Pengertian Induktor Cara Kerja Induktor sebagai komponen dalam rangkaian bolak balik
Induktor merupakan salah satu komponen pasif utama dalam elektronika. Ada beberapa komponen pasif dasar dalam elektronika yaitu resistor, kapasitor dan induktor.
Induktor sangat berkaitan dengan kapasitor karena keduanya menggunakan medan listrik untuk menyimpan energi dan keduanya merupakan dua komponen pasif.
Tetapi kapasitor dan Induktor memiliki sifat konstruksi, batasan, dan penggunaan yang berbeda.
Pengertian Induktor adalah komponen dua terminal yang menyimpan energi dalam medan magnetnya. Ini juga disebut sebagai koil atau hambatan, Induktor ini memblokir setiap perubahan arus yang mengalir ketika melaluinya.
Induktor dicirikan oleh nilai induktansi yang merupakan perbandingan tegangan (EMF) dan perubahan arus di dalam kumparan.
Satuan induktansi adalah Henry, Jika arus yang mengalir melalui sebuah induktor diubah pada laju satu ampere per detik dan 1V EMF dihasilkan di dalam kumparan, maka nilai induktansi akan menjadi 1 Henry.
Dalam Elektronika induktor dengan nilai Henry jarang digunakan karena merupakan nilai yang sangat tinggi.
Biasanya, nilai yang jauh lebih rendah seperti, Milli Henry, Micro Henry atau Nano Henry digunakan di sebagian besar pengaplikasiannya.
Simbol induktor ditunjukkan pada gambar di bawah ini-
Simbol adalah representasi dari kabel bengkok yang berarti kabel dibuat menjadi sebuah kumparan.
Konstruksi Induktor
Induktor dibentuk menggunakan kabel tembaga berinsulasi yang selanjutnya dibentuk sebagai koil. Kumparan dapat berbeda dalam bentuk & ukuran dan juga dapat dibungkus dengan berbagai jenis bahan.
Induktansi Induktor sangat bergantung pada banyak faktor, seperti jumlah lilitan kawat, jarak antar lilitan, jumlah lapisan lilitan, jenis bahan inti, permeabilitas magnetik, ukuran, bentuk, dll.
Ada perbedaan besar antara Induktor Ideal dan induktor nyata yang sebenarnya digunakan dalam rangkaian elektronik.
Induktor nyata tidak hanya memiliki induktansi, tetapi juga memiliki kapasitansi dan resistansi. Kumparan yang terbungkus rapat menghasilkan jumlah kapasitansi yang terukur antara lilitan kumparan. Kapasitansi tambahan ini, serta resistansi kawat, mengubah sifat frekuensi tinggi dari sebuah induktor.
Induktor digunakan di hampir setiap produk elektronik, beberapa aplikasi induktor adalah:
- Detektor logam
- Detektor Logam Arduino
- Pemancar FM
- Osilator
Bagaimana Cara Kerja Induktor sebagai komponen dalam rangkaian bolak balik?
Sebelum membahas lebih jauh, penting untuk memahami perbedaan antara dua istilah, Medan Magnet dan Fluks Magnetik.
Selama aliran Arus melalui konduktor, medan magnet dihasilkan, Kedua nilai ini berbanding lurus. Oleh karena itu, jika arus diperbesar, maka medan magnet juga akan meningkat, Medan magnet ini diukur dalam satuan SI, Tesla (T).
Sekarang, apa itu Fluks Magnetik? Nah,Fluks Magnetik adalah pengukuran atau kuantitas medan magnet yang melewati area tertentu. Fluks Magnetik juga memiliki satuan dalam standar SI yaitu Weber.
Jadi, ada medan magnet melintasi induktor, yang dihasilkan oleh arus yang mengalir melaluinya.
Untuk memahami lebih jauh, diperlukan pemahaman tentang hukum induktansi Faraday.
Sesuai hukum induktansi Faraday, EMF yang dihasilkan sebanding dengan laju perubahan fluks magnet.
VL = N (dΦ / dt)
Dimana N adalah jumlah lilitan dan dф adalah jumlah fluks.
Konstruksi Induktor
Satu konstruksi dan kerja induktor standar generik dapat ditunjukkan sebagai kawat tembaga yang dibungkus rapat di bahan inti.
Pada gambar di bawah, kawat tembaga terbungkus rapat di bahan inti, menjadikannya induktor pasif dua terminal.
Ketika arus mengalir melalui kawat, medan elektromagnetik akan berkembang melintasi konduktor dan gaya gerak listrik atau EMF akan dihasilkan tergantung pada laju perubahan fluks magnet. Jadi, hubungan fluksnya adalah Nɸ.
Induktansi induktor kumparan dalam bahan inti dikatakan
µN2A / L
di mana N adalah jumlah putaran
A adalah luas penampang bahan inti
L adalah panjang kumparan
µ adalah permeabilitas bahan inti yang konstan.
