PENDAHULUAN Sebuah Sebuah indukto induktorr atau reaktor reaktor adalah adalah sebuah sebuah komp komponen onen elektron elektronika ika pasif yang dapat menyimpan energi pada medan magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik yang listrik yang melintasinya. Kemampuan induktor untuk menyimpan energi magnet ditentukan ditentukan oleh induktansinya induktansinya,, dalam dalam satuan satuan Henry. Henry. Biasany Biasanyaa sebuah sebuah indukto induktor r adala adalah h sebu sebuah ah kawa kawatt peng pengha hanta ntarr yang yang dibent dibentuk uk menja menjadi di kumparan kumparan,, lili lilita tan n membant membantu u membua membuatt medan medan magnet magnet yang yang kuat kuat didalam didalam kumpa kumparan ran dikarena dikarenakan kan 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 Sebuah indukt induktor or ideal ideal memilik memilikii indukt induktansi ansi,, tetapi tetapi tanpa tanpa resistansi atau kapasitansi,, dan tidak kapasitansi tidak membor memboroska oskan n daya. daya. Sebuah Sebuah indukt induktor or pada pada kenyat kenyataany aanyaa merupakan merupakan gabungan gabungan dari induktansi, beberapa resistansi karena resistivitas kawat, dan beberap beberapaa kapasit kapasitansi ansi.. Pada Pada suatu suatu frekuen frekuensi, si, indukt induktor or dapat dapat menjadi menjadi sirkuit sirkuit resonansi karena kapasitas parasitnya. Selain memboroskan daya pada resistansi kawat, induktor berinti magnet juga memboroskan daya didalam inti karena efek histe histeres resis, is, dan dan pada pada arus arus ting tinggi gi mung mungki kin n meng mengala alami mi nonl nonline ineari arita tass kare karena na penjenuhan. penjenuhan. Sebuah Sebuah indukt induktor or biasany biasanyaa dikons dikonstru truksi ksi sebagai sebagai sebuah sebuah lilitan lilitan dari bahan bahan penghantar, penghantar, biasanya kawat tembaga, tembaga, digulung digulung pada inti magnet magnet berupa berupa udara atau bahan feromagnetik. feromagnetik. Bahan inti yang mempunyai mempunyai permeabilitas permeabilitas magnet 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 digunakan sebagai inti pada induktor induktor frekuensi frekuensi tingi, dikarenakan 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 dikonstruksi dengan dengan menggulung menggulung kawat tembaga tembaga email disekitar bahan inti dengan kaki-kali kawat terlukts keluar. Beberapa jenis menutup penuh gulungan kawat didalam material inti, dinamakan induktor terselubungi. Beberapa induktor mempun mempunyai yai inti yang yang dapat dapat diubah diubah letakny letaknya, a, yang yang memung memungkin kinkan kan penguba pengubahan han indukt induktansi ansi.. Indukt Induktor or yang yang diguna digunakan kan untuk untuk menaha menahan n frekue frekuensi nsi sangat sangat tinggi tinggi biasanya dibuat dengan melilitkan melilitkan tabung atau manik-manik manik-manik ferit pada kabel transmisi.
1
A. Tujuan Percobaan 1. Memahami cara pengisian dan pengosongan muatan listrik pada induktor. 2. Dapat menentukan konstanta waktu τ.
B. Dasar Teori Induktor merupakan kumparan atau selenoida dengan banyak lilitan dan memilki induktansi diri yang besar. Rangkaian yang berisi tahanan dan induktor disebut rangkaian LR. Besarnya induktansi diri L pada sebuah selenoida diberikan oleh persamaan : L = µ0n2 Al A adalah luas selenoida, l panjang selenoida dan n merupakan jumlah lilitan persatuan panjang. n = N/l .
Gambar 1. R angkaian RL
Dalam rangkaian LR yang terdiri atas tahanan, induktor L dan baterai dengan ggl
0
dalam hubungan seri, arus tidak akan mencapai nilai maksimum I
seketika tetapi membutuhkan waktu untuk mencapai nilai maksimum. Jika arus mula-mula nol nilainya pada sembarang waktu t kemudian diberikan oleh :
Dengan τ = L/R merupakan konstanta waktu.
2
Energi yang disimpan dalam induktor yang menyalurkan arus I diberikan oleh persamaan : Um = ½ LI2 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 X L 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.
