Laporan Praktikum 4 PENGARUH FREKUENSI T

(1)

PRAKTIKUM IV

PENGARUH FREKUENSI TERHADAP INDUKTOR

YANG DIALIRI ARUS AC

1. TUJUAN

Untuk mempelajari pengaruh frekuensi dan melihat bentuk gelombang keluaran akibat pengaruh frekuensi terhadap induktor yang dialiri arus AC.

2. ALAT DAN BAHAN

Electromagnetism Trainer 12-100 Osiloskop 2 channel

Milliammeter, 0-10 mA AC

Function Generator 4-16 kHz, 20 V pk-pk sine

3. DASAR TEORI

(2)

Sebelum lebih jauh membahas tentang pengaruh frekuensi terhadap induktor mari kita mengingat terlebih dahulu rumus dari suatu impedansi. Nilai impedansi dapat dihitung dengan rumus :

|

Z

|=

V

rms

I

_rms

Impedansi seperti yang kita ketahui terdiri dari nilai resistor, inductor dan kapasitor, sering kali kita kenal dengan R, X L dan X C _{. Dalam praktikum ini}

lebih kita tekankan pada nilai X L atau nilai induktansi dari sebuah inductor.

Induktansi dapat digolongkan seperti padapenjelasan berikut : a. Induktansi diri

Induktansi diri merupakan suatu besaran yang menyatakan kemampuan membangkitkan ggl akibat arus yang berubah terhadap waktu. Sedangkan insduktansi diri merupakan induktansi yang dihasilkan oleh arus kumparan menginduksi kumparan itu sendiri. Dasar teori medan elektromagnetik dari induktansi merupakan akibat dari persamaan Maxwell mengenai hukum ggl induksi Faraday. Persamaan maxwell tersebut adalah sebagai berikut.

(3)

ε : ggl induksi yang muncul pada induktor (Volt) L : induktansi diri (H)

I : arus pada induktor (A)

Komponen atau benda yang memiliki induktansi diri disebut induktor. Induktor layaknya seperti sebuah kapasitor, sama-sama menyimpan energi. Hanya saja induktor menyimpan energi dalam bentuk medan magnet sedangkan kapasitor menyimpan dalam bentuk medan listrik.

b. Induktansi murni yang dicatu tegangan bolak-balik sinusoidal

Sebuah induktor apabila dicatu dengan tegangan bolak-balik sinusoidal maka akan mengalir arus yang tertinggal sebesar 900_{terhadap tegangan. Arus yang terjadi} merupakan arus bolak-balik. Rangkaian ini disebut rangkaian induktif murni. Penyimpanan energi dan pelepasan energi dalam medan magnet pada induktor terjadi secara periodik.

Tegangan sinusoidal dapat dituliskan sebagai berikut

Bila tegangan ini mencatu induktor maka dapat dituliskan sebagai berikut

(4)

c. Rangkaian induktor dan resistor yang dicatu tegangan bolak-balik sinusoidal Apabila induktor dan resistor disusun secara seri dan dicatu dengan tegangan bolak-balik sinusoidal maka persamaannya dapat dituliskan sebagai berikut.

Sehingga arus yang dihasilkannya adalah sebagai berikut

Sedangkan tegangan jatuh pada induktor dapat diturunkan dari persamaan arus dengan hubungannya dengan ggl seperti pada persamaan sebelumnya

Bila dinyatakan dalam tegangan efektif

Dimana

f adalah frekuensi tegangan masukan

(5)

Frekuensi adalah ukuran jumlah putaran ulang per peristiwa dalam selang

waktu yang diberikan. Untuk memperhitungkan frekuensi, seseorang menetapkan jarak waktu, menghitung jumlah kejadian peristiwa, dan membagi hitungan ini dengan panjang jarak waktu. Hasil perhitungan ini dinyatakan dalam satuan hertz

(Hz) yaitu nama pakar fisika Jerman Heinrich Rudolf Hertz yang menemukan fenomena ini pertama kali. Frekuensi sebesar 1 Hz menyatakan peristiwa yang terjadi satu kali per detik. Secara alternatif, seseorang bisa mengukur waktu antara dua buah kejadian/ peristiwa (dan menyebutnya sebagai periode), lalu memperhitungkan frekuensi (f ) sebagai hasil kebalikan dari periode (T ), seperti nampak dari rumus di bawah ini :

