Induktor
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.
Induktor |
Beberapa jenis induktor harga rendah. |
Simbol |
|
Tipe |
Pasif |
Pembuatan pertama |
Michael Faraday(1831) |
|
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.
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 ωL 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 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 XL 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.