INDUKSI SENDIRI

INDUKSI SENDIRI (Self Induction Effect)

Apabila arus yang mengalir besarnya berubah – rubah terhadap waktu akan menghasilkan fluks magnetic yang berubah terhadap waktu. Perubahan fluks magnetic ini dapat menginduksikan rangkaian itu sendiri, sehingga didalamnya timbul GGL induksi.

GGL induksi (Gaya Gerak Listrik) yang diakibatkan oleh perubahan fluks magnetic sendiri dinamakan GGL induksi diri. Dengan katan lain induksi diri adalah induksi yang disebabkan oleh dirinya sendiri pada saat bekerja dan tidak bekerja.

Medan magnet akan dibangkitkan pada saat arus mengalir melalui kumparan. akibatnya, EMF (Electro Motive Force) dibangkitkan dan menghasilkan garis gaya magnet (magnetic flux) dengan arah yang berlawanan dengan pembentukan garis – garis gaya magnet dalam kumparan (koil).oleh karna itu arus tidak akan mengalir seketika pada saat dialirkan kekumparan tetapi membutuhkan waktu untuk menaikkan arus tersebut.

Sebagai contoh bunga api yang terjadi pada saat memutuskan suatu sirkuit arus selalu disebabkan karna induksi diri. 

 

GGL terinduksi ini berlawanan arah dengan perubahan fluks. jika arus yang melalui kumparan meningkat, kenaikan fluks magnet akan menginduksi GGL dengan arah arus yang berlawanan dan cendrung untuk memperlambat kenaikan arus tersebut. dapat disimpulkan bahwa GGL induksi Ɛ sebanding dengan laju perubahan arus yang dirumuskan :

 

I merupakan arus sesaat, dan tanda negative menunjukkan bahwa GGL yang dihasilkan berlawanan dengan perubahan arus. konstanta kesebandingan L disebut induktansi diri atau induktansi kumparan, yang memiliki satuan henry (H), yang didefinisikan sebagai satuan untuk menyatakan besarnya induktansi suatu rangkaian tertutup yang menghasilkan GGL satu volt bila arus listrik didalam rangkaian berubah secara seragam dengan laju satu ampere per detik. seperti terlihat pada grafik dibawah ini.

 

grafik diatas menunjukkan saat arus listrik system (missal system audio) dihidupkan akan mengalir sumber tegangan dan arus ke system audio, karna adanya induksi sendiri dari system belum hilang mengakibatkan arus listrik pada system tidak bisa maksimum. agar system audio berfungsi maksimal butuh waktu lama sehingga grafik untuk arus jadi melengkung. saat system listrik (missal system audio) dimatikan arus listrik sharusnya hilang dengan cepat karna ada induksi sendiri maka system audio tidak mati dengan cepat.

pengertian lain dari grafik diatas sebagai berikut :

a.       saat stop kontak dipasang, induksi sendiri memperlambat arus listrik mencapai maksimum   sehingga suara audio kecil.

b.    saat stop kontak dilepas, induksi sendiri memperlambat pemutusan arus listrik, akibat adanya loncatan bunga api pada stop kontak pemutus dan suara audio tidak mati dengan cepat.

Jenis – Jenis Induksi Diri (Self Induksi pada Lilitan) 

solenoid merupakan kumparan kawat yang terlilit pada suatu pembentuk silinder. pada kumparan

ini panjang pembentuk melebihi garis tengahnya. bila arus dilewatkan melalui kumparan, suatu

medan magnetic akan dihasilkan di dalam kumparan sejajar dengan sumbu.  

 

Sementara itu, toroida adalah solenoid yang dilengkungkan sehingga sumbunya menjadi berbentuk lingkaran. Induktor adalah sebuah kumparan yang memiliki induktansi dari L yang signifikan.

 

Induktansi diri L sebuah solenoid dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan 4 pada induksi elektromagnetik. medan magnet didalam solenoid adalah :  

    

    dengan n = N/I, dari persamaan 3. pada induksi elektromagnetik dan (1) akan diperoleh :

     

   

    Jadi

     

    

 

     

     Energi yang Tersimpan pada Induktor

Energi yang tersimpan dalam inductor (kumparan) tersimpan dalam bentuk medan magnetic. energy U yang tersimpan di dalam sebuah induktansi L yang dilewati arus I, adalah :

    

    

Apabila energy pada persamaan (6) tersimpan dalam suatu volume yang dibatasi oleh lilitan AI, maka besar energy persatuan volume atau yang disebut kerapatan energy, adalah:

    

    

     Induktansi Bersama

Apabila dua kumparan saling berdekatan, maka sebuah arus tetap I di dalam sebuah kumparan akan menghasilkan sebuah fluks magnetic ɸ yang mengitari kumparan lainnya, dan menginduksikan GGL pada kumparan tersebut.

    

    

Menurut hukum faraday, besar GGL Ɛ₂ yang di induksi ke kumparan tersebut berbanding lurus dengan laju perubahan fluks yang melewatinya. karna fluks berbanding lurus dengan kumparan 1, maka Ɛ₂ harus sebanding dengan laju perubahan arus pada kumparan 1, dapat dinyatakan:

    

Dengan M adalah konstanta pembanding yang disebut induktansi bersama. nilai M tergantung

pada ukuran kumparan, jumlah lilitan, dan jarak pisahnya.

Induktansi bersama mempunyai satuan henry (H), untuk mengenang fisikawan asal AS, joseph

Henry (1797 – 1878). pada situasi yang berbeda, jika perubahan arus kumparan 2 menginduksi

GGL pada kumparan 1, maka konstanta pembanding akan bernilai sama, yaitu : 

Ɛ₁ = -M ΔI₂/Δt =………………………