KOMPONEN ELEKTRONIKA

4. INDUKTOR Simbol :   Merupakan komponen listrik yang terdiri dari kawat yang dililitkan, umumnya disebut kumparan.  Jika kumparan diberi arus listrik maka akan terjadi induksi magnet, terdiri dari garis gaya magnet.

notasi induktor diberi tanda huruf L satuannya Henry (H), 1 H = 1.000 milihenry (mH). Induktor yang ideal terdiri dari kawat yang dililit, tanpa adanya nilai resistansi. Sifat-sifat elektrik dari sebuah induktor ditentukan oleh : panjangnya induktor, diameter induktor, jumlah lilitan dan bahan yang mengelilinginya.

Energi itu disimpan dalam bentuk medan magnit. Bila arusnya bertambah, banyaknya energi yang disimpan meningkat pula. Bila arusnya berkurang, maka induktor itu mengeluarkan energi. Fungsi pokok induktor adalah untuk menimbulkan medan maknet. Untuk memperbesar induktansi, di dalam kumparan disisipkan bahan sebagai inti. Induktor yang berinti dari bahan besi disebut elektromagnet Induktor memiliki sifat menahan arus AC dan konduktif terhadap arus DC.

Komponen elektronik yang termasuk induktor : Trafo daya yang dikenal dengan trafo step up dan trafo step down Trafo frekuensi rendah dikenal dengan trafo input dan output Trafo frekuensi tinggi misalnya spull antena dan spull osilator Trafo frekuensi menengah

Gulungan bicara pada mikropon atau gulungan yang terdapat pada spiker dikenal dengan moving coil. Gulungan pada relay Gulungan pada filter frekuensi tinggi dikenal dengan nama Rfc (Radio frekuensi choke) dan frekuensi rendah (choke) Gulungan pada motor listrik atau dinamo listrik Gulungan pada head playback, head rekam dan head hapus (erase head)

Jenis-Jenis Induktor: Induktor inti Udara, gambar simbolnya   Induktor inti Ferit, gambar simbolnya Inti ferit tidak menimbulkan kerugian daya seperti pada besi

Simbol-simbol Induktor  Contoh Fisik Induktor   Kegunaan Induktor dalam Sistem Elektronik Induktor sebagai ... a. Rellay b. Speaker Buzzer Bleeper

Induktor dalam Rellay   Induktor bentuk IC Induktor Sebagai Rellay

Induktansi Adalah sifat dari suatu kumparan yang menghasilkan perlawanan terhadap perubahan nilai arus yang mengalir didalamnya. Bila arus bolak – balik mengalir pada induktor, maka akan timbul gaya gerak listrik (ggl) induksi yang besarnya:

Tanda minus merupakan polaritas tegangan, perlawanan terhadap perubahan. di = perubahan arus dt = perubahan waktu Contoh : Suatu arus bertambah dengan kecepatan tetap dari 2A menjadi 6A dalam periode waktu 250 ms. Jika arus ini dialirkan ke sebuah induktor 600 mH, tentukan tegangan induksinya ! Jawab :

Suatu kumparan dikatakan memiliki induktansi sebesar 1 H jika terdapat tegangan 1V yang diinduksikan ke kumparan tersebut ketika arus yang berubah dengan kecepatan 1 A/s mengalir didalamnya. Energi yang tersimpan dalam suatu induktor sebanding dengan hasil kali induktansi dan kuadrat dari arus. Maka : E = Energi (Joule) L = Induktansi (H) I = Arus (A)

Contoh : Sebuah induktor sebesar 20 mH dibutuhkan untuk menyimpan energi sebesar 2,5 J. Tentukan arus yang harus diberikan ! Jawab :

Induktansi suatu induktor diberikan oleh : L = Induktansi (H) µ0 = permeabilitas ruang hampa (4.10-7) µr = permeabilitas relatif l = panjang inti (m) A = luas penampang inti (m2)

