Induktansi AC dan Reaktansi Induktif: Pengertian, Rumus dan Pengaruh Frekuensi

Induktansi AC merupakan kemampuan sebuah induktor dalam memberikan perlawanan terhadap perubahan arus bolak-balik (AC) yang melewatinya. Efek ini terjadi karena induktor menyimpan dan melepaskan energi dalam bentuk medan magnet pada lilitan kumparannya. Dalam rangkaian AC, induktansi memiliki peran penting karena menyebabkan hubungan antara tegangan dan arus mengalami pergeseran fase. Pada induktor murni, arus akan tertinggal terhadap tegangan sebesar 90°.

Efek Induktansi dalam Rangkaian AC

Ketika sebuah induktor dihubungkan dengan sumber tegangan AC, arus yang mengalir melalui kumparan akan menghasilkan EMF induksi diri (self-induced EMF). EMF ini memiliki arah yang berlawanan dengan perubahan arus yang menyebabkannya. Pada rangkaian yang mengandung induktansi AC, kumparan induktif bertindak sebagai bagian dari impedansi kompleks yang membatasi perubahan arus di dalam rangkaian.

 

Secara sederhana, induktor dapat berupa kumparan, lilitan, atau loop kawat yang dibuat dalam bentuk tertentu. Kumparan tersebut dapat dililitkan pada pipa berongga sehingga menghasilkan air core, atau dililitkan pada material ferromagnetik seperti besi untuk meningkatkan nilai induktansinya. Kemampuan induktor dalam menyimpan energi tersebut disebut induktansi, yang dinyatakan dalam satuan Henry (H).

Induktor sebagai Perangkat Penyimpanan Energi

Induktor menyimpan energi dalam bentuk medan magnet yang terbentuk ketika tegangan diberikan pada terminalnya. Berbeda dengan resistor, perubahan arus pada induktor tidak terjadi secara langsung. Pertumbuhan arus dipengaruhi oleh EMF yang diinduksi sendiri atau yang sering disebut sebagai back EMF pada induktor. EMF tersebut menentang perubahan arus yang terjadi di dalam kumparan.

 

Pada sebuah kumparan induktor, tegangan back EMF (V_L) sebanding dengan laju perubahan arus yang melewatinya. Arus akan terus meningkat hingga mencapai kondisi stabil maksimum, yang secara umum dicapai setelah sekitar lima konstanta waktu. Pada kondisi tersebut, back EMF yang diinduksi sendiri telah berkurang hingga mendekati nol.

 

Ketika kondisi steady state tercapai, arus dapat mengalir melalui kumparan tanpa lagi mendapatkan perlawanan dari back EMF akibat perubahan arus. Dalam rangkaian DC, kondisi ini membuat induktor ideal berperilaku mendekati hubung singkat (short circuit) sehingga memungkinkan arus mengalir secara maksimal. Namun, perilaku tersebut berbeda ketika induktor digunakan dalam rangkaian arus bolak-balik (AC). Karena tegangan dan arus terus berubah terhadap waktu, induktor memberikan perlawanan yang terus berubah terhadap aliran arus.

Perilaku Induktor pada Rangkaian AC

Dalam rangkaian AC, perlawanan terhadap arus yang mengalir melalui kumparan tidak hanya ditentukan oleh nilai induktansi. Frekuensi tegangan AC juga memiliki pengaruh yang sangat besar. Hal ini terjadi karena tegangan AC terus berubah dari nilai positif ke negatif. Perubahan tersebut menyebabkan arus pada induktor juga terus mengalami perubahan.

 

Perlawanan yang diberikan oleh induktor terhadap arus AC disebut reaktansi induktif. Reaktansi merupakan bagian dari impedansi yang berkaitan dengan efek penyimpanan energi pada komponen reaktif. Seperti resistansi, reaktansi juga memiliki satuan Ohm (Ω). Namun, reaktansi menggunakan simbol X, sedangkan resistansi murni menggunakan simbol R.

 

Karena komponen yang dibahas adalah induktor, maka reaktansinya disebut reaktansi induktif dan dilambangkan dengan (X_L). Nilai reaktansi induktif dapat dihitung menggunakan persamaan berikut.

