MODUL 5

INDUKTANSI

1

Detektor logam di Bandara :

Merupakan kawat panjang yang dibentuk koil dalam frame / bingkai pintu. Koil mempunyai induktansi.

Jika seseorang yang lewat detektor membawa logam, induktansi koil akan berubah. Perubahan induktansi membuat alarm berbunyi

2

(a) Arus listrik pada kawat membangkitkan medan magnet ke arah kiri

(b) I bertambah, medan magnet semakin besar, mengakibatkan tegangan induksi dalam kawat dengan polaritas seperti pada gambar di atasnya

(b) I berkurang , medan magnet semakin mengecil , mengakibatkan tegangan induksi dalam kawat dengan polaritas seperti pada gambar di atasnya 3

dt

dI

dt

dB

dt

d

Tegangan induksi sebanding dengan perubahan arus persatuan waktu

Konstanta kesebandingan dinyatakan dalam Induktansi koil yang tergantung pada geometri koil dan sifat fisik lainnya.

Induktansi diri kumparan tertutup (solenoid atau toroida ) dengan N lilitan yang dialiri arus I adalah 4

Dengan asumsi : Medan magnet dalam solenoid uniform

Besarnya fluks magnet

Besarnya induktansi

5

6

7

8

Rangkaian RL

Pada saat asaklar ditutup, arus yang mengalir meningkat, Tegangan belik yang melawan naiknya arus diinduksi dalam induktor., dI/dt positif, maka L negatif. Nilai L yang negatif menunjukkan adanya penurunan potensial listrik antara a dan b

Berdasarkan Hk. Kirchoff

9

Ambil substitusi

10

Pada saat t = 0, I = 0, x0 = /L

: Konstanta waktu

11

Kurva arus listrik (I ) terhadap waktu (t)

Kurva perub arus listrik (dI) terhadap waktu (t)

12

13

Diberikan rangkaian RL sebagai berikut :

14

15

16

Energi yang diberikan baterai

Energi yang hantarkan dalam resistor

Energi yang disimpan dalam induktor

Energi yang disimpan dalam induktor

17

Energi yang disimpan dapat juga dinyatakan dalam variabel yang lain

A l adalah volume solenoid, Energi persatuan volume

18

Kabel koaksial terdir dari 2 silinder logam dengan diameter a ( dalam ) dan b ( luar).

Induktansi diri L kabel koaksial

Tenaga yang tersimpan dalam medan magnet

19

(Induktansi bersama)Arus I1 pada koil 1 dengan N1 lilitan membangkitkan medan magnet yang mengenai koil 2

12 adalah fluks yang

ditimbulkan oleh koil 1 yang mengenai koil 2.

Besarnya induktansi bersama koil 2 oleh koil 1

20

Jika arus I1 besarnya berubah terhadap waktu, tegangan induksi pada koil 2 oleh koil 1

Sebaliknya bila yang dialiri arus adalah koil 2. Jika arus I2 besarnya berubah terhadap waktu, tegangan induksi pada koil 1 oleh koil 2

Dalam induktansi bersama, tegangan induksi pada salah satu koil selalu sebanding dengan perubahan arus listrik koil yang lainnya

21

22

23

Rangkaian kapasitor dan induktor analogi dengan rangakain mekanik balok dan pegas

Dengan

Analog dengan muatan pada kapasitor

Dengan

24

Tenaga totalnya

26

27

Rangkaian RLC analog dengan pegas dan balok dalam cairan

28

29

30

Nilai R kritis

31

32

33

34

35