Arus Bolak-Balik pada Induktor

Bilamana sebuah induktor dialiri arus bolak-balik, maka pada induktortersebut akan timbul reaktansi induktif resistansi semu atau disebut jugadengan istilah reaktansi induktansi dengan notasi XL. Besarnya nilai reaktansi induktif tergantung dari besarnya nilai induktansi induktor L(Henry) dan frekuensi (Hz) arus bolak-balik. Gambar dibawah ini memperlihatkanhubungan antara reaktansi induktif terhadap frekuensi arus bolak-balik

(6)

Besarnya reaktansi induktif berbanding langsung dengan perubahan frekuensi dan nilai induktansi induktor, semakin besar frekuensi arus bolak-balik dan semakin besar nilai induktor, maka semakin besar nilai reaktansi induktif XL pada induktor sebaliknya semakin kecil frekuensi arus bolak-balik dan semakin kecil nilai dari induktansinya, maka semakin kecil nilai reaktansi induktif XL pada induktor tersebut. Hubungan ini dapat ditulis seperti persamaan berikut :

4. PROSEDUR PERCOBAAN

1. Periksalah kelayakan dan kelengkapan alat sebelum menggunakan alat-alat tesebut untuk praktikum.

(7)

3. Setelah jumper telah selesai dirangkai diatas ET 12-100, maka pastikan kembali apakah rangkain yang dipasang dalam keadaan benar.

4. Hidupkan osiloskop dengan menggunakan channel yang berfungsi dengan baik untuk melihat hasil bentuk gelombang. Letakkan pengait (steak) dan jumper osiloskop ke posisi sesuai dengan gambar.

5. Lakukan hal yang sama terhadap Function Generator 4-16 kHz, 20 V pk-pk sine. Setelah rangkain sudah benar, maka alat bisa dihidupkan secara bersama. 6. Kemudian aturlah Vpk-pk di Function Generator 4-16 kHz, 20 V pk-pk sine

sesuai dengan nilai yang telah ditentukan pada tabel dibawah ini.

7. Lakukan pengamatan terhadap bentuk gelombang yang didapat pada osiloskop dan lihat apa pengaruh yang terjadi selama frekuensi yang yang digunakan berbeda-beda.

(8)

Gambar 4.1. Diagram Rangkaian

DASAR TEORI TAMBAHAN

(9)

induktor L (Henry) dan frekuensi (Hz) arus bolak-balik (AC). Gambar berikut memperlihatkan hubungan antara reaktansi induktif terhadap frekuensi arus bolak-balik. Hubungan Reaktansi Induktif Terhadap Frekuensi

Besarnya reaktansi induktif berbanding langsung dengan perubahan frekuensi dan nilai induktansi induktor, semakin besar frekuensi arus bolak-balik dan semakin besar nilai induktor, maka semakin besar nilai reaktansi induktif XL pada induktor sebaliknya semakin kecil frekuensi arus bolak-balik dan semakin kecil nilai dari induktansinya, maka semakin kecil nilai reaktansi induktif XL pada induktor tersebut.Hubungan ini dapat ditulis seperti persamaan berikut,

dimana: XL = reaktansi induktif (resistansi semu) induktor dalam (Ω) f = frekuensi arus bolak-balik dalam (Hz)

(10)

Pada rangkaian arus bolak-balik mempunyai reaktansi induktif (resistansi semu) sebesar 2,5 kΩ pada frekuensi 1000 Hz. Tentukan besarnya induktansi dari induktor tersebut. Penyelesaian:

Perbedaan sudut fasa antara arus (i) dan tegangan (v) pada induktor sebesar 900 berada pada kuadran 1 (tegangan mendahului 900 terhadap arus). Gambar dibawah memperlihatkan hubungan arus-tegangan bolak-balik pada induktor, dimana arus pada saat t0 tertinggal 900 terhadap tegangan.

