Cara Membuat
Induktor atau Lilitan. Dari begitu banyak komponen elektronika, salah
satunya
induktor, merupakan komponen pasif elektronika yang memungkinkan kita dapat
membuatnya
sendiri. Bentuk induktor yang relatif sederhana dan dapat dengan mudah kita
membuat nya,
namun untuk nilai induktansi, jumlah lilitan, dan ukuran indicator perlu
perhitungan
tertentu. Berikut ini coba kita bahas Cara Membuat Induktor beserta
perhitungannya.
Induktansi
Induktansi
dari induktor tergantung pada konfigurasi fisik konduktor. Jika sebuah
konduktor
dibentuk
menjadi sebuah lilitan, maka induktansi konduktor akan meningkat. Sebuah
induktor
dengan banyak lilitan akan memiliki induktansi lebih besar dari induktor dengan
sedikit
lilitan, jika kedua induktor tersebut se cara fisik serupa. Inti induktor juga
berpengaruh.
Sebuah induktor dengan inti besi akan memiliki induktansi lebih besar dari
induktor
dengan inti udara.
Polaritas
GGL yang diinduksikan selalu berlawanan dengan arah perubahan arus dalam
rangkaian.
Ini berarti bahwa jika arus dalam rangkaian meningkat, akan terjadi usaha untuk
melawan GGL
yang diinduksikan dengan menyimpan energi dalam medan magnet. Jika arus
dalam
rangkaian cenderung menurun, energi yang tersimpan dalam medan magnet akan
kembali ke
rangkaian, sehingga ditambahkan dengan energi yang dicatu oleh sumber GGL.
Ini membuat
arus tetap mengalir meskipun GGL yang diberikan diperkecil atau bahkan
dihilangkan
sama sekali. Energi yang tersimpan dalam medan magnet sebuah induktor
diberikan
menurut persamaan :
Satuan
induktansi adalah henry. Nilai induktansi yang dipakai dalam peralatan radio
dapat
berkisar
dalam rentang yang lebar. Pada rangkaian RF, nilai induktansi yang dipakai ada
dalam orde
milihenry (mH, seperseribu henry) pada frekuensi menengah dan tinggi.
Meskipun
pada rangkaian RF tersebut cara membuat induktor atau lilitan mungkin dililit
pada
inti besi
khusus (inti ferit), atau seringkali pada penerapan RF berupa induktor inti
udara
dengan inti
penyangga non-magnetik.
Setiap
induktor yang mengalirkan arus memiliki medan magnet yang bersesuaian, sehingga
memiliki
induktansi, meskipun tidak dibentuk menjadi kumparan. Induktansi pada kawat
lurus dan
pendek sangat kecil tetapi tidak dapat diabaikan. Jika arus yang melaluinya
berubah
sangat cepat
sebagaimana penerapan pada frekuensi sangat tinggi, maka tegangan yang
diinduksikannya
juga harus diperhitungkan.
Menghitung
Induktansi
Induktansi
kumparan satu lapis tanpa inti (inti udara) dapat dihitung dengan rumus yang
telah
disederhanakan
yaitu :
Rumus
tersebut adalah pendekatan yang cukup cermat untuk membuat induktor dengan
panjang sama
atau lebih besar dari 0,4 d. Contoh : Sebuah induktor memiliki 48 lilitan
dengan
kerapatan 32 lilitan per inchi dan diameter 0,75 inchi. Jadi, d = 0,75, l =
48/32 = 1,5
dan n = 48.
Dengan memasukkan nilai-nilai ini didapat :
Berdasarkan
di atas, maka cara untuk membuat induktor atau menghitung jumlah lilitan yang
diperlukan
oleh sebuah induktor satu lapis dengan inti udara yang nilai induktansinya
diketahui
dapat dipakai rumus :
Contoh :
Misalkan diperlukan induktansi sebesar 10 uH. Kumparan ini akan dibuat pada
koker
berdiameter 1 inchi dan dapat menampung lilitan sepanjang 1,25 inchi. Jadi
diketahui :
d = 1, l =
1,25, dan L = 10. Dengan memasukkan nilai-nilai tersebut, didapat :
Dengan
demikian, cara untuk membuat induktor dengan ketentuan di atas jumlah lilitan
nya
adalah 15
lilit. Untuk itu dapat digunakan kawat email ber diameter 0,083 inchi atau 2,10
mm
dililit
rapat. Dapat juga digunakan diameter kawat email yang lebih kecil namun jarak
antar
lilitan
direnggangkan sehingga panjang lilitan tetap 1,25 inchi.