Rumus EMF yang dihasilkan adalah
Vemf(L) = -L (di / dt)
di mana di/dt adalah laju perubahan arus
L adalah induktansi .
Arah EMF yang diinduksi akan berlawanan dengan sumber arus yang diterapkan.
Mengapa Induktor memblokir tegangan AC atau bolak balik dan tidak untuk tegangan DC?
Hal ini cukup menarik untuk memahami ini, seseorang perlu memahami hukum Lenz. Sesuai hukum Lenz, arah arus yang diinduksi dalam konduktor karena perubahan medan magnet sedemikian rupa sehingga menciptakan medan magnet yang menentang perubahan yang menghasilkannya.
Jadi, ada dua jenis aplikasi, Pertama adalah menggunakan tegangan DC untuk melintasi induktor dan yang lainnya adalah menggunakan tegangan AC (bolak balik) untuk melintasi induktor.
Ketika arus bolak-balik diterapkan di induktor, tegangan AC (bolak balik) mengubah aliran arus yang ditentang oleh induktor dengan meningkatkan reaktansi.
Semakin tinggi frekuensi AC (bolak balik), semakin tinggi laju perubahan arus dan semakin tinggi efek pemblokiran dari induktor.
Tetapi, pada saat tegangan DC diterapkan melalui induktor, induktor bertindak sebagai hubung singkat dengan resistansi yang sangat rendah.
Dalam aliran tegangan DC keadaan tunak atau datar, laju perubahan arus adalah nol yang selanjutnya membuat di/dt nol. Jadi, tidak ada tegangan yang diinduksi dan Induktor tidak menentang aliran tegangan DC.
Apa yang akan terjadi ketika kita menerapkan switching DC melintasi sebuah induktor?
Mari kita pertimbangkan rangkaian di bawah ini.
Dalam rangkaian, jika sumber tegangan diterapkan ke induktor menggunakan sakelar. Sakelar ini dapat berupa transistor, MOSFET, atau sakelar tipikal apa pun yang akan menyediakan sumber tegangan ke induktor.
Ada dua keadaan rangkaian.
Ketika sakelar terbuka, tidak ada aliran arus yang akan terjadi di induktor serta laju perubahan arus adalah nol. Jadi, EMFnya juga nol.
Saat sakelar ditutup arus dari sumber tegangan ke induktor mulai naik hingga aliran arus mencapai nilai keadaan tunak maksimum.
Maka arus yang mengalir melalui induktor meningkat dan laju perubahan arus tergantung pada nilai induktansi.
Sesuai hukum Faraday, induktor menghasilkan kembali EMF yang tetap sampai DC masuk ke keadaan stabil. Selama keadaan tunak tidak ada perubahan arus pada kumparan dan arus hanya melewati kumparan saja.
Selama waktu ini, induktor yang ideal akan bertindak sebagai hubung singkat karena tidak memiliki hambatan, tetapi dalam situasi praktis, arus yang mengalir melalui kumparan dan kumparan memiliki hambatan serta kapasitansi.
Pada keadaan lain ketika saklar ditutup kembali, arus Induktor turun dengan cepat dan kembali terjadi perubahan arus yang selanjutnya mengarah pada pembangkitan EMF.
Arus dan Tegangan dalam Induktor
Grafik di atas menunjukkan keadaan Saklar, Arus Induktor dan Tegangan Induksi dalam konstanta waktu.
Daya melalui induktor dapat dihitung menggunakan hukum daya Ohm di mana P = Tegangan x Arus. Oleh karena itu, dalam kasus seperti itu, tegangannya adalah –L (di / dt) dan arusnya adalah i. Jadi, daya dalam Induktor dapat dihitung menggunakan rumus ini
PL = L (di / dt) i
Tetapi selama keadaan tunak, Induktor sebenarnya hanya bertindak seperti resistor. Jadi daya dapat dihitung sebagai
P = V2R
Dimungkinkan juga untuk menghitung energi yang tersimpan dalam Induktor. Induktor menyimpan energi menggunakan medan magnet.
Energi yang tersimpan dalam Induktor dapat dihitung menggunakan rumus ini-
W(t) = Li2(t) / 2
Ada berbagai jenis Induktor yang tersedia dalam hal konstruksi dan ukurannya. Konstruksi Induktor dapat dibentuk di inti udara, inti ferit, inti besi dll dan Bentuk-bijaksana ada berbagai jenis Induktor yang tersedia, seperti jenis inti drum, jenis penghambat, jenis transformator dll.
Aplikasi Induktor
Induktor digunakan dalam area aplikasi yang luas diantaranya.
Dalam aplikasi terkait RF.
- SMPS dan Power supply.
- Dalam Transformator.
- Pelindung lonjakan arus untuk membatasi arus masuk.
- Di dalam Relay Mekanik dll.
Skill Comes From Within Yourself, Not Other Or Family, So Be Enthusiastic For Yourself.
Keeren
BalasHapus