Hubungan Arus Dan Tegangan Pada Induktor

Dari grafik analisa arus bolak-balik (AC) pada induktor diatas terlihat bahwa tegangan AC (v) yang dilewatkan pada suatu induktor mendahului (leading) 900 dari pada arus AC (i) yang dilewatkan pada sebuah induktor (L). KOndisi ini berkebalikan dengan karakteristik arus listrik bolak-balik (AC) yang diberikan pada sebuah kapasitor. Semoga artikel “Analisa Arus AC Pada Induktor” yang sedikit ini dapat memberikan informasi dan manfaat.

(11)

http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/analisa-arus-ac-pada-induktor/)

PENGERTIAN INDUKTOR

Induktor atau sering disebut juga koil atau kumparan adalah komponen pasif yang terbuat dari konduktor yang berbentuk lilitan kawat dalam sebuah inti pusat. Disebabkan oleh hukum induksi farady, Jika induktor dialiri arus listrik maka akan timbul medan magnet di sekitar induktor dan efek dari medan magnet tersebut dinamakan induktansi, nilai induktansi sebuah induktor tergantung dari jumlah lilitan kawat, jarak antar lilitan, besar inti pusat dll. Inti pusat dari sebuah induktor bisa berupa batang besi padat, inti udara, atau inti ferit lunak dan inti yang berbentuk cincin (teroida).

(12)

Namun sifat induktor kebalikan dari sifat kapasitor dimana induktor bersifat menahan arus ac dan melewatkan arus dc. Lambang dari induktor sering ditulis sebagai "L" dan satuan besaran nilai induktor adalah henry (H), namun karena ukuran ini terlalu besar nilainya, maka ukuran induktor di pecah menjadi satuan yang lebih kecil yaitu :

 mikroHenry (µH) = 0,000001H

 miliHenry (mH) = 0,001H

Jenis dan Simbol Induktor

Jenis induktor tergantung dari bahan material yang dipakai sebagai koker / inti pusat. Dibawah ini adalah contoh gambar dan simbol dari jenis-jenis induktor:

(13)

Simbol Induktor

 induktor inti udara (air core induktor)

adalah jenis induktor tanpa material bahan magnetik dalam kumparannya, jenis induktor ini biasanya digunakan untuk aplikasi rangkaian RF karena bebas dari kerugian energi permeabilitas udara rendah, sehingga memiliki induktansi yang lebih kecil dari bahan inti pusat magnetik lainnya.

 induktor inti ferit (ferit core induktor)

Induktor inti ferit adalah jenis yang banyak digunakan, Inti ferit ini terbuat dari material keramik yang non konduktif, memiliki arus eddy dan histeristis lebih kecil sehingga banyak digunakan pada aplikasi rangkaian frekuensi tinggi

 induktor inti besi (iron core induktor)

jenis induktor yang inti pusatnya terbuat dari besi, induktor jenis ini banyak digunakan intuk aplikasi rangkaian dengan daya tinggi dan induktansi tinggi. tapi untuk aplikasi frekuensi dibatasi oleh arus eddy dan histerystis.

 induktor inti besi laminasi (laminated core induktor)

inti induktor ini terbuat dari susunan lembaran baja tipis yang terlaminasi. antar lapisan baja tipis ditempelkan secara kuat agar terbentuk inti yang padat, dan dipisahkan oleh lapisan isolasi untuk mengcegah arus eddy.

(14)

induktor ini berbentuk melingkar seperti cincin, memiliki induktansi dan faktor Q yang tinggi, induktor ini banyak digunakan pada rangkaian power dan switching.

Fungsi dan aplikasi rangkaian induktor

dilihat dari cara kerja maka induktor dapat difungsikan sebagai berikut : 1. sebagai filter noise dari frekuensi yang tidak diinginkan

2. pembangkit frekuensi pada rangkaian oscilator.

Dan rangkaian induktor banyak diaplikasikan sebagai : 1. motor listrik

7. koil pengapian pada mesin, dll

(dikutip dari http://bagi-ilmu-elektronika.blogspot.co.id/2015/02/pengertian-induktor.html)

REAKTANSI INDUKTIF PADA RANGKAIAN AC Reaktansi Induktif

(15)

induksi atau nilai back emf (ggl). Juga arus pada koil terus meningkat hingga mencapai kondisi steady state setelah lima konstanta waktu. dan arus maksimum yang mengalir pada koil dibatasi oleh bagian resistif dari gulungan koil, maka rasio tegangan dan arus ditentukan oleh hukum ohm seperti pada resistor I=V/R.