Induktor
Dari
Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Induktor
Beberapa
jenis induktor harga rendah.
Simbol
Tipe Pasif
Pembuatan
pertama Michael Faraday(1831)
· l
· b
· s
Sebuah
induktor atau reaktor adalah sebuah komponen elektronika pasif (kebanyakan
berbentuk
torus) yang dapat menyimpan energi pada medan magnet yang ditimbulkan oleh
arus listrik
yang melintasinya. Kemampuan induktor untuk menyimpan energi magnet
ditentukan
oleh induktansinya, dalam satuan Henry. Biasanya sebuah induktor adalah sebuah
kawat
penghantar yang dibentuk menjadi kumparan, lilitan membantu membuat medan
magnet yang
kuat di dalam kumparan dikarenakan hukum induksi Faraday. Induktor adalah
salah satu
komponen elektronik dasar yang digunakan dalam rangkaian yang arus dan
tegangannya
berubah-ubah dikarenakan kemampuan induktor untuk memproses arus bolak-
balik.
Sebuah
induktor ideal memiliki induktansi, tetapi tanpa resistansi atau kapasitansi,
dan tidak
memboroskan
daya. Sebuah induktor pada kenyataanya merupakan gabungan dari induktansi,
beberapa
resistansi karena resistivitas kawat, dan beberapa kapasitansi. Pada suatu
frekuensi,
induktor
dapat menjadi sirkuit resonansi karena kapasitas parasitnya. Selain memboroskan
daya pada
resistansi kawat, induktor berinti magnet juga memboroskan daya di dalam inti
karena efek
histeresis, dan pada arus tinggi mungkin mengalami nonlinearitas karena
penjenuhan.
· 3 Penggunaan
· 4 Konstruksi induktor
· 5 Jenis-jenis lilitan
o 5.1
Lilitan ferit sarang madu
o 5.2
Lilitan inti toroid
· 6 Rumus induktansi
· 7 Dalam sirkuit elektrik
o 7.1
Analisis sirkuit Laplace (s-domain)
o 7.2
Jejaring induktor
o 7.3 Energi
yang tersimpan
· 8 Lihat pula
· 9 Sinonim
· 10 Catatan
· 11 Pranala luar
Fisika
Induktansi
(L) (diukur dalam Henry) adalah efek dari medan magnet yang terbentuk disekitar
konduktor
pembawa arus yang bersifat menahan perubahan arus. Arus listrik yang melewati
konduktor
membuat medan magnet sebanding dengan besar arus. Perubahan dalam arus
menyebabkan
perubahan medan magnet yang mengakibatkan gaya elektromotif lawan
melalui GGL
induksi yang bersifat menentang perubahan arus. Induktansi diukur berdasarkan
jumlah gaya
elektromotif yang ditimbulkan untuk setiap perubahan arus terhadap waktu.
Sebagai
contoh, sebuah induktor dengan induktansi 1 Henry menimbulkan gaya elektromotif
sebesar 1
volt saat arus dalam indukutor berubah dengan kecepatan 1 ampere setiap sekon.
Jumlah
lilitan, ukuran lilitan, dan material inti menentukan induktansi.
Faktor Q
Sebuah
induktor ideal tidak menimbulkan kerugian terhadap arus yang melewati lilitan.
Tetapi,
induktor pada umumnya memiliki resistansi lilitan dari kawat yang digunakan
untuk
lilitan.
Karena resistansi lilitan terlihat berderet dengan induktor, ini sering disebut
resistansi
deret.
Resistansi deret induktor mengubah arus listrik menjad bahang, yang menyebabkan
pengurangan
kualitas induktif. Faktor kualitas atau "Q" dari sebuah induktor
adalah
perbandingan
reaktansi induktif dan resistansi deret pada frekuensi tertentu, dan ini
merupakan
efisiensi induktor. Semakin tinggi faktor Q dari induktor, induktor tersebut
semakin
mendekati induktor ideal tanpa kerugian.
Faktor Q
dari sebuah induktor dapat diketahui dari rumus berikut, dimana R merupakan
resistansi
internal dan adalah resistansi kapasitif atau induktif pada resonansi:
Dengan
menggunakan inti feromagnetik, induktansi dapat ditingkatkan untuk jumlah
tembaga yang
sama, sehingga meningkatkan faktor Q. Inti juga memberikan kerugian pada
frekuensi
tinggi. Bahan inti khusus dipilih untuk hasil terbaik untuk jalur frekuensi
tersebut.
