INDUKTOR

(1)

INDUKTOR

Oleh : Oleh :

Meila

Meila Zuw

Zuwari

ari N

Negara,

egara, S.Pd

S.Pd

S

SM

MK N 2 SALATIGA

K N 2 SALATIGA

2011

(2)

KEGIATAN BELAJAR KEGIATAN BELAJAR

a

a.. TujuTujuananKKegiatanegiatan PPembelaembela j jaranaran

Setelah

Setelah mempelajari materi tentang resistor ini mempelajari materi tentang resistor ini diharapkan siswa dapat:diharapkan siswa dapat: 1.

1. MM_{enjelaskan pengertian Induktor.}_{enjelaskan pengertian Induktor.}

2.

2. MM_{engidentifikasi jenis-jenis induktor.}_{engidentifikasi jenis-jenis induktor.}

3.

3. MM_{enyebutkan macam-macam bahan inti}_{enyebutkan macam-macam bahan inti induktor.}_induktor.

4.

4. MM_{engidentifiasi ukuran diameter kumparan dan kawatnya mempengaruhi nilai}_{engidentifiasi ukuran diameter kumparan dan kawatnya mempengaruhi nilai}

induktansinya. induktansinya. 5.

5. MM_{enghitung induktor dalam rangkaian seri, paralel, dan campuran}_{enghitung induktor dalam rangkaian seri, paralel, dan campuran}

b

b.. UUraianraian MateriMateri

1.

1. PPengertianengertian

Induktor adalah salahsatu komponen elektronika yang cara kerjanya Induktor adalah salahsatu komponen elektronika yang cara kerjanya berdasarkan induksi magnet. Induktor biasa disebut juga spul dibuat dari bahan berdasarkan induksi magnet. Induktor biasa disebut juga spul dibuat dari bahan kawat beremail tipis. Induktor dibuat dari bahan tembaga, diberi simbol L dan kawat beremail tipis. Induktor dibuat dari bahan tembaga, diberi simbol L dan satuannya Henry disingkat H.

satuannya Henry disingkat H.

Fungsi pokok induktor adalah untuk menimbulkan medan magnet. Fungsi pokok induktor adalah untuk menimbulkan medan magnet. Induktor berupa kawat yang digulung sehingga menjadi kumparan. Kemampuan Induktor berupa kawat yang digulung sehingga menjadi kumparan. Kemampuan induktor untuk menimbulkan medan magnet disebut konduktansi. Satuan induktor untuk menimbulkan medan magnet disebut konduktansi. Satuan induktansi adalah henry (H) atau milihenry (mH). Untuk memperbesar induktansi, induktansi adalah henry (H) atau milihenry (mH). Untuk memperbesar induktansi, didalam kumparan disisipkan bahan sebagai inti. Induktor yang berinti dari bahan didalam kumparan disisipkan bahan sebagai inti. Induktor yang berinti dari bahan besi disebut elektromagnet. Induktor memiliki sifat menahan arus AC dan besi disebut elektromagnet. Induktor memiliki sifat menahan arus AC dan konduktif terhadap arus DC.

konduktif terhadap arus DC.

2.

2. JJenis-enis-JJenisenis

Induktor menurut bahan pembuat intinya dapat dibagi 4 yaitu: Induktor menurut bahan pembuat intinya dapat dibagi 4 yaitu:

(3)

a.

a. Induktor dengan inti udara ( air core )Induktor dengan inti udara ( air core ) b.

b. Induktor dengan inti besiInduktor dengan inti besi c.

c. Induktor dengan inti feritInduktor dengan inti ferit d.

d. inductor dengan perubahan intiinductor dengan perubahan inti

3

3_.. SimboSimbol l

4

4_{.. Fu}_Fu_ngsi_ngsi_II_n_n_duk_duk_tor_tor

Induktor berfungsi sebagai: Induktor berfungsi sebagai:

1.

1. tempat terjadinya gaya magnettempat terjadinya gaya magnet 2.

2. pelipat teganganpelipat tegangan 3.