Namun ketika sebuah induktor di lalui arus AC, perilaku aliran arus sangat berbeda dengan tegangan DC. sinyal AC yang di berikan ke induktor menghasilkan perbedaan phasa 90° antara tegangan dan arus. perlawanan arus AC pada koil tidak hanya tergantung pada induktansi dari koil tetapi juga frekuensi gelombang AC.

Perlawanan aliran arus AC yang mengalir pada koil ditentukan oleh resistansi AC dan dikenal dengan impedansi (Z), tapi karena istilah resistansi sering di kaitkan dengan rangkaian DC, maka untuk membedakan resistansi AC dari resistansi DC digunakan istilah yang umum digunakan yaitu Reaktansi dengan simbol "X" untuk membedakan dari nilai resistif murni. dan untuk membedakan simbol dari reaktansi pada kapasitor yaitu"XC" maka reaktansi pada induktor diberi simbol "XL"..

Induktor Pada Rangkaian AC

Arus AC yang mengalir pada sebuah induktor berbeda dengan arus yang mengalir pada kapasitor dimana pada kapasitor arus mendahului tegangan dengan 90° sedangkan pada induktor arus tertinggal 90° dari tegangan.

(16)

AC menyilang pada level puncak tegangan maksimum atau minimum. aliran arus pada posisi ini dapat di gambarkan sebagai berikut :

Dari gambar diatas dapat dijelaskan bahwa untuk rangkaian AC induktip murni arus tertinggal 90° dari tegangan, atau dengan kata lain tegangan mendahului arus sebesar 90°. ekpresi umum untuk kondisi arus terhadap tegangan juga diperjelas oleh diagram vektor sebagai berikut :

Rumus Reaktansi Induktif

(17)

dan tegangan dalam rangkaian induktif akan menghasilkan persamaan yang mendefinisikan Reaktansi Induktif (XL) dari koil sebagai berikut :

XL = VL/IL = 2.π.f.L dimana:

XL = reaktansi induktif (Ω), VL = tegangan (V), IL = arus (A), L = induktasni (H), f = frekuensi (Hertz)

Dari persamaan diatas dapat dilihat bahwa jika salah satu nilai frekuensi atau nilai induktansi meningkat maka nilai reaktansi induktif juga akan meningkat, bertindak seperti rangkaian terbuka. Namun untuk frekuensi yang mendekati nol misal pada tegangan DC maka reaktansi induktif juga akan turun ke nol bertindak seperti sirkuit pendek (short circuit). ini berarti bahwa reaktansi induktif "proporsional" terhadap frekuensi. yang ditunjukan seperti pada grafik dibawah ini :

(dikutip dari : http://bagi-ilmu-elektronika.blogspot.co.id/2015/03/reaktansi-induktif-pada-rangkaian-ac.html)

(18)

a. Induktor

 Adalah kumparan kawat yang dililitkan pada inti besi Induktor

 Suatu induktor idealnya memiliki hambatan kawat nol.

 Hambatan induktor muncul jika induktor dialiri arus bolak balik.

 Saat induktor dialiri listrik bolak balik, terjadi perubahan fluk magnetik dalam kumparannya.

 Menurut Lenz, perubahan fluk magnetik menimbulkan GGL induksi yang melawan arus semula. Arus inilah yang menghambat arus yang datang, sehingga muncul hambatan pada induktor.

(19)

ketinggalan 90o_{terhadap tegangannya (tegangan mendahului} arus)

RUMUS :

L =Induktansi diri

Keterangan :

Tanda (-) menunjukkan bahwa GGL induksi melawan perubahan kenaikan arus.