Pada VHF
atau frekuensi yang lebih tinggi, inti udara sebaiknya digunakan
Lilitan
induktor pada inti feromagnetik mungkin jenuh pada arus tinggi, menyebabkan
pengurangan
induktansi dan faktor Q yang sangat signifikan. Hal ini dapat dihindari dengan
menggunakan
induktor inti udara. Sebuah induktor inti udara yang didesain dengan baik
dapat
memiliki faktor Q hingga beberapa ratus.
Sebuah
kondensator nyaris ideal (faktor Q mendekati tak terhingga) dapat dibuat dengan
membuat
lilitan dari kawat superkonduktor pada helium atau nitrogen cair. Ini membuat
resistansi
kawat menjadi nol. Karena induktor superkonduktor hampir tanpa kerugian, ini
dapat
menyimpan sejumlah besar energi listrik dalam lilitannya.
Penggunaan
Induktor
dengan dua lilitan 47mH, sering dijumpai pada pencatu daya.
Induktor
sering digunakan pada sirkuit analog dan pemroses sinyal. Induktor berpasangan
dengan
kondensator dan komponen lain membentuk sirkuit tertala. Penggunaan induktor
bervariasi
dari penggunaan induktor besar pada pencatu daya untuk menghilangkan dengung
pencatu
daya, hingga induktor kecil yang terpasang pada kabel untuk mencegah
interferensi
frekuensi
radio untuk dprd melalui kabel. Kombinasi induktor-kondensator menjadi
rangkaian
tala dalam pemancar dan penerima radio. Dua induktor atau lebih yang terkopel
secara
magnetik membentuk transformator.
Induktor
digunakan sebagai penyimpan energi pada beberapa pencatu daya moda sakelar.
Induktor
dienergikan selama waktu tertentu, dan dikuras pada sisa siklus. Perbandingan
transfer
energi ini menentukan tegangan keluaran. Reaktansi induktif X
L
ini
digunakan
bersama
semikonduktor aktif untuk menjaga tegangan dengan akurat. Induktor juga
digunakan
dalam sistem transmisi listrik, yang digunakan untuk mengikangkan paku-paku
tegangan
yang berasal dari petir, dan juga membatasi arus pensakelaran dan arus
kesalahan.
Dalam bidang
ini, indukutor sering disebut dengan reaktor.
Induktor
yang memiliki induktansi sangat tinggi dapat disimulasikan dengan menggunakan
Konstruksi
induktor
Induktor,
skala dalam sentimeter.
Sebuah
induktor biasanya dikonstruksi sebagai sebuah lilitan dari bahan penghantar,
biasanya
kawat
tembaga, digulung pada inti magnet berupa udara atau bahan feromagnetik. Bahan
inti
yang
mempunyai permeabilitas magnet yang lebih tinggi dari udara meningkatkan medan
magnet dan
menjaganya tetap dekat pada induktor, sehingga meningkatkan induktansi
induktor.
Induktor frekuensi rendah dibuat dengan menggunakan baja laminasi untuk
menekan arus
eddy. Ferit lunak biasanya digunakan sebagai inti pada induktor frekuensi
tingi,
dikarenakan ferit tidak menyebabkan kerugian daya pada frekuensi tinggi seperti
pada
inti besi.
Ini dikarenakan ferit mempunyai lengkung histeresis yang sempit dan
resistivitasnya
yang tinggi
mencegah arus eddy. Induktor dibuat dengan berbagai bentuk. Sebagian besar
dikonstruksi
dengan menggulung kawat tembaga email disekitar bahan inti dengan kaki-kali
kawat
terlukts keluar. Beberapa jenis menutup penuh gulungan kawat di dalam material
inti,
dinamakan
induktor terselubungi. Beberapa induktor mempunyai inti yang dapat diubah
letaknya,
yang memungkinkan pengubahan induktansi. Induktor yang digunakan untuk
menahan
frekuensi sangat tinggi biasanya dibuat dengan melilitkan tabung atau
manik-manik
ferit pada
kabel transmisi.
Induktor
kecil dapat dicetak langsung pada papan rangkaian cetak dengan membuat jalur
tembaga
berbentuk spiral. Beberapa induktor dapat dibentuk pada rangkaian terintegrasi
menhan
menggunakan inti planar. Tetapi bentuknya yang kecil membatasi induktansi. Dan
girator
dapat menjadi pilihan alternatif.
Jenis-jenis
lilitan
Lilitan
ferit sarang madu
Lilitan
sarang madu dililit dengan cara bersilangan untuk mengurangi efek kapasitansi
terdistribusi.
