q dan besarnya vektor lintas produk v × B. Dalam hal sudut ϕ antara v dan B, besarnya gaya sama dengan qvB sin ϕ. Hasil yang menarik dari gaya Lorentz adalah gerakan partikel bermuatan dalam medan magnet yang seragam. Jika v tegak lurus terhadap B (yaitu, dengan sudut ϕ antara v dan Bdari 90 °), partikel akan mengikuti lintasan melingkar dengan jari-jari r = mv / qB. Jika sudut ϕ kurang dari 90 °, orbit partikel akan menjadi heliks dengan sumbu yang sejajar dengan garis-garis medan. Jika ϕ adalah nol, tidak akan ada gaya magnet pada partikel, yang akan terus bergerak tanpa terdeteksi di sepanjang garis medan. Akselerator partikel bermuatan seperti siklotron memanfaatkan fakta bahwa partikel bergerak dalam orbit melingkar ketika v dan B berada pada sudut yang benar. Untuk setiap revolusi, medan listrik yang diatur secara hati-hati memberikan partikel energi kinetik tambahan, yang membuat mereka bergerak dalam orbit yang semakin besar. Ketika partikel telah memperoleh energi yang diinginkan, mereka diekstraksi dan digunakan dalam sejumlah cara berbeda, dari studi mendasar tentang sifat-sifat materi hingga perawatan medis kanker.
Gaya magnet pada muatan bergerak menunjukkan tanda pembawa muatan dalam konduktor. Arus yang mengalir dari kanan ke kiri dalam konduktor dapat merupakan hasil dari pembawa muatan positif yang bergerak dari kanan ke kiri atau muatan negatif bergerak dari kiri ke kanan, atau kombinasi masing-masing. Ketika sebuah konduktor ditempatkan di bidang B tegak lurus terhadap arus, gaya magnet pada kedua jenis pembawa muatan berada pada arah yang sama. Kekuatan ini memunculkan perbedaan potensial kecil antara sisi-sisi konduktor. Dikenal sebagai efek Hall, fenomena ini (ditemukan oleh fisikawan Amerika Edwin H. Hall) dihasilkan ketika medan listrik disejajarkan dengan arah gaya magnet. Efek Hall menunjukkan bahwa elektron mendominasi konduksi listrik dalam tembaga. Namun dalam seng, konduksi didominasi oleh gerakan pembawa muatan positif. Elektron dalam seng yang tereksitasi dari lubang valensi meninggalkan lubang, yang merupakan lowongan (yaitu, tingkat tidak terisi) yang berperilaku seperti pembawa muatan positif. Gerakan lubang-lubang ini menyumbang sebagian besar konduksi listrik dalam seng.
Jika kawat dengan arus i ditempatkan di medan magnet eksternal B, bagaimana gaya pada kawat tergantung pada orientasi kawat? Karena arus mewakili pergerakan muatan dalam kawat, gaya Lorentz bekerja pada muatan bergerak. Karena muatan ini terikat ke konduktor, gaya magnet pada muatan bergerak dipindahkan ke kawat. Gaya pada panjang kecil d l kawat tergantung pada orientasi kawat sehubungan dengan bidang. Besarnya gaya diberikan oleh id lB sin ϕ, di mana ϕ adalah sudut antara B dan d l. Tidak ada gaya ketika ϕ = 0 atau 180 °, yang keduanya berhubungan dengan arus sepanjang arah yang sejajar dengan medan. Gaya maksimal ketika arus dan medan saling tegak lurus. Kekuatan diberikan byd F = id l × B.
Sekali lagi, vektor lintas produk menunjukkan tegak lurus arah untuk kedua d l dan B.