Induktor dalam rangkaian AC

ε

_L

=−

L

ΔI

(20)

Rangkaian Arus bolak balik yang terdiri dari sebuah induktor dan sumber listrik bolak balik

Grafik sinusoidal

Grafik fasor

RUMUS :

VI = Vm . sin

ω

t

IL = Im sin (

ω

t – 90o)

(21)

Im =

Berbeda dengan resistor, reaktansi induktif besarnya tergantung pada frekuensi RUMUS :

(22)

V (v) f (Hz) Iterukur (A) Zterukur (Ω) Zterhitung (Ω)

 Pada frekuensi 12 Hz dan Induktor 1.4 H

(23)

9 v 0,04527 A 198,8071 Ω

Z_{ter h itung}=2.Π . f . L=2. 3,14.10.1,4=87,92Ω

Z_terukur= V

I =

5v

(24)

Z_terukur= V

(25)

Z_terukur= V I_terukur=

9v

0,04377A=205,6202Ω

Z_terhitung=2.Π . f . L=2. 3,14.14 .1,4=123,0888Ω

Z_terhitung=2.Π . f . L=2. 3,14.16 .1,4=140,672Ω

Z_terukur= V

I =

5v

(26)

(27)

(28)

jauh, karena dari rumus Zterhitung dan rumus Zterukur sudah berbeda. Nilai Zterukur yang didapatkan sesuai dengan data yang dipraktikkan, sedangkan nilai Zterhitung yang didapatkan secara tertulis dan pada kenyataannya nilai kedua Z tersebut berbeda.

8. KESIMPULAN

1. Semakin besar nilai frekuensi dan induktor, maka akan semakin besar pula nilai Zterhitung yang didapatkan. Begitu sebaliknya

(29)

3. Jika tegangan tetap dan nilai Iterukur semakin kecil, maka akan semakin besar nilai Zterukur yang didapatkan. Begitu sebaliknya

4. Dengan tegangan yang sama dan nilai frekuensi semakin besar, maka nilai Iterukur yang didapat akan semakin kecil.

5. Jika fekuensi semakin besar atau semakin kecil, maka nilai Iterukur belum tentu semakin besar atau semakin kecil pula, karena tergantung tegangan maksimum yang didapat.

6. Semakin besar atau kecil nya nilai Induktor yang diberikan, maka akan berpengaruh terhadap nilai Iterukur yang didapat.

7. Semakin besar nilai tegangan dan nilai frekuensi yang tetap, maka akan semakin besar pula nilai Iterukur yang didapat.

(30)

3. Gambarkan induktor secara manual lengkap dengan sumber AC, arah arus AC, medan magnet dan fluksnya serta tentukan dimana kutub utara dan kutub selatan pada inti besi nya?

4. Apa yang dimaksud dengan reluktansi, fluks bcoro, dan ampereturn?

5. Diketahui seutas kawat dengan spesifikasi resistansinya 2x10-7_{Ωm. Panjang} 500 m. luas penampang 250 mm2_{. Kemudian kawat tersebut dibuat menjadi} induktor dengan XL = 10 Ω. Tentukan impedansi kawat ?

Jawab :

1. Kalau ditanya MENGAPA, agak miris juga menjawabnya.

INGAT bahwa kita ini negara berkembang, merdeka 1945, setelah 350 tahun dijajah Belanda, tambah 3.5 tahun oleh Jepang.

Kita TIDAK menciptakan melainkan hanya meneruskan menggunakan tehnologi perlistrikan yg sudah ada.

Saat mulai mengenal listrik, semuanya 110 V 50 Hz (Jepang sampai sekarang masih 110 V 50 Hz).

Pergantian menjadi 220 V adalah karena faktor ekonomi. PLN sangat berhemat dengan merubah 110 menjadi 220.

Pada saat itu, tanpa merubah jaringan yg sudah ada, daya bisa di 2x lipatkan.

Memang yg dirugikan pada saat itu adalah konsumen, harus menambah trafo, merubah segala sesuatunya agar sesuai untuk 220 V. Satu hal lagi yg penting, adalah harus ada Ground (Arde).

Namun semua itu adalah karena Negara kita ini yg sangat luas, berbentuk kepulauan,pembangunan tidak merata, memerlukan jaringan distribusi yg sangat panjang.