3. pembangkit getaranpembangkit getaran 4.

4. Penyimpan arus listrik dalam bentuk medan magnetPenyimpan arus listrik dalam bentuk medan magnet

5.

5. MM_{enahan arus bolak-balik/ac}_{enahan arus bolak-balik/ac}

6.

6. MM_{eneruskan/melo}_{eneruskan/melo}_{loskan arus}_{loskan arus}_searah/dc_searah/dc

7.

7. Sebagai penapis (Sebagai penapis ( filter filter ))

8.

8. Sebagai penalaan (Sebagai penalaan (tuningtuning))

Berdasarkan kegunaan

Berdasarkan kegunaannya Induktor nya Induktor bekerja pada:bekerja pada: 1. frekuensi tinggi pada spul antena

1. frekuensi tinggi pada spul antena dan osilatordan osilator 2. frekuensi menengah pada spul

2. frekuensi menengah pada spulMM_F_F

3. frekuensi rendah pada trafo input, trafo

3. frekuensi rendah pada trafo input, trafo output, spul speaker, trafo tenaga, spuloutput, spul speaker, trafo tenaga, spul relay dan spul penyaring

relay dan spul penyaring

Induktor dalam rangkaian listrik atau

Induktor dalam rangkaian listrik atau elektronika dapat diaplikasikan kedalamelektronika dapat diaplikasikan kedalam rangkaian:

(4)

--

RRelayelay

--

SpeakerSpeaker

--

BuzzerBuzzer

--

BeeperBeeper 5

5_{.. T}_T_er_er_j_j_a_a_d_d_inya_{inya Me}_Me_d_d_an_{an Magnet}_Magnet

IInndukduktansitansiSSearahearah

Bila kita mengalirkan arus listrik melalui kabel, terjadilah garis-garis gaya magnet. Bila kita mengalirkan arus listrik melalui kabel, terjadilah garis-garis gaya magnet. Bila kita mengalirkan arus melalui spul atau coil ( kumparan ) yang dibuat dari Bila kita mengalirkan arus melalui spul atau coil ( kumparan ) yang dibuat dari kabel yang digulung, akan terjadi garis-garis gaya dalam arah sama yang kabel yang digulung, akan terjadi garis-garis gaya dalam arah sama yang membangkitkan medan magnet. Kekuatan medan magnet sama dengan jumlah membangkitkan medan magnet. Kekuatan medan magnet sama dengan jumlah garis-garis gaya magnet, dan berbanding lurus dengan hasil kali dari jumlah garis-garis gaya magnet, dan berbanding lurus dengan hasil kali dari jumlah gulungan dalam kumparan dan arus listrik yang melalui

gulungan dalam kumparan dan arus listrik yang melalui kumparan tersebut.kumparan tersebut.

Induktor terhubung sumber tegangan DC Induktor terhubung sumber tegangan DC IInndukduktansitansiBBolaolakk-bali-balikk

Bila dua kumparan ditempatkan berdekatan satu sama lain dan salah satu Bila dua kumparan ditempatkan berdekatan satu sama lain dan salah satu kumparan ( L

kumparan ( L₁₁) diberi arus listrik AC, pada L) diberi arus listrik AC, pada L₁₁akan terjadi fluks magnet. Fluk magnetakan terjadi fluks magnet. Fluk magnet ini akan melalui kumparan kedua (L

ini akan melalui kumparan kedua (L22) dan akan membangkitkan emf ( elektro) dan akan membangkitkan emf ( elektro

motorive force ) pada kumparan L

motorive force ) pada kumparan L22. Efek seperti ini disebut induksi timbal balik (. Efek seperti ini disebut induksi timbal balik (

mutual induction ). Hal seperti i

(5)

Induktor terhubung sumber tegangan AC Induktor terhubung sumber tegangan AC

Perlawanan yang diberikan kumparan tersebut dinamakan reaktansi induktif. Perlawanan yang diberikan kumparan tersebut dinamakan reaktansi induktif.