Persamaan Reaktansi Induktif

Keterangan:

- XL = reaktansi induktif dalam Ohm (Ω)

- Φ (pi) = konstanta matematika dengan nilai sekitar 3,142

- f = frekuensi dalam Hertz (Hz)

- L = induktansi dalam Henry (H)

Reaktansi induktif juga dapat dinyatakan menggunakan frekuensi sudut (angular frequency). Frekuensi sudut dilambangkan dengan (ω) dan memiliki hubungan:

 

Dengan demikian, persamaan reaktansi induktif dapat ditulis menjadi:

 

 

Ketika tegangan sinusoidal diberikan pada sebuah kumparan induktif, back EMF akan menentang perubahan arus yang mengalir melalui kumparan. Pada induktor ideal yang tidak memiliki resistansi maupun kerugian nol, impedansi yang diberikan oleh induktor sepenuhnya berasal dari reaktansi induktifnya. Reaktansi juga dapat direpresentasikan menggunakan vektor karena memiliki nilai magnitudo dan sudut fase. Hubungan tersebut dapat dilihat pada rangkaian berikut.

Induktansi AC dengan Sumber Tegangan Sinusoidal

Rangkaian sederhana tersebut terdiri dari induktor murni dengan nilai (L) Henry (H) yang dihubungkan ke sumber tegangan sinusoidal. Tegangan yang diberikan dapat dinyatakan dengan persamaan:

 

 

Ketika sakelar ditutup, tegangan sinusoidal menyebabkan arus mulai mengalir dan meningkat dari nol menuju nilai maksimumnya. Perubahan arus tersebut menghasilkan medan magnet di dalam kumparan. Medan magnet ini kemudian menimbulkan EMF induksi yang berfungsi menentang perubahan arus.Berbeda dengan rangkaian DC, arus pada rangkaian AC tidak sempat mencapai kondisi konstan sebelum tegangan kembali berubah polaritas. 

 

Ketika polaritas tegangan berubah, arah arus juga berubah. Perubahan arah arus tersebut kembali ditentang oleh EMF balik yang diinduksi sendiri di dalam kumparan. Akibatnya, pada rangkaian yang hanya terdiri dari induktansi murni, arus mengalami keterlambatan fase sebesar 90° terhadap tegangan. Tegangan mencapai nilai positif maksimumnya seperempat siklus atau (1/4f) lebih dahulu sebelum arus mencapai nilai positif maksimumnya. Dengan kata lain, pada rangkaian induktif murni, tegangan mendahului arus sebesar 90°.

Gelombang Sinusoidal pada Induktansi AC

Hubungan fase antara tegangan dan arus dapat dilihat dengan lebih jelas melalui bentuk gelombang sinusoidal. Pada induktor murni, tegangan mencapai puncaknya lebih dahulu, sedangkan arus baru mencapai nilai maksimumnya setelah seperempat siklus. Perbedaan waktu tersebut menunjukkan adanya pergeseran fase sebesar 90°. 

Diagram Phasor pada Induktansi AC

Hubungan fase tersebut juga dapat digambarkan menggunakan diagram phasor. Jika tegangan digunakan sebagai referensi, maka arus dapat dikatakan tertinggal (lagging) terhadap tegangan sebesar 90°. Sebaliknya, jika arus digunakan sebagai referensi, tegangan dapat dikatakan mendahului (leading) arus sebesar 90°. Jadi, pada induktor murni tanpa rugi-rugi:

Cara Mudah Mengingat Hubungan Fase dengan "ELI"

Ada cara sederhana untuk mengingat hubungan fase antara tegangan dan arus pada induktor murni, yaitu menggunakan mnemonic "ELI". Cara membacanya dapat disamakan dengan nama "Ellie". ELI merupakan singkatan dari:

- E = Electromotive Force atau tegangan

- L = Inductance atau induktansi

- I = Current atau arus

Urutannya menunjukkan bahwa pada induktor (L), tegangan atau EMF (E) berada lebih dahulu daripada arus (I). Dengan kata lain, tegangan pada induktor mendahului arus sebesar 90°. Hubungan ini tetap berlaku pada induktor murni, terlepas dari sudut fase awal yang digunakan.

Pengaruh Frekuensi terhadap Reaktansi Induktif

Frekuensi memiliki pengaruh langsung terhadap besar kecilnya reaktansi induktif. Misalnya, ketika sumber AC 50 Hz dihubungkan ke sebuah induktor, arus akan tertinggal terhadap tegangan sebesar 90°. Karena tegangan dan arus terus berubah secara periodik, arus membutuhkan waktu tertentu untuk mencapai nilai puncaknya.

 

Jika sumber AC kemudian dinaikkan menjadi 100 Hz dengan tegangan puncak yang sama, arus tetap tertinggal sebesar 90°. Namun, nilai maksimum arus yang dicapai akan menjadi lebih rendah dibandingkan ketika frekuensi sumber adalah 50 Hz. Hal tersebut terjadi karena peningkatan frekuensi membuat periode gelombang menjadi lebih pendek. Waktu yang tersedia bagi arus untuk mencapai nilai maksimumnya menjadi lebih sedikit.