(31)

ada 50 Hz, bisa saja kalau negara kita begitu kaya rayanya & tidak dikorup, kita ganti semua dengan yg baru 60 Hz.

Buat konsumen ini lebih baik, karena akan lebih halus gelombang nya, lampu pijar akan lebih tenang, gambar TV akan lebih halus (sekarang sudah keluar TV yg merubah freq gambar menjadi 100 ~ 200 Hz.)

Kalau Freq nya lebih kecil (misalkan 25), maka mata kita akan mampu melihat lampu pijar berkedip 25 kali per detik.

(dikutip dari : https://id.answers.yahoo.com/question/index? qid=20101124103533AAiEgfK)

Frekuensi secara umum dapat diartikan sebagai jumlah kemunculan suatu kejadian yang berulang pada suatu jangka waktu tertentu. Frekuensi didefinisikan sebagai jumlah periode gelombang yang terjadi selama 1 detik. Mengacu pada SI, satuan frekuensi adalah Hertz yaitu jumlah siklus per detik. Nama ini diberikan sebagai penghargaan kepada Heinrich R. Hertz atas kontribusinya pada bidang gelombang elektromagnetik.

(32)

itu listrik masih bersifat lokal, tidak ada transmisi jarak jauh, tidak ada interkoneksi, dan beban utama adalah penerangan. Akibatnya adalah muncul bermacam-macam frekuensi listrik yang beroperasi tergantung pada perusahaan penyedia generator pada pusat pembangkit lokal.Di Amerika Utara, Westinghouse memilih mengoperasikan generator buatannya pada 133 Hz, sementara Thompson-Houston (sebelum nanti namanya berubah menjadi General Electric) menggunakan generator yang beroperasi menghasilkan 125 Hz. Di Britania Raya, frekuensi sistem bervariasi mulai dari 83 Hz hingga 133 Hz. Frekuensi yang beroperasi di eropa daratan juga bervariasi mulai dari 30 Hz hingga 70 Hz. AEG dari Jerman menggunakan frekuensi 40 Hz untuk mentransmisikan listrik sejauh 175 km ke Frankfurt, MFO dari Swiss menggunakan frekuensi 50 Hz untuk mentransmisikan listrik ke pabriknya, sementara Ganz dari Hungaria menggunakan 42 Hz untuk melayani konsumen beban penerangannya.Begitu banyaknya frekuensi yang muncul menawarkan kelebihan dan kekurangan masing-masing, disamping juga mengakibatkan kebingungan tersendiri. Beberapa hal yang menjadi pertimbangan untuk mendapatkan frekuensi yang paling tepat, sesuai dengan teknologi dan karakteristik sistem tenaga listrik jaman tersebut, diantaranya:

1. Frekuensi yang tinggi dengan pertimbangan transformator Semakin tinggi frekuensi operasi maka ukuran transformator akan semakin kecil. Keuntungan menggunakan frekuensi yang lebih tinggi adalah biaya produksi transformator akan bisa menjadi lebih murah.

(33)

Generator-generator pada masa tersebut umumnya diputar dengan menggunakan sabuk yang terhubung ke turbin, seperti pada generator Westinghouse yang menghasilkan frekuensi 133 Hz. Perkembangan selanjutnya adalah menghubungkan langsung turbin dengan generator pada 1 sumbu, namun dengan teknologi pada masa itu hanya bisa apabila putaran generator-turbin cukup rendah, artinya frekuensi listrik yang dihasilkan juga rendah.

3. Frekuensi dengan pertimbangan lampu penerangan

Beban utama yang dilayani sistem tenaga listrik pada saat itu adalah beban penerangan. Beban penerangan menuntut frekuensi sistem yang tidak rendah, karena akan mengakibatkan lampu yang berkedip-kedip. Frekuensi sistem harus tinggi supaya kedip pada lampu tidak lagi terasa oleh mata manusia.

4. Perkembangan teknologi motor listrik

(34)

saja kita harus menyediakan sistem tenaga yang sesuai dengan spesifikasi frekuensi motor tersebut.

