Pernahkah kamu mendengar tentang induktor? Bagi para siswa SMK teknik elektronika, komponen ini tentunya bukan hal yang asing.
Induktor adalah komponen elektronika pasif yang sering ditemukan dalam berbagai rangkaian. Tapi apa sebenarnya fungsi induktor? Mengapa ia penting, terutama dalam rangkaian yang berkaitan dengan frekuensi radio?
Dalam prakteknya, induktor menjadi bagian penting dari banyak proyek yang mungkin kamu kerjakan, mulai dari pembuatan radio FM sederhana, rangkaian penguat audio, hingga sistem transmisi sinyal.
Kemampuan untuk memahami dan menerapkan induktor dengan tepat bisa meningkatkan kualitas hasil kerja dan memperluas wawasanmu dalam bidang elektronika.
Yuk, simak ulasan lengkap mengenai pengertian, simbol, jenis-jenis, dan tentu saja, fungsinya dalam dunia elektronika serta penerapannya dalam berbagai proyek teknik!
Apa Itu Induktor
Di dunia elektronika, kamu mungkin sering mendengar tentang induktor. Nah, pengertian induktor sendiri adalah komponen pasif dengan dua terminal.
Bayangkan saja, saat arus listrik mengalir melaluinya, induktor bisa menyimpan energi. Energi ini disimpan dalam bentuk medan magnet.
Jadi, induktor seolah-olah menjadi “tempat penyimpanan” sementara untuk energi tersebut.
Tidak hanya itu, induktor juga punya beberapa nama lain, seperti koil atau choke. Penemuan ini berasal dari seorang ilmuan hebat bernama Michael Faraday, yang sering dikenal sebagai “Bapak Listrik”.
Penting untuk kita tahu, saat arus dalam induktor berubah, induktor akan merespons. Tujuannya? Untuk menjaga keseimbangan arus.
Dan kekuatan induktor dalam menyimpan energi ini dikenal dengan nama “induktansi”. Semakin besar induktansi, semakin banyak energi yang bisa disimpan oleh induktor.
Lalu, induktansi ini diukur dalam satuan “henrys”. Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya induktansi suatu induktor, antara lain:
- Bentuk Kumparan: Apakah induktor tersebut berbentuk silinder, toroid, atau bentuk lainnya.
- Jumlah Lilitan dan Lapisan Kawat: Semakin banyak lilitan, biasanya semakin besar pula induktansinya.
- Permeabilitas Material Inti: Beberapa bahan inti lebih baik dalam menginduksi medan magnet daripada yang lain.
- Ukuran Inti: Ukuran fisik inti induktor juga mempengaruhi besarnya induktansi.
Dari penjelasan yang sudah kita bahas, Kelas PLC dapat mendefinisikan induktor sebagai jenis komponen elektronika yang berfungsi sebagai penyimpan energi dalam bentuk medan magnet ketika ada arus listrik yang mengalir melaluinya.
Induktor ini memiliki kemampuan unik dalam menyesuaikan diri terhadap perubahan arus, membuatnya menjadi komponen yang sangat penting dalam berbagai aplikasi elektronika.
Gambar Dan Simbol Induktor
Di dunia elektronika, setiap komponen punya simbolnya sendiri. Untuk induktor, simbolnya terdiri dari garis-garis melingkar yang menyerupai kawat yang dililitkan.
Simbol ini bukan sekedar gambar, melainkan merepresentasikan fungsinya sebagai penyimpan energi. Ada berbagai jenis simbol induktor, tergantung pada tipe dan fungsinya.
Dengan mengenali simbol ini, kamu sudah mulai memahami bagian dari fungsi induktor dalam suatu rangkaian. Untuk lebih jelasnya, silakan lihat gambar simbol induktor di atas!
Cara Kerja Induktor
Untuk memahami cara kerja induktor dalam rangkaian, perhatikan gambar diatas.
Seperti yang Kamu lihat pada rangkaian diatas, terdapat lampu, kumparan kawat (induktor), dan sakelar dihubungkan ke baterai.
Jika kita melepaskan induktor dari rangkaian, lampu akan menyala secara normal. Dengan induktor, rangkaian berperilaku sangat berbeda.
Induktor atau koil memiliki resistansi yang jauh lebih rendah dibandingkan dengan lampu, sehingga ketika sakelar ditutup, sebagian besar arus harus mulai mengalir melalui koil karena menyediakan jalur resistansi rendah ke arus. karenanya lampu itu bersinar sangat redup.