 

Jika sebelumnya arus memiliki waktu sekitar T detik untuk mencapai kondisi tertentu, pada frekuensi yang lebih tinggi waktu tersebut menjadi lebih singkat. Selain itu, laju perubahan fluks magnetik di dalam kumparan juga meningkat seiring bertambahnya frekuensi. Berdasarkan persamaan reaktansi induktif:

dapat dilihat bahwa reaktansi induktif berbanding lurus dengan frekuensi dan induktansi.

Artinya:

- Jika frekuensi meningkat, maka (X_L) meningkat.

- Jika induktansi meningkat, maka (X_L) juga meningkat.

- Jika frekuensi menurun, maka (X_L) ikut menurun.

- Jika induktansi menurun, maka (X_L) juga ikut menurun.

Ketika frekuensi sumber semakin tinggi dan mendekati tak hingga, nilai reaktansi induktif juga akan semakin besar. Akibatnya, impedansi induktor meningkat dan induktor semakin sulit dilewati arus AC.

 

Oleh karena itu, pada frekuensi yang sangat tinggi, induktor ideal dapat dianggap bertindak seperti rangkaian terbuka (open circuit). Sebaliknya, ketika frekuensi mendekati nol atau sumber berada pada kondisi DC, reaktansi induktif akan mendekati nol:

Dalam kondisi tersebut, induktor ideal dapat dianggap seperti hubung singkat (short circuit) setelah kondisi transien berakhir. Jadi, dapat disimpulkan bahwa reaktansi induktif berbanding lurus dengan frekuensi. Induktor memiliki reaktansi yang relatif kecil pada frekuensi rendah dan reaktansi yang semakin besar pada frekuensi tinggi.

Reaktansi Induktif terhadap Frekuensi

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, reaktansi induktif akan meningkat ketika frekuensi sumber AC yang diberikan kepada induktor semakin besar. Dengan demikian, reaktansi induktif memiliki hubungan berbanding lurus dengan frekuensi:

Hubungan proporsional tersebut terjadi karena back EMF yang dihasilkan oleh induktor bergantung pada nilai induktansi dan laju perubahan arus yang melewatinya. Ketika frekuensi meningkat, perubahan arus dalam setiap satuan waktu juga menjadi semakin cepat. Akibatnya, back EMF yang dihasilkan oleh induktor semakin besar sehingga memberikan perlawanan yang lebih besar terhadap aliran arus.

 

Selain itu, peningkatan frekuensi juga menyebabkan arus yang mengalir melalui induktor menjadi lebih kecil, terutama ketika tegangan sumber tetap. Oleh karena itu, pengaruh frekuensi yang sangat rendah hingga sangat tinggi terhadap reaktansi induktif dapat digambarkan sebagai berikut.

Hasil Perubahan Frekuensi terhadap Reaktansi Induktif

Pada rangkaian AC yang hanya mengandung induktansi murni, hubungan antara tegangan, arus, dan reaktansi induktif dapat dinyatakan menggunakan persamaan berikut:

 

 

Untuk memahami bagaimana persamaan tersebut diperoleh, kita perlu kembali pada konsep induksi elektromagnetik dan Hukum Faraday.

 

Ketika arus AC mengalir melalui sebuah kumparan induktif, arus tersebut menghasilkan perubahan medan magnet di sekitar kumparan. Perubahan medan magnet kemudian menghasilkan EMF induksi pada kumparan yang sama.

EMF tersebut memiliki arah yang menentang perubahan arus yang menyebabkannya. Fenomena ketika medan magnet yang dihasilkan oleh arus dalam sebuah kumparan menentang perubahan arus tersebut disebut induktansi diri (self-inductance). Secara sederhana, induktansi merupakan kemampuan suatu kumparan untuk menghasilkan EMF yang menentang perubahan arus di dalamnya.

