Induktor

Induktor

Dalam elektronika, Induktor adalah salah satu komponen yang cara kerjanya berdasarkan induksi magnet. Induktor biasa disebut juga spul dibuat dari bahan kawat beremail tipis. Induktor dibuat dari bahan tembaga, diberi simbol L dan satuannya Henry disingkat H.

Kaidah tangan kanan

Fungsi pokok induktor adalah untuk menimbulkan medan magnet. Induktor berupa kawat yang digulung sehingga menjadi kumparan. Kemampuan induktor untuk menimbulkan medan magnet disebut konduktansi. Satuan induktansi adalah henry (H) atau milihenry (mH). Untuk memperbesar induktansi, didalam kumparan disisipkan bahan sebagai inti. Induktor yang berinti dari bahan besi disebut elektromagnet. Induktor memiliki sifat menahan arus AC dan konduktif terhadap arus DC.

1.      Macam-Macam Induktor

Macam-macam induktor menurut bahan pembuat intinya dapat dibagi 4 yaitu :

Induktor dengan inti udara ( air core )

Induktor dengan inti besi

Induktor dengan inti ferit

Induktor dengan perubahan inti

2.      Prinsip Kerja Induktor

Kegunaan Induktor dalam sistem elektronik

Apakah Anda tahu fungsi dari Induktor ?

Induktor dalam rangkaian listrik atau elektronika dapat diaplikasikan kedalam rangkaian:

Relay

Speaker

Buzzer

Bleeper

a)      Induktor berfungsi sebagai :

1. tempat terjadinya gaya magnet

2. pelipat tegangan

3. pembangkit getaran

b)      Berdasarkan kegunaannya Induktor bekerja pada :

1. frekuensi tinggi pada spul antena dan osilator

2. frekuensi menengah pada spul MF

3. frekuensi rendah pada trafo input, trafo output, spul speaker, trafo tenaga, spul relay dan spul penyaring

3.      Terjadinya Medan Magnet

Induktansi Searah

Bila kita mengalirkan arus listrik melalui kabel, terjadilah garis-garis gaya magnet. Bila kita mengalirkan arus melalui spul atau coil (kumparan) yang dibuat dari kabel yang digulung, akan terjadi garis-garis gaya dalam arah sama yang membangkitkan medan magnet. Kekuatan medan magnet sama dengan jumlah garis-garis gaya magnet, dan berbanding lurus dengan hasil kali dari jumlah gulungan dalam kumparan dan arus listrik yang melalui kumparan tersebut.

Induktor terhubung sumber tegangan DC

4.      Induktansi Bolak-balik

Bila dua kumparan ditempatkan berdekatan satu sama lain dan salah satu kumparan (L1) diberi arus listrik AC, pada L1 akan terjadi fluks magnet. Fluk magnet ini akan melalui kumparan kedua (L2) dan akan membangkitkan emf (elektro motorive force) pada kumparan L2. Efek seperti ini disebut induksi timbal balik (mutual induction). Hal seperti ini biasanya kita jumpai pada transformator daya.

Induktor terhubung sumber tegangan AC

Perlawanan yang diberikan kumparan tersebut dinamakan reaktansi induktif. Reaktansi Induktif ini diberi simbol XL dalam satuan Ohm.

XL = 2πfL

Keterangan :

π = 3.14

F = frekwensi arus bolak-balik ( Hz)

L = Induktansi ( Henry )

∞ = kecepatan sudut ( 2πfL)

XL = reaktansi induktif ( Ω )

5.      Pengisian Induktor

Bila kita mengalirkan arus listrik I, maka terjadilah garis-garis gaya magnet. Bila kita mengalirkan arus melalui spul atau coil (kumparan) yang dibuat dari kabel yang digulung,a akan terjadi garis-garis gaya dalam arah sama membangkitkan medan magnet. Kekuatan medan magnet sama dengan jumlah garis-garis gaya magnet dan berbanding lurus dengan hasil kali dari jumlah gulungan dalam kumparan dan arus listrik yang melalui kumparan tersebut. Contoh rangkaian :

Rangkaian Pengisian Induktasi dengan tegangan DC

Bila arus bolak–balik mengalir pada induktor, maka akan timbul gaya gerak listrik (ggl) induksi Hal ini berarti antara arus dan tegangan berbeda fase sebesar Л / 2 = 900 dan arus tertinggal (lag) dari tegangan sebesar 900. 2Лf merupakan perlawanan terhadap aliran arus

Rangkaian Pengisian Induktasi dengan tegangan AC

6.      Pengosongan Induktor

Bila arus listrik l sudah memenuhi lilitan , maka terjadilah arus akan bergerak berlawanan arah dengan proses pengisian sehingga pembangkitan medan magnet dengan garis gaya magnet yang sama akan menjalankan fungsi dari lilitan tersebut makin tinggi nilai L ( induktansi) yang dihasilkan maka makin lama proses pengosongannya.