Kompromi menjadi jalan tengah untuk mendapatkan frekuensi terbaik dari sekian banyak persyaratan yang saling berlawanan tersebut. Angka kompromi yang muncul pada masa itu adalah frekuensi pada kisaran 50 – 60 Hz. Angka tersebut cukup rendah untuk teknologi pembangkitan, cukup tinggi untuk mendapatkan transformator yang sesuai, dan cukup tinggi supaya kedip pada lampu penerangan tidak terasa.

Tidak cukup jelas alasan mengapa pada akhirnya sistem tenaga listrik Eropa berkembang dengan menggunakan 50 Hz, sedangkan sistem tenaga listrik di Amerika Utara berkembang dengan menggunakan 60 Hz. Kembali pada faktor produsen generator pada masa tersebut, selain itu sudah dimulainya interkoneksi antar daerah yang bertetangga. Apabila suatu daerah ingin digabungkan melalui interkoneksi, frekuensi yang dipilih harus sama dengan frekuensi yang sudah ada sebelumnya yaitu 50 Hz atau 60 Hz.

(35)

Peta pemakaian jenis frekuensi di dunia (www.cites.illinois.edu)

Perdebatan lebih bagus mana 50 Hz atau 60 Hz akan selalu ada, dan tidak akan pernah selesai. Para pengguna 60 Hz akan mengatakan bahwa sistem 50 Hz tidak seefisien 60 Hz pada penyaluran daya, transformator 50 Hz membutuhkan belitan yang lebih besar, generator 50 Hz berputar lebih lambat sehingga tidak seefektif generator 60 Hz. Di sisi lain, para pengguna 50 Hz akan mengatakan bahwa rugi-rugi pada transformator 60 Hz akan lebih besar karena ada rugi-rugi yang tergantung frekuensi operasi, frekuensi yang lebih tinggi akan membatasi ukuran konduktor pada transmisi tegangan tinggi. Padahal, apabila kita lihat kembali sekian banyak frekuensi yang pernah muncul pada awal-awal perkembangan listrik, baik 50 Hz atau 60 Hz relatif sama saja dibandingkan dengan frekuensi rendah 25 Hz ataupun frekuensi tinggi 133 Hz yang pernah muncul dan beroperasi.

(36)

Amerika Utara. Jepang adalah kasus khusus karena menjadi negara yang memiliki dua sistem frekuensi 50 Hz dan 60 Hz sekaligus.

(dikutip dari : https://konversi.wordpress.com/2011/12/10/antara-50-hz-dan-60-hz/)

2. Induksi Diri (Self Inductance) sebuah induktor

Induktor menghasilkan induksi dengan cara membangkitkan induksi emf (electro magnetic force) di dalam induktor itu sendiri akibat dari adanya perubahan medan magnet. Di dalam rangkaian elektronika, ketika terjadi induksi emf di dalam rangkaian, maka akan terjadi perubahan arus listrik yang disebut induksi diri, Induksi diri induktor sering disebut emf (tegangan) balik. Tegangan balik induktor ini memiliki arah yang berlawanan.

Induksi diri dapat ditulis secara matematik :

Di mana L adalah induksi diri (Henry), N : banyaknya lilitan, Φ : fluk medan magnet (Weber) dan i adalah kuat arus listrik (A). Persamaan ini berlaku hanya untuk induktor dengan 1 lapisan lilitan kawat.

Fluk medan magnet adalah kerapatan medan magnet yang dapat dinyatakan :

(37)

Di mana : Φ adalah fluks medan magnet (Weber) , B adalah kuat medan magnet (Tesla) dan A adalah luas penampang yang dilewati oleh medan magnet (m2).

Maka induktansi sebuah induktor dapat ditulis ulang menjadi :

Untuk induktor dengan inti udara, kuat medan magnet dapat dinyatakan dengan persamaan :

Dengan N adalah banyaknya lilitan, i : arus listrik yang mengalir, l : panjang lilitan dan µ0adalah permeabilitas ruang kosong (4π x 10-7). Maka persamaan induktansi induktor dapat ditulis menjadi :

Di mana : L adalah induktansi induktor (Henry); µ0 adalah permeabilitas ruang hampa (4π x 10-7); N adalah banyaknya lilitan, A adalah luas penampang induktor (m2) dan l adalah panjang lilitan (m).