Tetapi karena perilaku induktor pada rangkaian, ketika kita menutup sakelar, lampu bersinar terang dan kemudian menjadi redup dan ketika kita membuka sakelar, bola lampu bersinar sangat terang dan kemudian dengan cepat padam.
Alasannya adalah, ketika tegangan atau beda potensial diterapkan pada sebuah induktor, arus listrik yang mengalir melalui sebuah induktor menghasilkan medan magnet.
Medan magnet ini menciptakan arus listrik yang diinduksi dalam induktor tetapi dengan polaritas yang berlawanan, menurut hukum Lenz.
Arus induksi ini karena medan magnet induktor mencoba untuk melawan setiap perubahan, kenaikan atau penurunan, pada arus. Setelah adanya medan magnet, arus dapat mengalir secara normal.
Sekarang, ketika sakelar ditutup, medan magnet di sekitar induktor membuat arus tetap mengalir di induktor sampai medan magnet hilang. Arus ini membuat lampu tetap menyala selama waktu tertentu meskipun sakelarnya terbuka.
Dengan kata lain, prinsip kerja induktor adalah dapat menyimpan energi dalam bentuk medan magnet dan mencoba untuk melawan setiap perubahan arus yang mengalir melaluinya.
Dengan demikian, hasil keseluruhan dari ini adalah bahwa arus yang melalui induktor tidak dapat berubah secara instan.
Fungsi Induktor
Fungsi pokok induktor adalah untuk mengontrol sinyal dan menyimpan energi. Maksud dari mengontrol sinyal dan menyimpan energi dijelaskan dibawah ini.
Induktor Untuk Mengontrol Sinyal
Kumparan pada induktor dapat digunakan untuk menyimpan energi. Fungsi induktor tergantung pada frekuensi arus yang melewatinya.
Artinya untuk sinyal frekuensi yang lebih tinggi akan lebih mudah dilewatkan dan sebaliknya. Fungsi induktor ini memberitahu bahwa ia memblokir Arus AC dan melewatkan Arus DC. Oleh karena itu, dapat digunakan untuk memblokir sinyal AC.
Induktor dapat digunakan bersama dengan kapasitor untuk membentuk filter LC.
Induktor Untuk Menyimpan Energi
Induktor menyimpan energi dalam bentuk energi magnet. Kumparan dapat menyimpan energi listrik dalam bentuk energi magnet menggunakan sifat bahwa arus listrik yang mengalir melalui kumparan menghasilkan medan magnet, yang pada gilirannya menghasilkan arus listrik.
Dengan kata lain, kumparan memberikan sarana untuk menyimpan energi berdasarkan induktivitas
Adapun fungsi lain dari induktor antara lain:
- Menyimpan arus listrik dalam medan magnet
- Menahan arus bolak-balik (AC)
- Meneruskan arus searah (DC)
- Menapis (filter) frekuensi tertentu
- Pembangkit getaran serta melipatgandakan tegangan
- Bersama kapasitor, induktor berfungsi sebagai rangkaian resonator yang bisa beresonansi pada frekuensi tinggi.
- Dua induktor atau lebih terkopel secara magnetic dengan membentuk transformartor.
Kegunaan Induktor
Setelah Kamu mengetahui semua tentang cara kerja induktor dan fungsi induktor, Kamu mungkin bertanya-tanya untuk apa induktor sebenarnya digunakan dalam rangkaian elektronika maupun listrik.
Berikut adalah contoh penggunaan induktor dalam kehidupan sehari – hari:
Induktor Digunakan Untuk Rangkaian Tuning
Dengan bantuan induktor, rangkaian tuning dapat memilih frekuensi yang diinginkan. Jenis kapasitor bersama dengan induktor digunakan di berbagai perangkat elektronik seperti rangkaian tuning radio, televisi untuk mengubah frekuensi dan membantu memilih dalam beberapa saluran frekuensi.
Induktor DIgunakan Untuk Sensor Induktif
Sensor jarak induktif sangat andal dalam pengoperasian dan merupakan sensor tanpa kontak. Induktansi adalah prinsip utama dibaliknya dimana medan magnet pada kumparan akan melawan aliran arus listrik. Mekanisme sensor jarak digunakan pada lampu lalu lintas untuk mendeteksi kepadatan lalu lintas.