Rangkaian Pengosongan Induktasi

7.      Menghitung Impedansi Induktor

Setelah diperoleh nilai XL maka Impedansi dapat di hitung :

Z disebut impedansi Seri dengan satuan Ω (ohm)

Dari gambar vektor diatas (maaf tidak ada gambar, silahkan cari sendiri), sudut antara V dengan VR disebut sudut fase atau beda fase. Cosinus sudut tersebut disebut dengan faktor daya dengan rumus:

Sehingga yang dimaksud dengan factor daya adalah :

Cosinus sudut yang lagging atau leading.

Perbandingan R/Z = resistansi / impedansi

Perbandingan daya sesungguhnya dengan daya semu.

8.      Sifat Induktor terhadap arus AC dan DC

Rangkaian induktor terhadap AC

Bila arus bolak–balik mengalir pada induktor, maka akan timbul gaya gerak listrik (ggl) induksi yang besarnya:

bila e = Em sin ωt, maka:

e = Em sin ωt

i = Im sin (ωt – 90), maka:

Besarnya XL = 2.Л.f. L dengan ketentuan :

XL adalah reaktansi induktif (Ω)

Л adalah 3, 14

f adalah frekuensi (Hz)

L adalah induktansi (H)

9.      Rumus yang Berhubungan dengan Induktor

a. Jumlah Lilitan Kawat sebuah Induktor

Keterangan :

N adalah jumlah lilitan

p adalah panjang kawat (centi meter)

r adalah jari-jari kawat (centi meter)

L adalah induktansi ( Henry )

b. Reaktansi Induktif

XL = 2πfL

Keterangan :

XL adalah reaktansi induktif (Ω)

Л adalah 3, 14

f adalah frekuensi (Hz)

L adalah induktansi (H)

c. Menghitung Impedansi Rangkaian R L seri

Keterangan :

Z adalah impedansi

R adalah hambatan (Ω) 

L adalah induktansi ( henry )

d. Menghitung Impedansi Rangkaian R L paralel

Keterangan :

Z adalah impedansi

R adalah hambatan (Ω) 

L adalah induktansi ( henry )

e. Nilai Faktor Kualitasnya (Q)

Keterangan :

Q adalah factor qualitas

XL adalah reaktansi induktif (Ω)

R adalah Resistansi (Ω)

f. Rangkaian L dan C Seri

Keterangan :

Q adalah factor daya

V1 adalah tegangan (V)

10.  Rangkaian Induktor

a.       Hubungan Seri

Caranya dengan menghubungkan ujung satu di samping ujung induktor yang satu lagi. Besar reaktansinya adalah jumlah reaktansi induktif yang dihubungkan seri tersebut.

Rangkaian seri induktor

XLT = 2πfL1 + 2πfL2 + 2πfL3

LT = L1 + L2 + L3

Contoh :

Jika diketahui :

L1 = 10 mH

L2 = 5 mH

L3 = 4 mH

dengan frekwensi 50 Hz

Maka XLT = 2ΠfL1 + 2ΠfL2 + 2ΠfL3

= 2 x 3,14 x 10 mH +2 x 3,14 x 5 mH +2 x 3,14 x 4 mH

= 5,966 ohm 

LT = L1 + L2 + L3 = 19 mH

XLT = jumlah reaktansi induktif

LT = jumlah induksi total

b.      Hubungan Pararel

Hubungan pararel terjadi bila semua ujung induktor digabung menjadi satu dan ujung yang lainnya juga digabungkan ,kemudian setiap ujung gabungan dengan suatu sumber tegangan.

Rangkaian paralel induktor

c.       Rangkaian R-L seri

Rangkaian seri R-L dan diagram vektor

Dalam rangkaian seri, besarnya arus pada tiap–tiap beban sama. Akan tetapi, tegangan tiap–tiap beban tidak sama, baik besar maupun arahnya. Pada beban R, arus dan tegangan sebesar 90⁰.

d.      Rangkaian Paralel R dan L

Rangkaian parallel R – L

Dalam rangkaian parallel tegangan tiap komponen atau cabang adalah sama besar dengan tegangan sumber. Akan tetapi, arus tiap komponen berbeda besar dan fasenya.

11.  Arus tiap komponen ialah :

Arus pada resistor :

arus sefase dengan tegangan

Arus pada induktor :

arus tertinggal dari tegangan sebesar 90⁰