(38)

panjang lilitan induktor. Untuk meningkatkan induktansi induktor dapat dilakukan dengan mengganti inti udara dengan inti logam.

Induksi antara 2 induktor

Gambar 8 dua buah induktor yang saling berdekatan Gambar 8 menunjukan 2 buah induktor yang saling berdekatan. Induktor 1 dihubungkan dengan arus listrik AC maka pada induktor 1 akan timbul fluks medan magnet. Akibatnya pada induktor 2 akan terinduksi oleh medan magnet sehingga timbul tegangan dan arus listrik. Prinsip ini disebut mutual induksi. Besar Mutual induksi ini dapat dihitung dengan persamaan :

(39)

N2 adalah jumlah lilitan induktor 1 dan induktor 2, A luas penampang induktor dalam hal ini kedua induktor memiliki luas penampang yang sama dan l adalah panjang induktor.

Gam bar 9 dua buah induktor yang dipasang pada satu buah inti besi

Mutual induksi untuk induktor 2 terhadap induktor 1 yang dipasang pada satu inti seperti pada gambar 9 adalah

Di mana l1 adalah panjang induktor 1, N2 adalah banyaknya lilitan pada induktor 2

Sebaliknya mutal induksi untuk induktor 1 terhadap induktor 2

adalah :

(40)

Induktansi kedua induktor adalah :

(dikutip dari : https://djukarna.wordpress.com/2014/10/24/teori-dasar-induktor/)

3.

4. a. Reluktansi

Reluktansi adalah seberapa sulit garis gaya magnet melewati sebuah benda. Secara teknis, reluktansi adalah sebuah ukuran kebalikan dari benda yang memiliki fluks magnet.

Contoh: Besi dan baja memiliki reluktansi yang rendah dan udara memiliki reluktansi tinggi.

Sumber : http://anistkr.blogspot.co.id/2014/10/magnet.html

(41)

Fluks Bocor; kebocoran fluks terjadi karena ada beberapa fluks yang tidak menembus inti besi dan hanya melewati salah satu kumparan transformator saja. Fluks yang bocor ini akan menghasilkan induktansi diri pada lilitan primer dan sekunder sehingga akan berpengaruh terhadap nilai daya yang disuplai dari sisi primer ke sisi sekunder transformator.

ɸp = ɸm + ɸLP

Dimana : ɸp = Total fluks primer rata-rata.

ɸm = Fluks bocor yang menghubungkan primer ke sekunder.

ɸLP = Fluks bocor pada kumparan primer.

ɸs = ɸm + ɸLs

Dimana : ɸp = Total fluks primer rata-rata.

ɸm = Fluks bocor yang menghubungkan primer ke sekunder.

(42)

c. Ampere turn

Ampere –turn Ni ini dikenal sebagai gaya gerak magnet (ggm) dan dinyatakan dengan notasi Á.

(43)

DAFTAR PUSTAKA

Korp Asisten Laboratorium Fenomena Medan Elektromagnetik. 2015. Modul Pratikum Fenomena Medan Elektromagnetik. Inderalaya : Jurusan Teknik Elektro Universitas Sriwijaya

Yuliamath. 2012. SK-2 listrik arus bolak-balik https://yuliamath.files.wordpress.com /2012/11/sk-2_listrik-arus-bolak-balik.doc (diakses pada tanggal 14 September 2015)

______. 2012. Analisa Arus AC pada Induktor, http://elektronika-dasar.web.id/teori- elektronika/analisa-arus-ac-pada-induktor/ (diakses pada tanggal 14 September 2015)

______.2015. Pengertian Induktor, http://bagi-ilmu elektronika.blogspot.co.id/2015 /02/pengertian-induktor.html (diakses pada tanggal 14 September 2015)

(44)

LAMPIRAN

 GRAFIK

o Pada frekuensi 10 Hz dan Induktor 1.4 H

(45)

o Pada frekuensi 14 Hz dan Induktor 1.4 H

(46)

 GAMBAR LIVEWIRE

- Pada frekuensi 10 Hz dan Induktor 1.4 H

(47)

o Tegangan 6 volt

(48)