Ini sering digunakan pada rangkaian tala pada penerima radio dalam jangkah
gelombang
menengah dan gelombang panjang. Karena konstruksinya, induktansi tinggi dapat
dicapai
dengan bentuk yang kecil.
Lilitan inti
toroid
Sebuah
lilitan sederhana yang dililit dengan bentuk silinder menciptakan medan magnet
eksternal
dengan kutub utara-selatan. Sebuah lilitan toroid dapat dibuat dari lilitan
silinder
dengan menghubungkannya
menjadi berbentuk donat, sehingga menyatukan kutub utara dan
selatan.
Pada lilitan toroid, medan magnet ditahan pada lilitan. Ini menyebabkan lebih
sedikit
radiasi
magnetik dari lilitan, dan kekebalan dari medan magnet eksterna
Rumus induktansi
Konstruksi
Rumus
Besaran (SI,
kecuali
disebutkan
khusus)
Lilitan
silinder
· L = induktansi
· μ
0
=
permeabilitas vakum
· K = koefisien Nagaoka
· N = jumlah lilitan
· r = jari-jari lilitan
· l = panjang lilitan
Kawat lurus
· L = induktansi
· l = panjang kawat
· d = diameter kawat
Lilitan
silinder pendek
berinti
udara
· L = induktansi (µH)
· r = jari-jari lilitan (in)
· l = panjang lilitan (in)
· N = jumlah lilitan
Lilitan
berlapis-lapis
berinti
udara
· L = induktansi (µH)
· r = rerata jari-jari lilitan
(in)
· l = panjang lilitan (in)
· N = jumlah lilitan
· d = tebal lilitan (in)
Lilitan
spiral datar
berinti
udara
· L = induktansi
· r = rerata jari-jari spiral
· N = jumlah lilitan
· d = tebal lilitan
Inti toroid
· L = induktansi
· μ
0
=
permeabilitas vakum
· μ
r
=
permeabilitas relatif
bahan inti
· N = jumlah lilitan
· r = jari-jari gulungan
· D = diameter
keseluruhan
Dalam
sirkuit elektrik
Sebuah
induktor menolak perubahan arus. Sebuah induktor ideal tidak menunjukkan
resistansi
kepada arus rata, tetapi hanya induktor superkonduktor yang benar-benar
memiliki
resistansi
nol. Pada umumnya, hubungan antara perubahan tegangan, induktansi, dan
perubahan
arus pada induktor ditentukan oleh rumus diferensial:
Jika ada
arus bolak-balik sinusoida melalui sebuah induktor, tegangan sinusoida
diinduksikan.
Amplitudo tegangan sebanding dengan amplitudo arus dan frekuensi arus.
Pada situasi
ini, fase dari gelombang arus tertinggal 90 dari fase gelombang tegangan.
Jika sebuah
induktor disambungkan ke sumber arus searah, dengan harga "I" melalui
sebuah
resistansi
"R" dan sumber arus berimpedansi nol, persamaan diferensial diatas
menunjukkan
bahwa arus
yang melalui induktor akan dibuang secara eksponensial:
Analisis sirkuit
Laplace (s-domain)
Ketika
menggunakan analisis sirkuit transformasi Laplace, impedansi pemindahan dari
induktor
ideal tanpa arus sebelumnya ditunjukkan dalam domain s oleh:
dimana
L adalah
induktansi
s adalah
frekuensi kompleks
Jika
induktor telah memiliki arus awal, ini dapat ditunjukkan dengan:
· menambahkan sumber tegangan berderet dengan induktor
dengan harga:
(Pegiatikan
bahwa sumber tegangan harus berlawanan kutub dengan arus awal)
· atau dengan menambahkan sumber arus berjajar dengan
induktor, dengan harga:
dimana
L adalah
induktansi
adalah arus
awal
Jejaring
induktor
Induktor
dalam konfigurasi kakap memiliki beda potensial yang sama. Untuk menemukan
induktansi
ekivalen total (L
e
Arus dalam
induktor deret adalah sama, tetapi tegangan yang membentangi setiap induktor
bisa
berbeda. Penjumlahan dari beda potensial dari beberapa induktor seri sama
dengan
tegangan
total. Untuk menentukan todu total digunakan rumus:
Hubungan
tersebut hanya benar jika tidak ada kopling magnetis antar kumparan.
Energi yang
tersimpan
Energi yang
tersimpan di induktor ekivalen dengan usaha yang dibutuhkan untuk
mengalirkan
arus melalui induktor, dan juga medan magnet:
Dimana L
adalah induktansi dan I adalah arus yang melalui induktor