C. Daftar Peralatan 1. Induktor 2. Resistor 3. Catu Daya 4. Multimeter 5. Kabel Penghubung
3
D. Prosedur Percobaan A. Pengisian Muatan Listrik Pada Induktor 1. Membuat rangkaian seperti pada gambar 1. 2. Menutup saklar dan catat besar arus pada induktor setiap 5 detik sampai besar arus yang terukur konstan. 3. Menghitung nilai waktu yang diperlukan untuk mencapai arus pada induktor maksimum. 4. Menuliskan data diatas pada tabel 1. 5. mengulang percobaan untuk nilai setiap resistor dan induktor yang lain.
B. Pengosongan Muatan Listrik Pada Induktor 1. Menyusun rangkaian seperti pada percobaan A dengan nilai komponen yang sama. 2. Membuka saklar setelah arus mencapai maksimum, kemudian memncatat besar arus yang terukur pada ampermeter setiap 5 detik hingga arus adalah 0 (nol). 3. menghitung nilai waktu yang diperlukan untuk mencapai arus pada induktor maksimum. 4. Menuliskan data diatas pada tabel 2.
E. Tabel Hasil Percobaan Tabel 1. Pengisian 1 (beterai) T
I (A)
d
5
0,015
3,2
5
0,015
3,2
5
0,015
3,2
Tabel 2. Pengisian 2 (baterai) 4
t
I (A)
d
5
0,035
3,2
5
0,035
3,2
5
0,035
3,2
T
I (A)
d
1,8
0
3,2
1,8
0
3,2
1,9
0
3,2
t
I (A)
d
2
0
3,2
2,4
0
3,2
2,5
0
3,2
Tabel 3. Pengosongan 1 (baterai)
Tabel 4. Pengosongan (2 baterai)
F. Perhitungan Dik
:
d = 3,2
V = 15 v 5
µ0 = 4π.10-7
R = 10 Ω
n = 70
Ε = 1,6 × 10 -19
l = 4 Dit
: I = ....?
Penyelesaian
R =½d = ½ (3,2) = 1,6 cm A = 2πr2 = 2 (3,14) (1,6) 2 = 6,28 (2,56) = 16,0768 cm L = µ0n2. Al = 4π.10-7. 702. 16,0768. 4 = 4π.10-7. 4900. 16,0768. 4 = 0,1260
1 Baterai
6
= 0,15 (11) = 0,15 A Um = ½ L.I2 = ½ (0,126) (0,15) 2 = ½ (0,126) (0,0225) = ½ (2,835×10 -3) = 1,4175×10 -3
2 Baterai
= 0,3 (11) = 0,3 A Um = ½ L.I2 = ½ (0,126) (0,3) 2 = ½ (0,126) (0,09) = ½ (0,01134) = 5,67×10-3
Analisa 7
Bentuk dasar sebuah induktor adalah kawat yang dililitkan menjadi sebuah koil seperti gambar berikut :
Jika terdapat arus yang mengalir pada induktor maka akan terbentuk medan magnet, jika arus tersebut berubah maka medan magnet tersebut akan berubah pula. Jika arus meningkat maka medan magnet juga akan meningkat. Perubahan medan magnet ini akan menginduksi suatu tegangan pada koil. Hal ini terjadi karena suatu sifat yang disebut dengan induksi diri atau sering disebut dengan induktansi. Induktasi adalah ukuran kemampuan sebuah induktor untuk membangkitkan suatu tegangan induksi sebagai akibat dari perubahan arus yang mengalir pada induktor. Induktor dapat menyimpan energi di dalam medan magnet yang dihasilkan oleh arus. Induktor dibuat dalam berbagai bentuk dan ukuran. Induktor dapat menyimpan energi di dalam medan magnet yang dihasilkan oleh arus. Besar energi dinyatakan dengan rumus : W = ½.L.I2 dimana : W = energi dalam Joule L = induktansi dalam Henry I = arus dalam Ampere
Pengujian Induktor
Kerusakan yang sering terjadi adalah putus.Untuk menguji induktor, kedua ujungnya dihubungkan dengan ohmmeter. Jika induktor putus maka jarum penunjuk ohmmeter tidak akan bergerak atau menunjukkan nilai tak terhingga. Jika 8
induktor masih bagus akan menunjukkan nilai tertentu tergantung dengan jumlah lilitan yang ada pada induktor tersebut. Terkadang jika induktor terlalu panas sehingga pelindung lilitanmeleleh maka satu lilitan atau lebih akan bersentuhan keadaan ini dapat diketahui dengan melihat nilai ohmmeter cenderung mendekati angka nol. Namum akan lebih baik jika alat ukur yang akan digunakan dalam pengujian induktor ini adalah LC Meter karena jika hanya satu lilitan atau beberapa lilitan ohmmeter akan menunjukkan induktor masihdalam keadaan baik. Dengan aturan tangan kanan dapat diketahui arah medan listrik terhadap arah aruslistrik. Caranya sederhana yaitu dengan mengacungkan jari jempol tangan kanan sedangkan keempat jari lain menggenggam. Arah jempol adalah arah arus dan arah ke empat jari lain adalah arah medan listrik yang mengitarinya.