R

R_{eaktansi Induktif ini diberi simbol}_{eaktansi Induktif ini diberi simbol XL dalam satuan Ohm.}_{XL dalam satuan Ohm.}

XL = 2fL XL = 2fL K Keteranganeterangan::  adalah 3.14  adalah 3.14

F adalah frekwensi arus bolak-balik ( Hz) F adalah frekwensi arus bolak-balik ( Hz) L adalah Induktansi ( Henry )

L adalah Induktansi ( Henry )  adalah kecepatan sudut ( 2fL)  adalah kecepatan sudut ( 2fL) XL adalah reaktansi induktif (  ) XL adalah reaktansi induktif (  ) P

PengisianengisianIInndukduktortor

Bila kita mengalirkan arus listrik I, maka terjadilah garis-garis gaya magnet . Bila Bila kita mengalirkan arus listrik I, maka terjadilah garis-garis gaya magnet . Bila kita mengalirkan arus melalui spul atau coil ( kumparan ) yang dibuat dari kabel kita mengalirkan arus melalui spul atau coil ( kumparan ) yang dibuat dari kabel yang digulung,a akan terjadi garis-garis gaya dalam

yang digulung,a akan terjadi garis-garis gaya dalam arah sama membangkitkanarah sama membangkitkan medan magnet. Kekuatan medan magnet sama dengan jumlah garis-garis gaya medan magnet. Kekuatan medan magnet sama dengan jumlah garis-garis gaya magnet dan berbanding lurus dengan hasil kali dari

magnet dan berbanding lurus dengan hasil kali dari jumlah gulungan dalamjumlah gulungan dalam kumparan dan arus listrik yang melalui kumparan

kumparan dan arus listrik yang melalui kumparan tersebut. Contoh rangkaiatersebut. Contoh rangkaian :n :

R

R_{angkaian Pengisian Induktasi dengan tegangan DC}_{angkaian Pengisian Induktasi dengan tegangan DC}

Bila arus bolak  balik mengalir pada induktor, maka akan timbul gaya gerak listrik Bila arus bolak  balik mengalir pada induktor, maka akan timbul gaya gerak listrik (ggl) induksi Hal ini berarti antara arus dan tegangan berbeda fase sebesar  /2 = (ggl) induksi Hal ini berarti antara arus dan tegangan berbeda fase sebesar  /2 = 90

9000 dan arus tertinggal (lag) dari tegangan sebesar 90dan arus tertinggal (lag) dari tegangan sebesar 9000. 2f merupakan. 2f merupakan perlawanan terhadap aliran arus

perlawanan terhadap aliran arus

R

(6)

P

PengosonganengosonganIInndukduktortor

Bila arus listrik l sudah memenuhi lilitan , maka terjadilah arus akan bergerak Bila arus listrik l sudah memenuhi lilitan , maka terjadilah arus akan bergerak berlawanan arah dengan proses pengisian sehingga pembangkitan medan magnet berlawanan arah dengan proses pengisian sehingga pembangkitan medan magnet dengan garis gaya magnet yang sama akan menjalankan fungsi dari lilitan tersebut dengan garis gaya magnet yang sama akan menjalankan fungsi dari lilitan tersebut makin tinggi nilai L ( induktansi) yang dihasilkan maka makin lama proses makin tinggi nilai L ( induktansi) yang dihasilkan maka makin lama proses pengosongannya.

pengosongannya.

R

R_{angkaian Pengosongan Induktasi}_{angkaian Pengosongan Induktasi}

Menghit

MenghituungngIImpempeddansiansiIInndukduktortor

Setelah diperoleh nilan X

Setelah diperoleh nilan XLLmaka Impedansi dapat di hitung :maka Impedansi dapat di hitung :

Z disebut impedansi Seri dengan satuan  (ohm) Z disebut impedansi Seri dengan satuan  (ohm) Dari gambar vektor diatas, sudut antara V

Dari gambar vektor diatas, sudut antara V dengan Vdengan VRRdisebut sudut fase atau bedadisebut sudut fase atau beda

fase. Cosinus sudut tersebut disebut dengan faktor daya dengan

fase. Cosinus sudut tersebut disebut dengan faktor daya dengan rumus:rumus:

Sehingga yang dimaksud dengan

Sehingga yang dimaksud dengan f f actoractor ddayaayaadalah :adalah : - Cosinus sudut yang lagging

- Cosinus sudut yang lagging atau leading.atau leading. - Perbandingan

- PerbandinganRR_{/Z = resistansi / impedansi}_{/Z = resistansi / impedansi}

- Perbandingan daya sesungguhnya dengan daya semu - Perbandingan daya sesungguhnya dengan daya semu Ru

Rummuuss yangyangBBerherhuubbuunganngan ddenganengan IInndukduktortor a

a. Ju. JumlahmlahLLilitanilitan KKaawwatat sebsebuuahahIInndukduktortor

K

Keteranganeterangan::

N adalah jumlah lilitan N adalah jumlah lilitan p adalah panjang kawat p adalah panjang kawat (centi meter)

(centi meter)

r adalah jari-jari kawat (centi r adalah jari-jari kawat (centi meter)

(7)

L adalah induktansi ( henry ) L adalah induktansi ( henry )

b

b. R. ReaeakktansitansiIInndukduktitif f

XL = 2fL

K

XL adalah reaktansi induktif () XL adalah reaktansi induktif ()  adalah 3, 14  adalah 3, 14 f adalah frekuensi (Hz) f adalah frekuensi (Hz) L adalah induktansi (H) L adalah induktansi (H)

cc..MenghitMenghituungngIImpempeddansiansiRRangangkkaianaianR LR Lseriseri

K

Z adalah impedansi Z adalah impedansi

R

R_{adalah hambatan ()}_{adalah hambatan ()}

L adalah induktansi ( henry ) L adalah induktansi ( henry ) d.

d.MenghitMenghituungng IImpempeddansiansiRRangangkkaianaianR LR Lparalelparalel

K

Z adalah impedansi Z adalah impedansi

R

R_{adalah hambatan ()}_{adalah hambatan ()}

L adalah induktansi ( henry ) L adalah induktansi ( henry )

e

e. N. Nilaiilai FFaakktortor KuKualitasnyaalitasnya (Q)(Q)

K

Q adalah factor qualitas Q adalah factor qualitas X

XLLadalah reaktansi induktif ()adalah reaktansi induktif ()

R

R_adalah_adalah RR_{esistansi ()}_{esistansi ()}

6.

6. MenghitMenghituungng inindukduktortorddalamalam rangrangkkaianaian seri,seri, paralel,paralel,ddanan campcampuuranran a

a.. HH_u_u_b_b_u_u_ngan_ngan _S_S_eri_eri

Caranya dengan menghubungkan ujung satu di samping ujung induktor yang Caranya dengan menghubungkan ujung satu di samping ujung induktor yang satu lagi. Besar reaktansinya adalah jumlah reaktansi induktif yang satu lagi. Besar reaktansinya adalah jumlah reaktansi induktif yang dihubungka

(8)

rangkaian seri induktor rangkaian seri induktor XLT = 2fL XLT = 2fL11 + 2fL+ 2fL22 + 2fL+ 2fL33 LT = L LT = L11+ L+ L22 + L+ L33 Contoh : Contoh : Jika diketahui: Jika diketahui: LL₁₁= 10 mH= 10 mH LL22= 5 mH= 5 mH LL33= 4 mH= 4 mH dengan frekwensi 50 Hz dengan frekwensi 50 Hz M M_{aka XLT = 2fL}_{aka XLT = 2fL}₁₁_{+ 2fL}_{+ 2fL}₂₂ _{+ 2fL}_{+ 2fL}₃₃ = 2 x 3,14 x 10 mH +2 x 3,14 x 5 mH +2 x 3, = 2 x 3,14 x 10 mH +2 x 3,14 x 5 mH +2 x 3, 14 x 4 mH14 x 4 mH = 5,966 ohm = 5,966 ohm LT = L1 + L2 + L3 = 19 mH LT = L1 + L2 + L3 = 19 mH

