Dasar-Dasar Induktor:Semua yang Perlu Anda Ketahui

Induktor jarang untuk elektronik hobi. Namun, mereka penting untuk diketahui jika Anda melakukan sesuatu yang melibatkan arus bolak-balik (AC). Mereka sepopuler resistor dalam aplikasi yang menggunakan AC. Mereka memaksakan perubahan dalam aliran arus. Akibatnya, mereka bagus untuk menyaring sinyal dan mengubah antara tegangan AC yang berbeda. Inilah sebabnya mengapa kami sering menggunakannya dalam catu daya variabel. Ini hanya beberapa alasan mengapa Anda harus belajar tentang induktor. Namun demikian, panduan ini akan mengeksplorasi beberapa Dasar-dasar Induktor.

Apa itu Induktor?

Satu set kumparan induktansi

Induktor adalah komponen elektronik yang secara sementara menyimpan energi. Akibatnya, ia menggunakan medan magnet untuk mencapai hal ini. Umumnya, sebagian besar induktor muncul sebagai gulungan kawat (seringkali kawat tembaga) di sekitar bekas magnet atau nonmagnetik. Pembentuk dapat menggunakan jenis bahan inti utama berikut:

• Inti Besi
• Inti Ferit
• Inti Udara
• Induktor inti keramik

Akibatnya, induktor inti ferit dan besi mungkin yang paling disukai karena dapat menghasilkan medan magnet yang lebih besar dan dengan demikian menyimpan lebih banyak energi.

Bagaimana Cara Kerja Induktor?

Sebuah induktor

Seperti yang mungkin Anda perhatikan, induktor tidak selalu membutuhkan pembentuk untuk berfungsi. Sebagian besar induktor udara adalah kawat berinsulasi rapat yang dililitkan bersama tanpa pusat. Karena Hukum Induksi Faraday, ketika arus listrik melewati sebuah kumparan, ia menciptakan medan magnet.

Ketika kita menggulung sekelompok kabel, ini dapat menciptakan medan magnet yang lebih besar. Saat arus mengalir melalui gugus ini, ia menjadi energi magnet. Namun, ketika arus berhenti mengalir, medan elektromagnetik rusak, dan energi magnet berubah menjadi energi elektronik. Pada tahap ini, ia meniru sepotong kawat klasik.

Namun, dibutuhkan beberapa saat sebelum induktor mengubah dan melepaskan semua energi magnet dan listrik, dan ini adalah konsep dasar elektromagnetisme di mana semua induktor berfungsi.

Sebagai ilustrasi, kita dapat menganggap induktor sebagai kincir air besar. Ketika Anda memiliki kincir air yang berat dan tidak bergerak dan mulai mengalirkan air melaluinya, akan membutuhkan waktu dan energi untuk membuat kincir naik dan berputar. Namun, begitu mulai berputar dan memiliki momentum yang besar, perlu waktu untuk berhenti berputar saat Anda memutus suplai air. Induktor berfungsi dengan prinsip yang sama tetapi dengan muatan listrik.

Resistansi terhadap aliran listrik inilah yang kita kenal sebagai induktansi. Ini menggambarkan rasio antara fluks magnet dan arus listrik yang menginduksinya. Ada berbagai macam berbagai jenis induktor di pasar elektronik. Semuanya memiliki sifat dasar, konstruksi, dan tujuan uniknya sendiri.

Perbedaan Antara Induktor dan Kapasitor

Kapasitor dan induktor papan catu daya

Sementara induktor dan kapasitor memiliki fungsi yang serupa, mereka bekerja dengan sangat berbeda. Keduanya adalah komponen pasif yang menyimpan energi dari rangkaian dan kemudian melepaskannya. Namun, kapasitor menyimpan energi dalam medan listrik. Sebaliknya, induktor menyimpan energi dalam medan magnet dan melepaskannya sebagai energi listrik. Akibatnya, ini adalah proses yang kita kenal sebagai induksi elektromagnetik.

Khususnya, di sinilah induktor mendapatkan namanya. Namun demikian, kami biasanya menggunakan kapasitor dalam aplikasi elektrolit tegangan tinggi seperti catu daya.

