Struktur dasar induktor adalah melilitkan kabel menjadi bentuk kumparan, yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi magnet dan menyimpannya di dalam induktor. Akumulasi energi magnet ditentukan oleh nilai induktansi induktor, dan satuan nilai induktansi adalah Henry (H).
2. Struktur dasar induktansi
Induktor paling dasar adalah induktor yang melilitkan kabel menjadi bentuk kumparan, dengan terminal eksternal di kedua ujung kabel. Dalam beberapa tahun terakhir, sebagian besar induktor dibuat dengan melilitkan kabel di sekitar inti magnet.
Nilai induktansi suatu induktor dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:
3. Simbol induktansi
jenis |
|
Induktor (tanpa inti magnet) |
|
Induktor (inti besi)
|
|
4.1 Tegangan DC
Seperti yang ditunjukkan pada diagram rangkaian, ketika sakelar ditutup dan tegangan DC diterapkan ke induktor, arus akan mengalir ke induktor. Ketika arus mengalir ke induktor (belitan), berkas magnet yang dihasilkan juga akan berubah, dan gaya gerak listrik (gaya gerak listrik terinduksi) akan dihasilkan pada induktor. Pada dasarnya induktor merupakan belitan yang terpisah, sehingga disebut “induktansi diri”. Gaya gerak listrik ini dihasilkan dalam arah yang berlawanan dengan arus, sehingga menghambat peningkatan arus. Sebaliknya, begitu saklar diputus dan arus mulai berkurang, induktor akan mencegah penurunan arus.
Arus (IL) mewakili situasi berikut: ketika saklar ditutup, arus akan mengalir keluar, tetapi karena adanya hambatan peningkatan arus gaya gerak listrik, arus akan meningkat pada waktu tertentu yang konstan. Setelah dinaikkan, akan bergantung pada komponen resistansi dan akan ada arus konstan yang mengalir. Begitu saklar dibuka, arus akan berkurang, namun akan menjadi nol pada konstanta waktu tertentu dengan cara yang sama.
Tegangan (VL) mewakili gaya gerak listrik induktor ketika saklar ditutup dan ketika saklar dibuka. Seperti terlihat pada rumus, laju perubahan antara gaya gerak listrik yang dihasilkan pada induktor dengan arus ( Δ I/ Δ t) Berbanding lurus.
Seperti yang ditunjukkan pada bentuk gelombang arus tadi, ketika sakelar ditutup, arus akan meningkat secara perlahan, sehingga gaya gerak listrik hanya akan naik hingga tegangan catu daya. Ketika saklar dimatikan, arus langsung terputus, mengakibatkan penurunan arus yang tajam dan peningkatan laju perubahan per satuan waktu dibandingkan ketika saklar dihidupkan, sehingga menghasilkan gaya gerak listrik yang lebih tinggi.
Selain itu, ketika saklar diputus, arus tidak langsung menjadi nol karena ada arus pelepasan yang mengalir melalui terminal-terminal saklar akibat tingginya tegangan yang dihasilkan oleh induktansi.
Alasan mengapa gaya gerak listrik yang begitu tinggi dapat dihasilkan adalah karena, seperti disebutkan di awal “yang disebut induktor”, induktor mampu mengubah energi listrik menjadi energi magnet dan menyimpannya di dalam induktor. Akumulasi energi dapat direpresentasikan dengan persamaan berikut, yang berbanding lurus dengan besarnya nilai induktansi.
Tegangan AC
Uraian di atas menjelaskan bahwa besarnya gaya gerak listrik yang ditimbulkan pada induktor berbanding lurus dengan laju perubahan arus yang mengalir pada induktor, yang juga sama pada bentuk gelombang AC.
(1) Pertama, ketika arus naik dari nol, laju perubahan arus menjadi maksimal, sehingga terjadi peningkatan tegangan. Namun, tegangan melambat seiring dengan naiknya arus, dan pada titik ketika arus mencapai maksimum (laju perubahan arus adalah nol), tegangan menjadi nol.
(2) Ketika arus mulai berkurang dari nilai maksimumnya, tegangan negatif dihasilkan, dan ketika arus mencapai nol (laju perubahan arus maksimum), tegangannya paling rendah.
Untuk area (3) dan (4), situasi yang sama juga berlaku.
Jika diperhatikan bentuk gelombang arus dan tegangan, jika bentuk gelombang arus adalah gelombang sinus, maka bentuk gelombang tegangan juga merupakan gelombang sinus. Selain itu, dapat diperjelas bahwa bentuk gelombang arus menyimpang 1/4 siklus dibandingkan dengan bentuk gelombang tegangan (fase lag arus adalah 90°).
Menanggapi perubahan arus yang besar maka akan timbul tegangan yang semakin besar, dan dapat juga dipahami bahwa semakin tinggi laju perubahan arus maka semakin tinggi pula kenaikan tegangan pada frekuensi tinggi.
Namun tegangan sebenarnya dari induktor sama dengan tegangan catu daya AC. Oleh karena itu, jika kita menganggap tegangan sebagai acuan, dapat dikatakan bahwa arus yang mengalir melaluinya berkurang ketika frekuensi meningkat pada tegangan konstan.
Artinya, semakin tinggi frekuensi selama komunikasi, semakin sulit arus mengalir, dan induktor bertindak seperti resistor.
Kami menyebutnya induktansi kumparan (Ω). Impedansi dan arus yang mengalir dapat direpresentasikan dengan persamaan berikut.
tag :
pindai ke wechat:everexceed