induktor satria dhaniswara r.w. t.elektro (135060300111004)
Post on 24-Jun-2015
129 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Nama Mahasiswa : Satria Dhaniswara Rahsa W. NIM : 135060300111004Jurusan : Teknik ElektroKelas : AUniversitas : Brawijaya
Dosen Pendamping : Ir.Endah Budi P, MT.InduktorDari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Induktor
Beberapa jenis induktor harga rendah.
Simbol
Tipe Pasif
Pembuatan pertama Michael Faraday(1831)
L
B
S
Sebuah induktor atau reaktor adalah sebuah komponen elektronika pasif (kebanyakan
berbentuk torus) yang dapat menyimpan energi pada medan magnet yang ditimbulkan oleh arus
listrik yang melintasinya. Kemampuan induktor untuk menyimpan energi magnet ditentukan
oleh induktansinya, dalam satuan Henry. Biasanya sebuah induktor adalah sebuah kawat penghantar
yang dibentuk menjadi kumparan, lilitan membantu membuat medan magnet yang kuat di dalam
kumparan dikarenakan hukum induksi Faraday. Induktor adalah salah satu komponen elektronik
dasar yang digunakan dalam rangkaian yang arus dan tegangannya berubah-ubah dikarenakan
kemampuan induktor untuk memproses arus bolak-balik.
Sebuah induktor ideal memiliki induktansi, tetapi tanpa resistansi atau kapasitansi, dan tidak
memboroskan daya. Sebuah induktor pada kenyataanya merupakan gabungan dari induktansi,
beberapa resistansi karena resistivitas kawat, dan beberapa kapasitansi. Pada suatu frekuensi,
induktor dapat menjadi sirkuit resonansi karena kapasitas parasitnya. Selain memboroskan daya
pada resistansi kawat, induktor berinti magnet juga memboroskan daya di dalam inti karena efek
histeresis, dan pada arus tinggi mungkin mengalami nonlinearitas karena penjenuhan.
Fisika
Induktansi (L) (diukur dalam Henry) adalah efek dari medan magnet yang terbentuk disekitar
konduktor pembawa arus yang bersifat menahan perubahan arus. Arus listrik yang melewati
konduktor membuat medan magnet sebanding dengan besar arus. Perubahan dalam arus
menyebabkan perubahan medan magnet yang mengakibatkan gaya elektromotif lawan melalui GGL
induksi yang bersifat menentang perubahan arus. Induktansi diukur berdasarkan jumlah gaya
elektromotif yang ditimbulkan untuk setiap perubahan arus terhadap waktu. Sebagai contoh, sebuah
induktor dengan induktansi 1 Henry menimbulkan gaya elektromotif sebesar 1 volt saat arus dalam
indukutor berubah dengan kecepatan 1 ampere setiap sekon. Jumlah lilitan, ukuran lilitan, dan
material inti menentukan induktansi.
Faktor
Sebuah induktor ideal tidak menimbulkan kerugian terhadap arus yang melewati lilitan. Tetapi,
induktor pada umumnya memiliki resistansi lilitan dari kawat yang digunakan untuk lilitan. Karena
resistansi lilitan terlihat berderet dengan induktor, ini sering disebut resistansi deret. Resistansi deret
induktor mengubah arus listrik menjad bahang, yang menyebabkan pengurangan kualitas induktif.
Faktor kualitas atau "Q" dari sebuah induktor adalah perbandingan reaktansi induktif dan resistansi
deret pada frekuensi tertentu, dan ini merupakan efisiensi induktor. Semakin tinggi faktor Q dari
induktor, induktor tersebut semakin mendekati induktor ideal tanpa kerugian.
Faktor Q dari sebuah induktor dapat diketahui dari rumus berikut, dimana R merupakan resistansi
internal dan adalah resistansi kapasitif atau induktif pada resonansi:
Dengan menggunakan inti feromagnetik, induktansi dapat ditingkatkan untuk jumlah tembaga yang
sama, sehingga meningkatkan faktor Q. Inti juga memberikan kerugian pada frekuensi tinggi. Bahan
inti khusus dipilih untuk hasil terbaik untuk jalur frekuensi tersebut. Pada VHF atau frekuensi yang
lebih tinggi, inti udara sebaiknya digunakan.