Induktor Digunakan Untuk Perangkat Penyimpanan Energi
Induktor dapat menyimpan energi untuk waktu yang kecil karena energi yang disimpan sebagai medan magnet akan hilang ketika supply listrik dimatikan. Penggunaan induktor dapat dilihat di rangkaian komputer di mana supply listrik dapat diaktifkan.
Induktor Digunakan Untuk Motor Induksi
Pada motor induksi, poros pada motor akan berputar karena adanya medan magnet yang dihasilkan akibat arus bolak-balik. Kecepatan motor dapat diperbaiki sesuai dengan frekuensi supply daya dari sumbernya. Penggunaan induktor dalam kecepatan motor dapat dikontrol.
Induktor Digunakan Untuk Transformator
Kombinasi beberapa induktor dengan medan magnet bersama dapat dirancang menjadi transformator. Salah satu kegunaan utama transformator dapat dilihat dalam sistem transmisi daya. Trafo digunakan dalam mengurangi atau meningkatkan transmisi daya sebagai transformator step-down atau step-up.
Induktor Digunakan Sebagai Filter Induktif
Induktor bila digabungkan dengan kapasitor akan digunakan sebagai filter. Frekuensi sinyal input saat memasuki rangkaian dibatasi oleh penggunaan filter ini. Dengan peningkatan frekuensi suplai, impedansi induktor meningkat.
Induktor Digunakan Untuk Relay
Relay bertindak sebagai saklar listrik. Dengan menggunakan kumparan induktor pada saklar, ada medan magnet yang dihasilkan ketika saklar bersentuhan dengan aliran listrik AC.
Jenis Jenis Induktor
Setelah mengetahui fungsi komponen induktor dan kegunaanya, penting untuk Kamu mengetahui jenis jenis induktor.
Induktor tersedia dalam berbagai bentuk dan memiliki kegunaan yang berbeda. Ukurannya bervariasi tergantung pada bahan yang digunakan untuk membuatnya.
Klasifikasi induktor dibagi menjadi dua jenis yaitu:
- Induktor tetap : Induktor yang kumparannya dililit sedemikian rupa sehingga lilitannya tetap pada posisinya terhadap satu sama lain, dan yang tidak memiliki inti magnet atau memiliki inti udara dan posisinya di dalam kumparan tetap.
- Induktor variabel : Induktor yang induktansinya dapat diatur secara terus menerus.
Inti merupakan komponen terpending dari Induktor. Ada banyak jenis Induktor sesuai dengan bahan inti yang digunakan. Mari kita lihat beberapa di antaranya.
Induktor Inti Udara
Induktor inti udara adalah jenis induktor yang umumnya terlihat dengan belitan sederhana. Jenis induktor ini tidak memiliki apa-apa selain udara sebagai bahan inti.
Bahan non-magnetik seperti plastik dan keramik juga digunakan sebagai bahan inti. Gambar diatas menunjukkan berbagai macam induktor inti udara.
Induktor inti udara memberikan kehilangan sinyal (signal loss) minimum pada aplikasi yang memiliki kekuatan medan magnet yang sangat tinggi. Juga, tidak ada kerugian inti karena tidak ada bahan inti yang solid.
Induktor Inti Besi
Induktor inti besi merupkan induktor yang memiliki bahan Ferromagnetik, seperti ferit atau besi, sebagai bahan inti.
Penggunaan bahan inti tersebut membantu dalam peningkatan induktansi, karena permeabilitas magnetik yang tinggi.
Permeabilitas mengukur kemampuan pembentukan medan magnet di dalam bahan. Gambar diatas menunjukkan gambar bentuk fisik induktor inti besi.
Induktor yang memiliki bahan inti feromagnetik seperti ini, mengalami kerugian inti dan kehilangan energi pada frekuensi tinggi. Induktor ini digunakan dalam pembuatan beberapa jenis transformator.
Induktor Toroid
Induktor toroid adalah induktor yang memiliki bahan magnetik sebagai bahan inti yang dililitkan kawat dan bentuknya seperti cincin melingkar, seperti yang ditunjukkan pada gambar diatas.
Kelebihan utama dari jenis induktor ini adalah bahwa, karena bentuknya yang melingkar, simetri dicapai di seluruh bentuk induktor, yang menyebabkan kerugian minimum pada fluks magnet. Induktor ini banyak digunakan dalam aplikasi rangkaian AC.