XLT = jumlah reaktansi induktif XLT = jumlah reaktansi induktif LT = jumlah induksi total

LT = jumlah induksi total

b

b.. HH_u_u_b_b_u_u_ngan_ngan_P_P_aralel_aralel

Hubun

Hubungan pararel terjadi bgan pararel terjadi bila semua ujung induktor digabung menjadi satuila semua ujung induktor digabung menjadi satu dan ujung yang lainnya juga digabungkan ,kemudian setiap ujung gabungan dan ujung yang lainnya juga digabungkan ,kemudian setiap ujung gabungan dengan suatu sumber tegangan.

dengan suatu sumber tegangan.

rangkaian paralel inductor rangkaian paralel inductor

                

(9)

..

Sebuah induktor ideal memiliki induktansi, tetapi Sebuah induktor ideal memiliki induktansi, tetapi tanpa resistansi atau kapasitansi, dan tidak me

tanpa resistansi atau kapasitansi, dan tidak memboroskan daya. Sebuah induktormboroskan daya. Sebuah induktor pada kenyataanya merupakan gabungan dari induktansi, beberapa resistansi pada kenyataanya merupakan gabungan dari induktansi, beberapa resistansi karena resistivitas kawat, dan beberapa kapasitansi. Pada suatu frekuensi, karena resistivitas kawat, dan beberapa kapasitansi. Pada suatu frekuensi, induktor dapat menjadi sirkuit resonansi karena kapasitas parasitnya. Selain induktor dapat menjadi sirkuit resonansi karena kapasitas parasitnya. Selain memboroskan daya pada resistansi kawat, induktor berinti magnet juga memboroskan daya pada resistansi kawat, induktor berinti magnet juga memboroskan daya di dalam inti karena efek histeresis, dan pada arus tinggi memboroskan daya di dalam inti karena efek histeresis, dan pada arus tinggi mungkin mengalami nonlinearitas karena

mungkin mengalami nonlinearitas karena penjenuhan.penjenuhan. SI

SIMM_BOL_BOL

P

Penggengguunaannaan

Induktor sering digunakan pada sirkuit analog dan pemroses sinyal. Induktor Induktor sering digunakan pada sirkuit analog dan pemroses sinyal. Induktor berpasangan dengan kondensator dan komponen lain membentuk sirkuit tertala. berpasangan dengan kondensator dan komponen lain membentuk sirkuit tertala. Penggunaan induktor bervariasi dari penggunaan induktor besar pada pencatu daya Penggunaan induktor bervariasi dari penggunaan induktor besar pada pencatu daya untuk menghilangkan dengung pencatu daya, hingga induktor kecil yang terpasang untuk menghilangkan dengung pencatu daya, hingga induktor kecil yang terpasang pada kabel untuk mencegah interferensi frekuensi radio untuk dprd melalui kabel. pada kabel untuk mencegah interferensi frekuensi radio untuk dprd melalui kabel. Kombinasi induktor-kondensator menjadi rangkaian tala dalam pemancar dan Kombinasi induktor-kondensator menjadi rangkaian tala dalam pemancar dan penerima radio. Dua induktor atau lebih yang terkopel secara magnetik membentuk penerima radio. Dua induktor atau lebih yang terkopel secara magnetik membentuk transformator.

transformator.

Induktor digunakan sebagai penyimpan energi pada beberapa pencatu daya moda Induktor digunakan sebagai penyimpan energi pada beberapa pencatu daya moda sakelar. Induktor dienergikan selama waktu tertentu, dan dikuras pada sisa siklus. sakelar. Induktor dienergikan selama waktu tertentu, dan dikuras pada sisa siklus. Perbandingan transfer energi ini menentukan tegangan keluaran.

