Hukum
Kelistrikan Arus Bolak-Balik Khusus Gejala Peralihan Pada Induktor.
Hukum
Kelistrikan Arus Bolak-Balik Khusus Gejala Peralihan Pada Induktor.
a. Induktor
b. Induktor dalam rangkaian AC
c. Gejala Peralihan pada Induktor
A.
Induktor
Induktor adalah kumparan kawat yang dililitkan pada inti
besi 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. Dari pengamatan suatu percobaan besarnya GGL induksi pada kumparan sebanding dengan laju kenaikan
arus yang masuk. Konstanta pembandingnya tergantung pada karakteristik
induktor, yang dinamakan induktansi diri.
Gambar 1.Induktor
Dirumuskan :
L =Induktansi diri
Keterangan :
Tanda (-) menunjukkan bahwa GGL induksi
melawan perubahan kenaikan arus.
B.
Induktor dalam
rangkaian AC
Berikut merupakan suatu rangkaian arus
bolak-balik yang terdiri dari sebuah induktor dan sumber listrik bolak-balik.
Gambar 2.
Rangkaian listrik bolak balik dengan sebuah Induktor
Grafik
sinusoidal
Grafik fasor
Dari gambar grafik diatas diperoleh :
Arus pada induktor merupakan fungsi sinus, maka GGL
induksi yang dihasilkan adalah fungsi cosinus.
dirumuskan :
VI = Vm . sin
t
IL = Im sin (
t – 90o)
Hubungan antara
arus maksimum Im dan tegangan induksi maksimum Vm adalah
:
Im =
XL =
L
Keterangan:
: kecepatan sudut (rad)
L : Induktansi diri kumparan
: Reaktansi induktif (
)
Berbeda dengan
resistor, reaktansi induktif besarnya tergantung pada frekuensi
Dirumuskan :
Ief =
C.
Gejala
Peralihan pada Induktor
Ditinjau rangkaian RL–seri yang dihubungkan dengan
baterei ε melalui sakelar S, seperti dalam Gambar 3.(a)
(a) (b)
Gambar
1. (a) Rangkaian RL–seri dihubungkan
baterei ε melalui sakelarS. (b) Contoh beberapa induktor yang tersedia di
pasaran
Gambar 3.(b) menggambarkan beberapa
contoh induktor dalam berbagai bentuk dan ukuran yang tersedia di pasaran.
Induktor berperilaku mirip massa yang selalu menghambat gerakan, maka induktor
juga selalu melawan perubahan tegangan. Pada saat sakelar disambungkan maka
dalam rangkaian terjadi perubahan tegangan, disinilah perlawanan induktor akan
teramati. Perilakunya berbeda dengan resistor. Hubungkan sakelar S ke a,
berarti rangkaian RL–seri tersambung dengan baterei ε, sehingga arus mengalir
dalam rangkaian dan memenuhi hukum kedua Kirchhoff:
ε
=
+
D.
Contoh Soal
1.
Suatu kumparan dengan induktansi diri 0,5 H pada catu
daya listrik AC, V= 200 sin (100t + 120o). Bagaimana persamaan
arusnya?
Diketahui : L = 0, 5 H
V
= Vm sin
t
V
= 200 sin (100t + 120o)
Vm
= 200
= 100
Ditanya: persamaan
I?
Jawab :
= XL =
L
= 100 . 0,5 = 50
Im
=
=
=
4 A
I = Im sin (
t – 90o)
= 4 sin (100t + 120o
– 90o)
= 4 sin (100t
+ 30o)
2.
Tinjau rangkaian RL seri yang terdiri atas induktor
(L) 3 henry dan resistor 6 ohm dihubungkan dengan battery 12 volt yang tahanan dalamnya
diabaikan,
Tentukan
a. Laju
perubahan arus saat t = 0, dalam rangkaian
b. Laju perubahan arus saat arus i(t) = 1 Amp.
Penyelesaian
:
ε
= L
+
ε
=
=
(ε-
) ε
= 12V
a. Pada
keadaan awal arus i(t) = 0, sehingga laju perubahan arus
ε
= L
=
= 4
Amp/s
b. Bila
i = 1 A
ε =
=
(ε-
) =
(12-6) = 2 Amp
SUMBER :http://powertread.blogspot.co.id/2013/10/hukum-kelistrikan-arus-bolak-balik.html
Tidak ada komentar:
Posting Komentar