Kami juga dapat menggunakannya dalam aplikasi tegangan rendah dan tujuan umum di mana kami membutuhkan nilai kapasitansi yang besar. Di sisi lain, kami menggunakan induktor dan aplikasi AC seperti radio TV.

Simbol Induktor

Kami mengukur induktansi menggunakan satuan induktansi SI, yang kami kenal sebagai Henry (H). Itu mendapat namanya dari Joseph Henry, seorang ilmuwan terkemuka yang menemukan induktansi timbal balik. Namun demikian, simbol elektronik yang berbeda untuk induktor terlihat seperti ini:

Simbol Listrik/Elektronik untuk Induktor

Cara Mengukur Induktansi

Sebelum kita dapat mengeksplorasi bagaimana mengukur induktansi, kita perlu memeriksa faktor-faktor yang mempengaruhi induktansi.

Faktor yang Mempengaruhi Induktansi

Koleksi induktor choke industri

Kita dapat menentukan induktansi elektromagnetik dari sebuah induktor dengan empat faktor utama:

• Jumlah lilitan kumparan (N )
• Material inti dan permeabilitas (μ)
• Luas penampang kumparan (A)
• Panjang kumparan (l )

Induktansi berbanding lurus dengan permeabilitas. Jika kita meningkatkan permeabilitas, kita meningkatkan induktansi. Mari kita pertimbangkan induktor inti udara. Udara memiliki permeabilitas relatif 1 (μ =1). Ini karena udara, seperti halnya keramik, hampir tidak memiliki sifat magnetik, sehingga tidak meningkatkan induktansi kumparan dengan cara apa pun.

Jika Anda memerlukan induktor dengan induktansi yang lebih tinggi, Anda harus mempertimbangkan untuk menggunakan inti dengan bahan magnetik atau bahan feromagnetik. Kebetulan, induktor inti magnetik memiliki permeabilitas yang berkisar ratusan (μ =100+).

Dengan demikian, mereka memberikan induktansi yang jauh lebih tinggi untuk induktor ukuran yang sama. Inilah sebabnya mengapa produsen cenderung menghindari membangun induktor inti udara. Meskipun Anda mungkin berpikir itu ide yang baik untuk menggunakan bahan inti dengan permeabilitas tertinggi, itu bukan karena jenis bahan inti mempengaruhi daya dan efisiensi termal.

Bahan komposit ferit dan logam adalah dua jenis inti yang biasa digunakan produsen dalam konduktor. Setiap jenis bahan memiliki kekuatan dan kelemahan. Misalnya, bahan ferit cenderung memiliki permeabilitas yang sangat tinggi dan nilai induktansi yang tinggi untuk ukuran paket yang diberikan.

Namun, ketidakstabilan termal mungkin menjadi faktor yang menghalangi orang memilih bahan inti ini. Mengoperasikan arus masuk di atas tingkat saturasi dapat menyebabkan panas berlebih dan kegagalan sirkuit elektronik.

Inti komposit logam cenderung lebih diinginkan karena karakteristik saturasinya yang lebih lembut. Ini mungkin lebih dekat ke induktor ideal Anda. Namun demikian, ketika memilih induktor, ini adalah faktor yang perlu Anda pertimbangkan. Mereka mengontrol dan mempengaruhi sifat elektromagnetik induktor.

Cara Menghitung Mikrohenri Kumparan Induktor

Untuk menemukan induktansi kumparan, Anda harus mengukur panjang (L) dan diameter (d) loop, serta menghitung jumlah (N) putaran (atau cincin dalam loop). Selanjutnya, Anda harus mengkuadratkan jumlah putaran (N^2) dan diameter (D^2). Selanjutnya, Anda harus mengalikan angka kuadrat satu sama lain. Dalam perhitungan terpisah, kalikan diameter dengan 18 (18D) dan tambahkan ke panjangnya, yang Anda kalikan dengan 40 (40L).

Bagi persamaan pertama dengan persamaan kedua. Persamaan akhir Anda akan terlihat seperti ini:

μH =(N^2)(D^2) (18D + 40L)

Perhitungan di atas akan mengungkapkan microhenries dari sebuah kumparan. Untuk mengubah microhenries menjadi henries, Anda harus mengambil hasil analisis di atas dan membaginya dengan 1.000.000. Ini karena:

• 1μH =0,000001H
• 1H =1000000μH

Anda dapat menemukan kalkulator induktansi kumparan online atau membeli induktor dengan nilai yang diketahui untuk memudahkan Anda sendiri.

