INDUKSI INDUKTANSI Sifat sebuah rangkaian listrik atau komponen

INDUKSI

INDUKTANSI Sifat sebuah rangkaian listrik atau komponen yang menyebabkan timbulnya ggl di dalam rangkaian sebagai akibat perubahan arus yang melewati rangkaian (self inductance) atau akibat perubahan arus yang melewati rangkaian tetangga yang dihubungkan secara magnetis (induktansi bersama atau mutual inductance) disebut dengan Induktansi.

Apabila sebuah kumparan dialiri arus, di dalam kumparan tersebut akan timbul medan magnetik. Selanjutnya, apabila arus yang mengalir besarnya berubah terhadap waktu, akan menghasilkan fluks magnetik yang berubah terhadap waktu. Perubahan fluks magnetik ini dapat menginduksi rangkaian itu sendiri, sehingga di dalamnya timbul ggl induksi.

Fluks magnetik menyatakan jumlah garis gaya yang menembus permukaan dalam arah tegak lurus. Fluks magnetik diperoleh dengan melakukan integrasi dari produk skalar antara vektor medan magnetik dengan vektor elemen luas.

Rumus Φ = Fluks magnetik (Wb) B = Medan magnetik (Wb/m 2) A = Luas penampang (m 2) θ = Sudut antara arah medan magnetik (B) dengan arah normal bidang (N)

Hukum Induksi Faraday “Apabila terjadi perubahan dalam suatu loops maka dihasilkan gaya gerak listrik (tegangan listrik) induksi yang berbanding lurus dengan laju perubahan fluks”.

ε = Ggl induksi (volt) N = Jumlah lilitan dΦ = Fluks magnetik (Weber atau Wb) dt = Perubahan waktu (sekon)

Besarnya GGL Besarnya ggl yang dihasilkan bergantung pada berapa cepat perubahan fluks berlangsung, bukan bergantung pada berapa nilai fluks saat itu. Juga makin banyak lilitan pada kumparan makin besar ggl indukasi yang dihasilkan.

Hal-hal yang mengubah fluks Arus induksi muncul bila adanya perubahan fluks. Hal-hal yang dapat mengubah fluks diantaranya : • Perubahan medan magnetik dalam kumparan • Perubahan luas kumparan atau bagian kumparan yang dilalui medan magnetik • Perubahan sudut antara arah normal kumparan dan arah medan magnetik

Peragaan Hukum induksi Faraday

Hukum Lenz “Arah arus induksi dalam suatu kumparan adalah sedemikian rupa sehingga medan magnet yang dihasilkan arus tersebut melawan perubahan fluks penyebabnya. ”

Sifat-sifat Induksi • Induksi Diri • Induksi Bersama

Induksi Diri Sifat dari rangkaian elektronika yang menyebabkan timbulnya potensial listrik secara proporsional terhadap arus yang mengalir pada rangkaian tersebut

Rumus

Induksi Diri Sebuah Kumparan Perubahan arus dalam kumparan ditentukan oleh perubahan fluks magnetik 0 dalam kumparan. Besarnya induksi diri dari suatu kumparan ialah:

Induktansi diri Solenoida dan Toroida Besarnya induktansi solenoida dan toroida dapat kita ketahui dengan menggunakan persamaan berikut:

Induksi Bersama Sifat dari rangkaian elektronika yang potensial listrik dalam suatu rangkaian ditimbulkan oleh perubahan arus dari rangkaian lain.

Definisi induktansi bersama dapat dilihat dari persamaan berikut: N 2ϕ 2 ialah banyaknya tautan fluksi dengan kumparan 2. Jika bahan feromagnetik tidak ada, maka fluks ϕ 2 berbanding langsung dengan arus I dan induktansi mutualnya konstan, tak bergantung pada I 1

Jika arus tersebut berubah terhadap waktu.

Kita dapat membangkitkan medan magnet di sekeliling penghantar dengan adanya aliran arus dalam penghantar tersebut. Medan magnet akan meningkat jika arus yang mengalir meningkat dan jika arus mengecil maka medan magnet pun mengecil.