Contoh soal : Dibutuhkan sebuah induktor sebesar 100 mL . Jika tersedia sebuah inti magnet tertutup dengan panjang 20 cm, luas penampang 15 cm2 , dan permeabilitas relatif 500, tentukan jumlah lilitan yang dibutuhkan! Jawab :

E EL φ ER I Menghitung Rangkaian Seri Arus Bolak – Balik Rangkaian R – L Seri   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.  Tegangan pada beban R: ER = I . R ( sefase dengan arus ) φ I E ER EL

Tegangan pada beban L: EL = E . XL( arus tertinggal / Lag sebesar Л /2) Dari gambar vektor di atas didapat tegangan sumber karena

Menghitung Impedansi Induktor Z disebut impedansi Seri dengan satuan Ω (ohm)   Dari gambar vektor di atas, sudut antara V dengan VR disebut sudut fase atau beda fase. Cosinus sudut tersebut disebut dengan faktor daya dengan rumus: atau

faktor daya adalah: Cosinus sudut yang lagging atau leading. Perbandingan R/Z = resistansi/impedansi Perbandingan daya sesungguhnya dengan daya semu.

Rangkaian Paralel R dan L Dalam rangkaian paralel tegangan tiap komponen atau cabang = tegangan sumber. Tapi, arus tiap komponen berbeda besar dan fasenya. Arus tiap komponen ialah: Arus pada resistor : → arus sefase dengan tegangan Arus pada induktor : arus tertinggal dari tegangan=900.

Rangkaian Parallel R – L Sudut fasenya dapat dihitung: Faktor daya rangkaian ini: I VL VR V

Selanjutnya: E = ER = EL,   karena maka: atau Besarnya Impedansi Paralel dapat dihitung:

Grafik Arus L/R detik 0.5 IL IL 0.7 2 4 3 5 t

Induktor Seri

Induktor Paralel

Contoh : Dibutuhkan Induktansi sebesar 5mH (dengan rating 2A) Contoh : Dibutuhkan Induktansi sebesar 5mH (dengan rating 2A). Susunan induktor paralel yang bagaimanakah yang dapat memenuhi kebutuhan ini? Jawab : 2 induktor 10mH dapat dihubungkan paralel untuk menghasilkan induktansi 5mH : Karena 2 induktor tersebut identik, arus yang diberikan akan terbagi secara merata diantara keduanya. Maka setiap induktor harus memiliki rating sebesar 1A

Contoh 2 : diketahui L1 = L2 = 60mH L3 = 120mH ; L4 = 50mH L1 seri dengan L2. Kemudian paralel dengan L3 , dan ketiganya seri dengan L4 Tentukan induktansi efektif dari rangkaian tersebut ! Jawab : b. L1 dan L2 seri, La=L1+L2=60+60 = 120mH b. c. Lb dan L4 seri, Ltotal=Lb+L4=60+40 = 110mH

Soal Latihan 1.Arus dalam sebuah induktor 2,5H bertambah secara tetap dari 0 hingga 50mA dalam waktu 400 ms. Tentukan ggl induksinya! 2.Sebuah induktor memiliki 200 lilitan kawat pada sebuah inti magnetik dengan panjang 24 cm, luas penampang 10 cm2 , dan permeabilitas relatif 650. Jika permeabilitas ruang hampa 4.10-7 , tentukan induktansi dari induktor tersebut!

Soal Latihan 3.Arus sebesar 4A mengalir dalam sebuah induktor 60mH. Tentukan energi yang disimpannya! 4.Tersedia induktor-induktor sebesar 10mH, 22mH, 60mH, dan 100mH. Bagaimanakah dua atau lebih dari induktor-induktor ini disusun untuk memperoleh nilai-nilai induktansi berikut ini : a. 6,2 mH d. 70 mH b. 6,9 mH e. 170 mH c. 32 mH