Induktor Inti Laminasi
Jenis – jenis induktor selanjutnya adalah induktor inti laminasi. Ini adalah induktor yang memiliki lembaran baja tipis yang dilaminasi, seperti tumpukan, sebagai bahan inti.
Biasanya untuk sebuah induktor, jika area loop diperbesar agar arus mengalir, rugi energi akan lebih banyak.
Padahal, dalam Induktor inti laminasi ini, lembaran baja tipis dari tumpukan sangat membantu dalam memblokir arus eddy, yang meminimalkan aksi loop.
Gambar diatas menunjukkan gambar induktor inti laminasi.
Kelebihan induktor ini adalah meminimalkan kehilangan energi dengan konstruksinya. Induktor inti laminasi ini sebagian besar digunakan dalam pembuatan transformator.
Induktor Inti Ferit
Induktor inti ferit adalah jenis induktor yang menggunakan bahan ferit sebagai intinya.
Satuan Induktor
Satuan SI untuk induktansi adalah Henry disingkat ‘H’. Ini didefinisikan sebagai ukuran perubahan arus listrik pada satu ampere per detik, menghasilkan gaya gerak listrik satu volt melintasi induktor.
Jadi dapat disimpulkan bahwa nilai induktansi sebuah induktor dinyatakan dalam satuan Henry. Henry adalah satuan turunan yang didasarkan pada 7 satuan dasar SI seperti meter (m), sekon (s), kilogram (kg), dan ampere (A).
Biasanya, Henry adalah satuan induktor yang besar dan jarang digunakan.
Unit lain yang lebih kecil seperti millihenry (mH) atau mikro-Henry juga digunakan untuk mengukur frekuensi radio dan range frekuensi audio secara khusus.
Terkadang, satuan nano-henry juga digunakan untuk range frekuensi yang sangat tinggi. Henry pada dasarnya digunakan untuk mengukur tegangan tinggi.
Rumus Induktor
Setelah Kamu mengetahui macam macam induktor beserta gambarnya, penting untuk bisa mencari nilai induktansi dengan menggunakan rumus induktor atau rumus induktansi.
Nilai induktansi biasanya dipengaruhi oleh sejumlah faktor yang diantaranya:
- Jumlah lilitan: Semakin banyak lilitan, maka semakin besar nilai induktansinya.
- Panjang lilitan: Semakin pendek lilitan, dalam hal ini yang dimaksud bukan panjang kawat, maka semakin besar pula nilai induktansinya.
- Kerapatan lilitan: Semakin rapat lilitan yang ada, maka semakin besar nilai induktansi yang dimiliki induktor.
- Panjang inti lilitan: Semakin panjang inti lilitan, maka semakin besar nilai induktansinya.
- Diameter inti lilitan: Semakin besar diameter intinya, maka semakin besar juga nilai induktansinya.
- Permeabilitas bahan inti: Semakin tinggi permeabilitas bahan inti yang digunakan, maka semakin besar nilai induktansinya.
Secara matematis, untuk mencarai besar induktansi pada induktor dapat menggunakan rumus berikut ini.
Dimana:
L = nilai induktansi
μ = permeabilitas material inti
N = jumlah lilitan
A = luas simpangan inti
l = panjang induktor
Contoh Soal Induktor
Kamu dapat dengan mudah memahami bagaimana cara menghitung induktor (nilai induktansinya) dengan menggunakan contoh soal induktor.
Berikut adalah contoh soal induktor beserta penyelesaiannya yang dapat Kamu pelajari.
1. Sebuah induktor memiliki kumparan dengan 25 lilitan dan panjang 5 cm. Jika luas penampangnya sebesar 0,5 cm2, berapakah nilai induktansi induktor tersebut?
Ditanyakan: berapakah nilai induktansi pada induktor?
Diketahui:
N = 25
I = 5 cm = 5 × 10-2
A = 0,5 cm2 = 5 × 10-5m
μ = 4π × 10-7 Wb/Am
Penyelesaian:
2. Diketahui nilai induktansi sebuah konduktor sebesar 0,5μH dan memiliki kumparan dengan jumlah lilitan sebanyak 50. Tentukan luas simpangan intinya apabila panjang induktor 10 cm.
Ditanyakan: Berapakah luas simpangan inti induktor?
Diketahui:
L = 0,5μH
N = 50
I = 10cm = 1×10-1m
Penyelesaian:
3. Sebuah induktor biasanya digambarkan dalam skema rangkaian sebagai…
a) Sebuah garis lurus.
b) Sebuah garis melingkar.
c) Sebuah simbol resistor.
d) Sebuah segitiga.
