Bab 10 Induktansi

Bab 10 Induktansi

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Sains dan TeknologiUIN Suska Riau

Abdillah, S.Si, MIT

TEL 2303

Topik Pekan Ini

Setelah mempelajari bab ini mahasiswa seharusnya memahami: Induktansi bersama dan induktansi-sendiri Energi medan magnetik Rangkaian R-L, L-C dan L-R-C

Apa itu Induktansi Bersama?

Bila suatu arus i1 yang berubah-ubah dalam suatu rangkaian menyebabkan sebuah fluks magnetik yang berubah-ubah dalam rangkaian kedua, maka suatu tge diinduksi dalam rangkaian kedua.

Konstanta M dinamakan induktansi bersama.

2

dtdi

Mε1

2

Induktansi Bersama

Serupa halnya, sebuah arus i2 yang berubah-ubah dalam rangkaian kedua akan menginduksi sebuah tge dalam rangkaian yang pertama.

Satuan SI dari induktansi bersama adalah henry, yang disingkat H.

1

dtdi

Mε2

1

Induktansi Bersama

Jika rangkaian-rangkaian itu berturut-turut adalah koil kawat dengan N1 dan N2 lilitan, maka induktansi bersama itu dapat dinyatakan dalam fluks rata-rata yang melalui setiap lilitan koil 2 yang disebabkan oleh arus i1 dalam koil 1 atau dinyatakan dalam fluks rata-rata yang melalui setiap lilitan koil 1 yang disebabkan oleh arus i1 dalam koil 2:

2

B11

1

B22

iΦN

iΦN

M

2B

1B

TGE Induksi Sendiri

Arus dalam rangkaian akan menimbulkan medan magnetik yang menyebabkan fluks magnetik melalui koil tersebut. Bila arus dalam rangkaian berubah, fluks juga berubah, dan tge induksi-sendiri akan muncul dalam rangkaian tersebut.

Induktansi Sendiri

Suatu arus i yang berubah-ubah dalam sebarang rangkaian akan menginduksi sebuah tge dalam rangkaian yang sama itu, yang dinamakan tge induksi sendiri.

Konstanta L dinamakan induktansi atau induktansi sendiri.

dtdi

Lε

Induktansi Sendiri

Induktansi sebuah koil yang terdiri atas N lilitan dikaitkan kepada fluks rata-rata yang melalui setiap lilitan yang disebabkan oleh arus i dalam koil itu.

Sebuah alat rangkaian yang dimaksudkan untuk mempunyai induktansi yang cukup besar dinamakan sebuah induktor.

B

iNΦ

L B

Induktor L

Bila sebuah arus i mengalir dari a ke b melalui sebuah induktor, potensial itu turun dari a ke b bila di/dt positif (arus yang semakin bertambah). Dalam setiap kasus Vab = Va – Vb = L di/dt. Bila i konstan Vab = 0.

Energi Medan Magnetik

Sebuah induktor dengan induktansi L yang mengangkut arus i mempunyai energi.

Energi ini diasosiasikan dengan medan magnetik induktor. Jika medan berada dalam ruang hampa, maka kerapatan energi magnetik u (energi per satuan volume) adalah:

2Li21

U

0

2

2μB

u

Rangkaian R-L

0dtdi

LiRε

iLR

Lε

LiRε

dtdi

Pertumbuhan Arus dalam Rangkaian R-L

L-Rrangkaian

sebuah untuk waktu konstanta

R

L

Rt/Le1Rε

i

)/( 0

tLReIi

Peluruhan Arus dalam Rangkaian R-L

dtdi

LiRi0 2

L

L-Rrangkaian sebuah

untuk waktu konstanta =

R

Rangkaian L-C

Rangkaian L-C

Rangkaian L-C

LC

1

Sebuah rangkaian L-C, yang mengandung induktansi L dan kapasitansi C, mengalami osilasi listrik dengan frekwensi sudut .

Rangkaian seperti ini analog dengan sebuah osilator harmonik, dimana induktansi L analog dengan masa m, 1/C analog dengan konstanta gaya k, muatan q analog dengan pergeseran x, dan arus i analog dengan kecepatan v.

Tabel Osilasi Rangkaian L-C

Rangkaian R-L-C

2

2

4LR

LC1

ω'

Sebuah rangkaian seri L-R-C, yang mengandung induktansi, resistansi (hambatan) dan kapasitansi, mengalami osilasi teredam untuk hambatan yang cukup kecil. Frekuensi ’ dari osilasi teredam itu adalah

Energi ini diasosiasikan dengan medan magnetik induktor. Jika medan berada dalam ruang hampa, maka kerapatan energi magnetik u (energi per satuan volume) adalah:

Rangkaian R-L-C

a. kurang redam (R kecil)b. teredam kritis (R2=4L/C)c. kelewat redam (R sangat besar)

Tugas Terstruktur #2

Kerjakan soal-soal Latihan berikut:

1.Bab 28 No. 2

2.Bab 29 No. 2

3.Bab 30 No. 16

4.Bab 31 No. 6

Tulislah apa yang diketahui dan diagram bebasnya (jika diperlukan) serta apa yang ditanyakan. Tulisan tangan di kertas HVS polos ukuran A4 dan printout kertas cover untuk nama, NIM, kelas, judul dan nomor tugas. Dikumpulkan minggu depan.

Pekerjaan Rumah

Kerjakan soal latihan dan soal-soal bab 31 tentang Induktansi

Download materi handout Arus Bolak-Balik

Baca bab 32 buku Young & Freedman mulai dari Pendahuluan hingga Pertanyaan Diskusi