Lilitan induktor pada inti feromagnetik mungkin jenuh pada arus tinggi, menyebabkan pengurangan
induktansi dan faktor Q yang sangat signifikan. Hal ini dapat dihindari dengan menggunakan induktor
inti udara. Sebuah induktor inti udara yang didesain dengan baik dapat memiliki faktor Q hingga
beberapa ratus.
Sebuah kondensator nyaris ideal (faktor Q mendekati tak terhingga) dapat dibuat dengan membuat
lilitan dari kawat superkonduktor pada helium atau nitrogen cair. Ini membuat resistansi kawat
menjadi nol. Karena induktor superkonduktor hampir tanpa kerugian, ini dapat menyimpan sejumlah
besar energi listrik dalam lilitannya
Penggunaan
Induktor dengan dua lilitan 47mH, sering dijumpai pada pencatu daya.
Induktor sering digunakan pada sirkuit analog dan pemroses sinyal. Induktor berpasangan dengan
kondensator dan komponen lain membentuk sirkuit tertala. Penggunaan induktor bervariasi dari
penggunaan induktor besar pada pencatu daya untuk menghilangkan dengung pencatu daya,
hingga induktor kecil yang terpasang pada kabel untuk mencegah interferensi frekuensi radio
untuk dprd melalui kabel. Kombinasi induktor-kondensator menjadi rangkaian tala dalam pemancar
dan penerima radio. Dua induktor atau lebih yang terkopel secara magnetik membentuk
transformator.
Induktor digunakan sebagai penyimpan energi pada beberapa pencatu daya moda sakelar.
Induktor dienergikan selama waktu tertentu, dan dikuras pada sisa siklus. Perbandingan transfer
energi ini menentukan tegangan keluaran. Reaktansi induktif XL ini digunakan bersama
semikonduktor aktif untuk menjaga tegangan dengan akurat. Induktor juga digunakan dalam sistem
transmisi listrik, yang digunakan untuk mengikangkan paku-paku tegangan yang berasal dari petir,
dan juga membatasi arus pensakelaran dan arus kesalahan. Dalam bidang ini, indukutor sering
disebut dengan reaktor.
Induktor yang memiliki induktansi sangat tinggi dapat disimulasikan dengan menggunakan girator.
Konstruksi induktor
Induktor, skala dalam sentimeter.
Sebuah induktor biasanya dikonstruksi sebagai sebuah lilitan dari bahan penghantar, biasanya kawat
tembaga, digulung pada inti magnet berupa udara atau bahan feromagnetik. Bahan inti yang
mempunyai permeabilitas magnet yang lebih tinggi dari udara meningkatkan medan magnet dan
menjaganya tetap dekat pada induktor, sehingga meningkatkan induktansi induktor. Induktor
frekuensi rendah dibuat dengan menggunakan baja laminasi untuk menekan arus eddy. Ferit lunak
biasanya digunakan sebagai inti pada induktor frekuensi tingi, dikarenakan ferit tidak menyebabkan
kerugian daya pada frekuensi tinggi seperti pada inti besi. Ini dikarenakan ferit mempunyai lengkung
histeresis yang sempit dan resistivitasnya yang tinggi mencegah arus eddy. Induktor dibuat dengan
berbagai bentuk. Sebagian besar dikonstruksi dengan menggulung kawat tembaga email disekitar
bahan inti dengan kaki-kali kawat terlukts keluar. Beberapa jenis menutup penuh gulungan kawat di
dalam material inti, dinamakan induktor terselubungi. Beberapa induktor mempunyai inti yang dapat
diubah letaknya, yang memungkinkan pengubahan induktansi. Induktor yang digunakan untuk
menahan frekuensi sangat tinggi biasanya dibuat dengan melilitkan tabung atau manik-manik ferit
pada kabel transmisi.
Induktor kecil dapat dicetak langsung pada papan rangkaian cetak dengan membuat jalur tembaga
berbentuk spiral. Beberapa induktor dapat dibentuk pada rangkaian terintegrasi menhan
menggunakan inti planar. Tetapi bentuknya yang kecil membatasi induktansi. Dan girator dapat
menjadi pilihan alternatif.
Jenis-jenis lilitan
Lilitan ferit sarang madu
Lilitan sarang madu dililit dengan cara bersilangan untuk mengurangi efek kapasitansi terdistribusi. Ini
sering digunakan pada rangkaian tala pada penerima radio dalam jangkah gelombang menengah dan
gelombang panjang. Karena konstruksinya, induktansi tinggi dapat dicapai dengan bentuk yang kecil.