Pada waktu arus meningkat, akan dibangkitkan medan magnet yang meluas. Arah arus yang diinduksikan itu berlawanan dengan arah arus yang menginduksikan, disebut dengan induksi timbal balik (mutual induction). Tetapi ketika arus yang menginduksikan menurun, maka arah arus yang diinduksikan itu sama dengan arah dari arus yang menginduksikan.

Ggl yang dibangkitkan akan menjadi lebih kuat bila dua kumparan itu dililitkan pada inti besi. Sedangkan penginduksian yang lebih baik, pada satu inti besi yang sama.

Karena fluks berbanding lurus dengan kumparan 1, maka ε 2 harus sebanding dengan laju perubahan arus pada kumparan 1. Jika perubahan arus kumparan 2 menginduksi ggl pada kumparan 1, maka konstanta pembanding akan bernilai sama. Nilai M tergantung pada ukuran kumparan, jumlah lilitan, dan jarak pisahnya.

Keterangan ε adalah GGL Induksi (Volt) ∆I/ ∆t = Perubahan kuat arus (ampere/detik)

Hubungan induktansi dan kapasitansi Induktansi per satuan panjang L' dan kapasitansi per satuan panjang C' saling berhubungan dalam beberapa kasus jalur transmisi yang terdiri dari dua konduktor sempurna yang saling sejajar.

Lanjut Disini ε dan µ mewakili konstanta dielektik dan konstanta permeabilitas magnetik milik konduktor yang digunakan. Dalam hal ini tidak ada arus listrik dan medan magnet di dalam konduktor (efek kulit murni, frekuensi tinggi). Arus mengalir dari satu jalur menuju jalur yang lain. Kecepatan propagasi sinyal sejalan dengan kecepatan propagasi gelombang elektromagnetik.

Soal 1 Sebuah kumparan mempunyai induktansi diri 2, 5 H. Kumparan tersebut dialiri arus searah yang besarnya 50 m. A. Berapakah besar ggl induksi diri kumparan apabila dalam selang waktu 0, 4 sekon kuat arus menjadi nol?

Jawaban 1 Diketahui: L = 2, 5 H Δt = 0, 4 s I 1 = 50 m. A = 5 × 10 -2 A I 2 = 0 Ditanya: ε = … ? Jawab :

Soal 2 Sebuah induktor mempunyai induktansi L = 30 m. H. Dialiri arus yang berubah terhadap waktu menurut I (t) = (5 – t 2) A. a. Tentukan besar ggl insuksi yang timbul pada induktor saat t = 2 s b. Tentukan juga energi magnetik yang tersimpan dalam induktor pada saat tersebut!

Jawaban 2 Besar ggl induksi yang timbul saat t = 2 s

Energi magnetik yang tersimpan dalam induktor

Soal 3 Sebuah induktor terbuat dari kumparan kawat dengan 50 lilitan. Panjang kumparan 5 cm dengan luas penampang 1 cm 2. Hitunglah: a. induktansi induktor b. energi yang tersimpan dalam induktor bila kuat arus yang mengalir 2 A!

Jawab 3 Diketahui: N = 50 lilitan l = 5 cm = 5 × 10 -2 m A = 1 cm 2 = 10 -4 m 2 Ditanyakan: a. L = … ? b. U jika I = 2 A … ?

Daftar Pustak • https: //id. wikipedia. org/wiki/Induktansi • http: //www. myrightspot. com/2017/03/induktansi-diridan-induktansi-silang. html • http: //www. nafiun. com/2014/06/pengertianinduktansi-diri-dan-induktansi-bersama-contoh-soalinduktor-jawaban-gaya-gerak-listrik-ggl-kumparansolenoida-toroida-energi-penerapan. html • https: //physicsranggaagung. wordpress. com/2017/06/ 26/induktansi/ • http: //putrajagadphysics. blogspot. co. id/2009/12/induktansi. html