Induksi Koil dan Cara Mengukur Nilai Induktansi Diri

Diposting pada

Koil Induksi

Pengertian induktansi

Koil Induksi. Induktansi adalah salah satu komponen elektronika yang cara kerjanya menahan perubahan arus yang mengalirinya, bahkan pada hanya sepotong pengantar yang lurus akan menghasilkan induktansi.

Koil Induksi
Koil Induksi

Induktor

Induktor bekerja menghasilkan emf dari induksi pada dirinya sendiri, hal ini terjadi karena adanya perubahan medan magnet. Di dalam suatu rangkaian listrik / elektronika, pada saat emf diinduksi di rangkaian yang sama dengan arus berubah, efek ini disebut self-induction, atau disebut juga back-emf karena polaritasnya berlawanan arah dengan tegangan masuk.

Pada saat induksi emf berada di dalam medan magnet yang sama, maka emf ini disebut mutual-induction. Dan proses induksi bolak balik inilah yang diterapkan pada tranformer, motor, relay dll. Induktansi diri adalah induktansi bolak balik yang dihasilkan pada satu rangkaian terisolasi.

Satuan untuk pengukuran induktansi adalah Henry (H), hasil penemuan dari Joseph Henry. Satuan lainnya adalah Weber per Ampere (1H=1Wb/A)

Hukum Lenz menyatakan bahwa : GGL induksi menghasilkan arus yang medan magnetnya berlawananarah dengan asal  perubahan fluks. Perubahan fluks akan menginduksi GGL yang menimbulkan arus di dalam kumparan, dan arus pada koil induksi ini membangkitkan medan magnet sendiri.

Jadi definisi induktansi adalah sebuah kumparan akan memiliki nilai induktansi 1 Henry ketika satu emf satu volt diinduksikan ke dalam kumparan merupakan arus yang mengalir melalui perubahan kumparan pada sebanyak satu ampere / detik.

Dengan kata lain, pada kumparan yang memiliki induktansi (L) satu Henry (1H) ketika arus yang mengalir melaluinya berubah pada satu ampere / detik (A/s) menginduksi tegangan satu volt (V) di dalamnya.

Perhitungan matematika untuk perubahan arus melewati kumparan persatuan waktu adalah:

di/dt (A/s)

Dimana:

  • di= perubahan arus (ampere)
  • dt= waktu yang dibutuhkan arus untuk berubah (detik)

Tegangan yang diinduksikan ke dalam koil (VL) dengan induktansi (L dalam satuan Henry) sebagai hasil dari perubahan arus ini, dinyatakan sebagai berikut:

VL= -L(di/dt)

Tanda negatif pada L menunjukkan tegangan koil induksi berlawanan dengan perubahan arus yang melalui kumparan per satuan waktu (di/dt).

Koil Induksi / Kumparan

L= (VL) / (di/dt)

L= 1volt/(1A/s)

L= 1 Henry

Dimana:

  • L= Induktansi (Henry)
  • VL= Tegangan koil / kumparan
  • di/dt= kecepatan perubahan arus (Ampere / s)

Induktansi sebenarnya adalah satuan resistansi induktor terhadap perubahan arus yang mengalir melalui rangkaian. Semakin besar nilai Henry, maka semakin rendah kecepatan perubahan arus.

Induktor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan energi dalam bentukmagnet. Induktor dibuat dari kawat / kabel / email yang berbentuk loop lilitan / kumparan. Dan jika jumlah loop pada lilitan diperbanyak, maka jumlah arus yang mengalir kumparan, fluks magnetik akan meningkat.

Jadi dengan menambah jumlah loop atau jumlah lilitan koil, maka akan meningkatkan induktansi koil tersebut.

Induktansi diri pada Koil Induksi / Kumparan / Lilitan (Self-Induction)

L= N(ᶲ/I)

Dimana:

  • L= dalam Henry
  • N= Jumlah lilitan
  • ᶲ= Fluks Magnetik
  • I= Arus dalam Ampere

Fluks dibagi arus yang mengalir. Rumus ini hanya berlaku pada material magnetik.

Contoh Perhitungan Induktansi

Sebuah induktor berinti udara memiliki 500 lilitan kawat tembaga yang menghasilkan fluks magnetiksebesar 10mWb pada saat dilewati arus DC 10 ampere.

Hitung, berapa induktansi diri dengan satuan mili Henry

Penyelesaian:

L= N (ᶲ/I)

L= 500 (001/10)

L= 500mH

Contoh Perhitungan Induktansi 2

Hitunglah nilai ggl induksi diri (self-induction) yang dihasilkan oleh lilitan yang sama setelah waktu 10mS.

Penyelesaian:

emf= L (di/dt)

emf= 0,5 (10/0,01)

emf= 500V

Koefisian induksi diri tergantung pada karakteristik rancangannya. Contohnya: ukuran, panjang,dan jumlah lekukan dll. Oleh karena itu, jenis induktor dengan koefisien induksi diri yang tinggi adalah dengan menggunakan inti permeabilitas tinggi juga dan menambah jumlah lilitan. Kemudian lilitan , fluks magnetik yang dihasilkan akan menjadi:

ᶲ= B.A

Dimana:

  • ᶲ=fluks magnetik
  • B= kerapatan fluks
  • A= area

Jika inti dari panjang kumparan (N) adalah inti udara, maka koil induksi magnetik di dalam inti dapat dihitung sebagai berikut:

B= µ0H

B= µ0((N.I) / l))

Maka:

L= N (ᶲ/I)

L= N [(B.A) / I]

L=N [(µ0.N.I) / l.I] A

Persamaan terakhirnya akan menjadi:

L= µ0 [(N2.A) / l)

Dimana:

  • L= Henry
  • µ0= Permeabilitas (4.π.10-7)
  • N= Jumlah lilitan
  • A= Inner Core Area (πr2) dalam m2
  • l= panjang koil dalam meter

Karena induktansi putaran adalah karena fluks magnet yang ada disekelilingnya, maka semakin kuat fluks magnetik untuk suatu nilai arus yang lebih tinggi akan menjadi induktansi. Jadi kumparan yang memiliki jumlah banyak lilitan akan memiliki nilai induktansi yang lebih tinggi daripada yang hanya memiliki sedikit lilitan.

Loading...
loading...
Gambar Gravatar
Saya bekerja di sebuah perusahaan Marine Service di Batam, aktivitas saya setiap hari selain melakukan kegiatan pokok di perusahaan juga menulis di blog, membangun web. Saya nge-blog sejak 2009 dan merupakan hobi sekaligus saya berbagi pengalaman.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.