Jawaban: b) Sebuah garis melingkar.
Penjelasan: Induktor biasanya digambarkan sebagai serangkaian garis melingkar yang menyerupai lilitan kawat.
4. Apa yang terjadi pada induktor saat arus listrik melewatinya?
a) Menghasilkan medan magnet.
b) Menghasilkan panas.
c) Menghasilkan cahaya.
d) Menghasilkan suara.
Jawaban: a) Menghasilkan medan magnet.
Penjelasan: Induktor bekerja dengan menghasilkan medan magnet ketika arus listrik mengalir melaluinya.
5. Hukum apa yang menjelaskan perilaku induktor terhadap perubahan arus?
a) Hukum Ohm.
b) Hukum Lenz.
c) Hukum Kirchoff.
d) Hukum Joule.
Jawaban: b) Hukum Lenz.
Penjelasan: Hukum Lenz menyatakan bahwa arah dari arus yang diinduksi dalam suatu sirkuit selalu sedemikian rupa untuk menentang penyebab perubahannya.
6. Apakah fungsi utama dari induktor dalam rangkaian elektronik?
a) Mengonversi energi listrik ke cahaya.
b) Menyediakan resistansi.
c) Menyimpan energi dalam bentuk medan magnet.
d) Mengonversi energi listrik ke panas.
Jawaban: c) Menyimpan energi dalam bentuk medan magnet.
Penjelasan: Induktor bekerja dengan menyimpan energi dalam bentuk medan magnet saat arus listrik melaluinya.
7. Ketika sakelar pada rangkaian induktor ditutup, lampu akan…
a) Bersinar terang lalu meredup.
b) Tetap padam.
c) Menyala dengan intensitas yang konstan.
d) Berkedip-kedip.
Jawaban: a) Bersinar terang lalu meredup.
Penjelasan: Saat sakelar ditutup, lampu awalnya akan bersinar terang karena induktor belum membangun medan magnetnya. Namun, seiring waktu, saat medan magnet mulai terbentuk, lampu akan meredup karena induktor mencoba melawan perubahan arus.
8. Apa yang dihasilkan oleh induktor saat arus melaluinya berhenti tiba-tiba?
a) Arus berkebalikan.
b) Tegangan tinggi.
c) Panas berlebih.
d) Getaran.
Jawaban: b) Tegangan tinggi.
Penjelasan: Ketika arus melalui induktor berhenti tiba-tiba, induktor mencoba untuk mempertahankan arus tersebut, menghasilkan tegangan balik yang tinggi.
9. Satuan untuk induktansi adalah…
a) Ohm.
b) Volt.
c) Ampere.
d) Henry.
Jawaban: d) Henry.
Penjelasan: Satuan induktansi adalah Henry (H). Ini mengukur kemampuan suatu induktor untuk menyimpan energi dalam bentuk medan magnet.
10. Ketika frekuensi AC meningkat, reaktansi induktif…
a) Menurun.
b) Tetap sama.
c) Meningkat.
d) Tidak dipengaruhi.
Jawaban: c) Meningkat.
Penjelasan: Reaktansi induktif adalah resistansi yang diberikan oleh induktor terhadap arus AC. Reaktansi ini berbanding lurus dengan frekuensi; dengan kata lain, ketika frekuensi meningkat, reaktansi induktif juga meningkat.
Kesimpulan
Dari penjelasan diatas Kita dapat menyimpulkan bahwa Induktor adalah komponen elektronika yang terdiri dari kumparan kawat dan mampu menyimpan energi dalam bentuk medan magnet.
Dalam teknik elektronika, fungsi utama induktor adalah untuk menghambat perubahan arus yang melaluinya, sebuah fenomena yang dikenal dengan nama reaktansi induktif.
Selain itu, induktor juga memiliki kemampuan untuk menyimpan energi, yang dapat digunakan kembali dalam rangkaian.
Aplikasi induktor sangat beragam dalam dunia elektronika, mulai dari filter dalam power supply, transformator, hingga dalam pembuatan osilator.
Demikian informasi terkait Pengertian Induktor dan Fungsinya pada rangkaian elektronika yang bisa tim Kelasplc.com jabarkan. Semoga bisa memberikan wawasan untuk Kamu semuanya.