Arus listrik yang melewati kabel, jalur-jalur pcb dalam suatu rangkain berpotensi untuk menghasilkan medan induksi. Ini yang sering menjadi pertimbangan dalam mendesain pcb supaya bebas dari efek induktansi terutama jika multilayer . Tegangan emf akan menjadi penting saat perubahan arusnya fluktuatif. Efek emf menjadi signifikan pada sebuah induktor, karena perubahan arus yang melewati tiap lilitan akan saling menginduksi. Ini yang dimaksud dengan selfinduced . Fungsi utama dari induktor di dalam suatu rangkaian adalah untuk melawan fluktuasi arus yang melewatinya. Aplikasinya pada rangkaian dc salah satunya adalah untuk menghasilkan tegangan dc yang konstan terhadap fluktuasi beban arus. Pada aplikasi rangkaian ac, salah satu gunanya adalah bisa untuk meredam perubahan fluktuasi arus yang tidak dinginkan. Akan lebih banyak lagi fungsi dari induktor yang bisa diaplikasikan pada rangkaian filter, tuner dan sebagainya.
Kesimpulan Induktor merupakan kumparan atau selenoida dengan banyak lilitan dan memilki induktansi diri yang besar. Rangkaian yang berisi tahanan dan induktor disebut rangkaian LR.
9
PENDAHULUAN Sebuah Sebuah indukto induktorr atau reaktor reaktor adalah adalah sebuah sebuah komp komponen onen elektron elektronika ika pasif yang dapat menyimpan energi pada medan magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik yang listrik yang melintasinya. Kemampuan induktor untuk menyimpan energi magnet ditentukan ditentukan oleh induktansinya induktansinya,, dalam dalam satuan satuan Henry. Henry. Biasany Biasanyaa sebuah sebuah indukto induktor r adala adalah h sebu sebuah ah kawa kawatt peng pengha hanta ntarr yang yang dibent dibentuk uk menja menjadi di kumparan kumparan,, lili lilita tan n membant membantu u membua membuatt medan medan magnet magnet yang yang kuat kuat didalam didalam kumpa kumparan ran dikarena dikarenakan kan 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 Sebuah indukt induktor or ideal ideal memilik memilikii indukt induktansi ansi,, tetapi tetapi tanpa tanpa resistansi atau kapasitansi,, dan tidak kapasitansi tidak membor memboroska oskan n daya. daya. Sebuah Sebuah indukt induktor or pada pada kenyat kenyataany aanyaa merupakan merupakan gabungan gabungan dari induktansi, beberapa resistansi karena resistivitas kawat, dan beberap beberapaa kapasit kapasitansi ansi.. Pada Pada suatu suatu frekuen frekuensi, si, indukt induktor or dapat dapat menjadi menjadi sirkuit sirkuit resonansi karena kapasitas parasitnya. Selain memboroskan daya pada resistansi kawat, induktor berinti magnet juga memboroskan daya didalam inti karena efek histe histeres resis, is, dan dan pada pada arus arus ting tinggi gi mung mungki kin n meng mengala alami mi nonl nonline ineari arita tass kare karena na penjenuhan. penjenuhan. Sebuah Sebuah indukt induktor or biasany biasanyaa dikons dikonstru truksi ksi sebagai sebagai sebuah sebuah lilitan lilitan dari bahan bahan penghantar, penghantar, biasanya kawat tembaga, tembaga, digulung digulung pada inti magnet magnet berupa berupa udara atau bahan feromagnetik. feromagnetik. Bahan inti yang mempunyai mempunyai permeabilitas permeabilitas magnet 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 digunakan sebagai inti pada induktor induktor frekuensi frekuensi tingi, dikarenakan 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 dikonstruksi dengan dengan menggulung menggulung kawat tembaga tembaga email disekitar bahan inti dengan kaki-kali kawat terlukts keluar. Beberapa jenis menutup penuh gulungan kawat didalam material inti, dinamakan induktor terselubungi. Beberapa induktor mempun mempunyai yai inti yang yang dapat dapat diubah diubah letakny letaknya, a, yang yang memung memungkin kinkan kan penguba pengubahan han indukt induktansi ansi.. Indukt Induktor or yang yang diguna digunakan kan untuk untuk menaha menahan n frekue frekuensi nsi sangat sangat tinggi tinggi biasanya dibuat dengan melilitkan melilitkan tabung atau manik-manik manik-manik ferit pada kabel transmisi.
1