Perbandingan transfer energi ini menentukan tegangan keluaran. RR_eaktansi_eaktansi

induktif

induktif X X _LL _{ini digunakan bersama semikonduktor aktif untuk menjaga tegangan}_{ini digunakan bersama semikonduktor aktif untuk menjaga tegangan}

dengan akurat. Induktor juga digunakan dalam sistem transmisi listrik, yang dengan akurat. Induktor juga digunakan dalam sistem transmisi listrik, yang digunakan untuk mengikangka

(10)

membatasi arus pensakelaran dan arus kesalahan. Dalam bidang

membatasi arus pensakelaran dan arus kesalahan. Dalam bidang ini, indukutor seringini, indukutor sering disebut dengan reaktor.

disebut dengan reaktor. Konstruksi inductor Konstruksi inductor

Sebuah induktor biasanya dikonstruksi sebagai sebuah lilitan dari bahan penghantar, Sebuah induktor biasanya dikonstruksi sebagai sebuah lilitan dari bahan penghantar, biasanya kawat tembaga, digulung pada inti magnet berupa udara atau bahan biasanya kawat tembaga, digulung pada inti magnet berupa udara atau bahan feromagnetik. Bahan inti yang mempunyai permeabilitas magnet yang lebih tinggi feromagnetik. Bahan inti yang mempunyai permeabilitas magnet yang lebih tinggi dari udara meningkatkan medan magnet dan menjaganya tetap dekat pada induktor, dari udara meningkatkan medan magnet dan menjaganya tetap dekat pada induktor, sehingga meningkatkan induktansi induktor. Induktor frekuensi rendah dibuat sehingga meningkatkan induktansi induktor. Induktor frekuensi rendah dibuat dengan menggunakan baja laminasi untuk menekan arus eddy. Ferit lunak biasanya dengan menggunakan baja laminasi untuk menekan arus eddy. Ferit lunak biasanya digunakan sebagai inti pada induktor frekuensi tingi, dikarenakan ferit tidak digunakan sebagai inti pada induktor frekuensi tingi, dikarenakan ferit tidak menyebabkan kerugian daya pada frekuensi tinggi seperti pada inti besi. Ini menyebabkan kerugian daya pada frekuensi tinggi seperti pada inti besi. Ini dikarenakan ferit mempunyai lengkung histeresis yang sempit dan resistivitasnya dikarenakan ferit mempunyai lengkung histeresis yang sempit dan resistivitasnya yang tinggi mencegah arus eddy. Induktor dibuat dengan berbagai bentuk. Sebagian yang tinggi mencegah arus eddy. Induktor dibuat dengan berbagai bentuk. Sebagian besar dikonstruksi dengan menggulung kawat tembaga email disekitar bahan inti besar dikonstruksi dengan menggulung kawat tembaga email disekitar bahan inti dengan kaki-kali kawat terlukts keluar. Beberapa jenis menutup penuh gulungan dengan kaki-kali kawat terlukts keluar. Beberapa jenis menutup penuh gulungan kawat di dalam material inti, dinamakan induktor terselubungi. Beberapa induktor kawat di dalam material inti, dinamakan induktor terselubungi. Beberapa induktor mempunyai inti yang dapat diubah letaknya, yang memungkinkan pengubahan mempunyai inti yang dapat diubah letaknya, yang memungkinkan pengubahan induktansi. Induktor yang digunakan untuk menahan frekuensi sangat tinggi

induktansi. Induktor yang digunakan untuk menahan frekuensi sangat tinggi biasanyabiasanya dibuat dengan melilitkan tabung atau manik-manik ferit pada kabel t

dibuat dengan melilitkan tabung atau manik-manik ferit pada kabel t ransmisi.ransmisi.

Induktor kecil dapat dicetak langsung pada papan rangkaian cetak dengan membuat Induktor kecil dapat dicetak langsung pada papan rangkaian cetak dengan membuat jalur tembaga berbentuk spiral. Beberapa induktor dapat dibentuk pada rangkaian jalur tembaga berbentuk spiral. Beberapa induktor dapat dibentuk pada rangkaian terintegrasi menhan menggunakan inti planar. Tetapi bentuknya yang kecil terintegrasi menhan menggunakan inti planar. Tetapi bentuknya yang kecil membatasi induktansi. Dan girator dapat menjadi pilihan alternatif.