Induktor Seri dan Paralel

Sama seperti menempatkan resistor dan kapasitor secara seri dan paralel, kemungkinan besar Anda ingin melakukan hal yang sama dengan induktor. Sebagai aturan umum, induktor menambahkan string dan paralel dengan cara yang sama seperti resistor. Dengan demikian, persamaan untuk resistor secara seri dan paralel serupa untuk induktor.

Induktor secara seri ditambahkan bersama-sama seperti resistor. Katakanlah Anda memiliki dua induktor secara seri (L1 dan L2). Persamaannya akan terlihat seperti ini:

Jumlah =L1 + L2

Diagram rangkaian induktor dalam rangkaian

Ini masuk akal karena arus yang sama mengalir melalui semua induktor. Jadi, jika ada perubahan draft, perbedaan semua induktor adalah sama. Ketika kita menghubungkan induktor secara paralel, induktansi total akan lebih kecil dari masing-masing induktor.

Dengan demikian, setiap induktor mengalami kurang dari jumlah total arus listrik yang melalui rangkaian listrik karena arus listrik terpecah. Dengan demikian, rasio fluks magnet terhadap arus listrik berbeda. Dengan demikian, persamaannya akan terlihat seperti ini:

Total =1/(1/L1+1/L2)

Diagram sirkuit Jika induktor di paralel

Energi yang Disimpan Oleh Induktor

Pada bagian ini, kita akan mengeksplorasi cara menghitung jumlah energi listrik dalam sebuah induktor.

Mari kita ambil contoh di mana arus 15A (Ampere) mengalir melalui induktor 200mH. Energi yang tersimpan adalah 1/2 induktansi dikalikan dengan kuadrat angin.

Template untuk persamaan kita terlihat seperti ini:

U =1/2L * I^2

Menggunakan contoh kita, langkah pertama yang perlu kita ambil adalah mengubah mH (millihenrys) menjadi H (henrys). Untuk melakukan ini, Anda harus mengalikan nilai induktansi mH dengan 10^-3. Dengan demikian, perhitungan dan hasilnya akan terlihat seperti ini:

200mj * 10^-3 =0,2J

Setelah kita memiliki induktansi dalam henrys, kita dapat menghitung energi medan magnet. Perhitungannya seperti ini:

U =1/2(0.2) * 15^2

U =22,5 Joule

Ini adalah persamaan standar untuk menghitung energi yang tersimpan dalam medan magnet induktor.

Aplikasi Induktor

Induktor sebagai choke pada rangkaian

Kami secara singkat menyentuh beberapa penggunaan induktor di bagian di atas. Namun demikian, mari kita lihat lebih dekat dan kembangkan beberapa aplikasi ini. Kami menggunakan induktor untuk:

• Meningkatkan konverter yang membantu meningkatkan tegangan keluaran arus searah (DC) sekaligus menurunkan arus
• Untuk mencekik suplai arus bolak-balik dan hanya mengizinkan arus searah (DC) melewati sirkuit
• Pemisahan frekuensi yang berbeda
• Sirkuit RF, sirkuit analog, dan sirkuit yang disetel
• Motor, transformator, relai, dan berbagai macam elektronik dan konverter lainnya

Ini adalah aplikasi induktor yang paling umum, dan kami juga dapat menggunakan induktor frekuensi tinggi dalam aplikasi radio.

Ringkasan

Penting untuk diingat bahwa Anda tidak dapat mengukur induktansi dengan multimeter standar. Namun, Anda dapat menemukan model tertentu dengan pengukur RLC bawaan. Namun, itu tidak akan mengungkapkan hasil yang paling akurat untuk Anda. Untuk mengukur induktansi dengan benar, Anda perlu menggunakan meteran RLC. Anda dapat menghubungkan induktor ke unit, dan itu akan menjalankan tes cepat untuk mengukur nilai. Atau, Anda dapat menggunakan beberapa informasi dalam panduan di atas untuk mengetahui cara menghitung induktansi sendiri. Namun demikian, kami harap teks di atas bermanfaat bagi Anda. Seperti biasa, terima kasih telah membaca.