Lilitan inti toroid
Sebuah lilitan sederhana yang dililit dengan bentuk silinder menciptakan medan magnet eksternal
dengan kutub utara-selatan. Sebuah lilitan toroid dapat dibuat dari lilitan silinder dengan
menghubungkannya menjadi berbentuk donat, sehingga menyatukan kutub utara dan selatan. Pada
lilitan toroid, medan magnet ditahan pada lilitan. Ini menyebabkan lebih sedikit radiasi magnetik dari
lilitan, dan kekebalan dari medan magnet eksternal.
Rumus induktansi
Konstruksi RumusBesaran (SI, kecuali
disebutkan khusus)
Lilitan silinder
L = induktansi
μ0 = permeabilitas vakum
K = koefisien Nagaoka
N = jumlah lilitan
r = jari-jari lilitan
l = panjang lilitan
Kawat lurus
L = induktansi
l = panjang kawat
d = diameter kawat
Lilitan silinder pendek
berinti udara
L = induktansi (µH)
r = jari-jari lilitan (in)
l = panjang lilitan (in)
N = jumlah lilitan
Lilitan berlapis-lapis
berinti udara
L = induktansi (µH)
r = rerata jari-jari lilitan (in)
l = panjang lilitan (in)
N = jumlah lilitan
d = tebal lilitan (in)
Lilitan spiral datar berinti
udara
L = induktansi
r = rerata jari-jari spiral
N = jumlah lilitan
d = tebal lilitan
Inti toroid L = induktansi
μ0 = permeabilitas vakum
μr = permeabilitas relatif
bahan inti
N = jumlah lilitan
r = jari-jari gulungan
D = diameter keseluruhan
Dalam sirkuit elektrik
Sebuah induktor menolak perubahan arus. Sebuah induktor ideal tidak menunjukkan resistansi
kepada arus rata, tetapi hanya induktor superkonduktor yang benar-benar memiliki resistansi nol.
Pada umumnya, hubungan antara perubahan tegangan, induktansi, dan perubahan arus pada
induktor ditentukan oleh rumus diferensial:
Jika ada arus bolak-balik sinusoida melalui sebuah induktor, tegangan sinusoida diinduksikan.
Amplitudo tegangan sebanding dengan amplitudo arus dan frekuensi arus.
Pada situasi ini, fase dari gelombang arus tertinggal 90 dari fase gelombang
tegangan.
Jika sebuah induktor disambungkan ke sumber arus searah, dengan harga "I"
melalui sebuah resistansi "R" dan sumber arus berimpedansi nol, persamaan
diferensial diatas menunjukkan bahwa arus yang melalui induktor akan dibuang
eksponensial:
Analisis sirkuit Laplace (s-domain)
Ketika menggunakan analisis sirkuit transformasi Laplace, impedansi
pemindahan dari induktor ideal tanpa arus sebelumnya ditunjukkan dalam
domain s oleh:
dimana
L adalah induktansi
s adalah frekuensi kompleks
Jika induktor telah memiliki arus awal, ini dapat ditunjukkan dengan:
menambahkan sumber tegangan berderet dengan induktor dengan
harga:
(Pegiatikan bahwa sumber tegangan harus berlawanan kutub
dengan arus awal)
atau dengan menambahkan sumber arus berjajar dengan
induktor, dengan harga:
dimana
L adalah induktansi
adalah arus awal
Jejaring induktor
Induktor dalam konfigurasi kakap memiliki beda potensial
yang sama. Untuk menemukan induktansi ekivalen total
(Leq):
Arus dalam induktor deret adalah sama, tetapi tegangan yang membentangi setiap
induktor bisa berbeda.
Penjumlahan dari beda potensial dari beberapa induktor seri sama dengan tegangan
total. Untuk menentukan todu total digunakan rumus:
Hubungan tersebut hanya benar jika
tidak ada kopling magnetis antar
kumparan.
Energi yang tersimpan
Energi yang tersimpan di induktor
ekivalen dengan usaha yang
dibutuhkan untuk mengalirkan arus
melalui induktor, dan juga medan
magnet:
Dimana L adalah induktansi
dan I adalah arus yang melalui
induktor.
top related