Tegangan EMF yang Diinduksi Sendiri pada Induktor

Nilai tegangan maksimum dari EMF yang diinduksi sendiri akan terjadi ketika laju perubahan arus mencapai nilai maksimum. Tegangan yang muncul pada kumparan dapat dinyatakan dengan:

Pada persamaan tersebut, simbol (d/dt) menunjukkan laju perubahan arus terhadap waktu. Semakin cepat arus berubah, semakin besar pula tegangan induksi yang dihasilkan oleh induktor. Inilah alasan mengapa frekuensi sumber AC memiliki pengaruh langsung terhadap reaktansi induktif. Arus sinusoidal yang mengalir melalui induktor (L) dan menghasilkan fluks magnet di sekitarnya dapat dinyatakan sebagai:

 

 

Persamaan tersebut kemudian dapat dituliskan kembali menjadi:

Dengan melakukan proses diferensiasi terhadap persamaan arus sinusoidal, diperoleh:

Tegangan pada Induktor AC yang Terinduksi Sendiri

Dalam persamaan trigonometri, gelombang kosinus dapat dinyatakan sebagai gelombang sinus yang mengalami pergeseran fase sebesar +90°. Oleh karena itu, persamaan di atas dapat ditulis kembali dalam bentuk gelombang sinus untuk menentukan tegangan pada induktor AC. Amplitudo tegangan maksimum dapat dinyatakan sebagai:

Dari persamaan tersebut dapat diketahui bahwa terdapat perbedaan fase atau sudut fase ((\theta)) sebesar +90° antara tegangan dan arus pada induktor murni. Artinya, tegangan mendahului arus sebesar 90°, atau dengan kata lain, arus tertinggal (lagging) terhadap tegangan sebesar 90°. Hubungan fase ini merupakan karakteristik utama dari induktor murni dalam rangkaian AC.

Reaktansi Induktif dalam Domain Phasor

Pada domain phasor, tegangan yang terdapat pada kumparan induktif dapat dinyatakan menggunakan hubungan antara arus dan impedansi induktor.

Dalam bentuk polar, impedansi induktif dapat dituliskan sebagai:

Notasi tersebut menunjukkan bahwa reaktansi induktif memiliki magnitudo sebesar (X_L) dan sudut fase sebesar 90°. Hal ini kembali menegaskan bahwa pada induktor murni, tegangan dan arus memiliki perbedaan fase sebesar 90°.

Gelombang AC pada Rangkaian Seri RL

Seperti yang telah dibahas, pada kumparan induktif murni, arus akan tertinggal terhadap tegangan sebesar 90°. Namun, istilah induktor murni sebenarnya merupakan kondisi ideal. Induktor murni dianggap tidak memiliki resistansi ohmik sehingga tidak menghasilkan rugi-rugi daya (I^2R).

 

Dalam kondisi nyata, hampir tidak mungkin menemukan kumparan yang hanya memiliki induktansi tanpa resistansi sama sekali. Berbagai komponen seperti kumparan listrik, relay, solenoid, dan transformator selalu memiliki sejumlah resistansi internal, meskipun nilainya sangat kecil. Resistansi tersebut berasal dari kawat yang digunakan untuk membuat lilitan.

 

Kawat tembaga yang umum digunakan pada kumparan memiliki resistivitas, sehingga setiap lilitan akan memiliki resistansi tertentu. Oleh karena itu, sebuah kumparan nyata dapat dimodelkan sebagai resistansi (R) yang dihubungkan secara seri dengan induktansi (L). Kombinasi ini sering disebut sebagai induktor tidak ideal (non-ideal inductor).

Model Kumparan dengan Resistansi Internal

Jika sebuah kumparan memiliki resistansi internal, maka impedansi total kumparan harus direpresentasikan sebagai kombinasi antara resistansi dan induktansi yang tersusun secara seri. Pada rangkaian AC yang mengandung induktansi (L) dan resistansi (R), tegangan total (V) pada kombinasi tersebut merupakan jumlah fasor dari dua tegangan komponennya, yaitu:

- (V_R) = tegangan pada resistor

- (V_L) = tegangan pada induktor

Karena resistor dan induktor memiliki hubungan fase yang berbeda terhadap arus, kedua tegangan tersebut tidak dapat dijumlahkan secara aritmetika biasa. Keduanya harus dijumlahkan menggunakan penjumlahan fasor. Hal ini menyebabkan arus yang mengalir melalui kumparan tetap mengalami keterlambatan terhadap tegangan total, tetapi sudut keterlambatannya kurang dari 90°. Besarnya sudut tersebut bergantung pada perbandingan antara tegangan resistif (V_R) dan tegangan induktif (V_L).

Perbedaan Fase pada Rangkaian Seri RL

Sudut baru yang terbentuk antara gelombang tegangan dan arus disebut perbedaan fase atau sudut fase rangkaian. Sudut fase ini biasanya dilambangkan menggunakan huruf Yunani phi ((\Phi)). Pada rangkaian yang hanya terdiri dari induktor ideal, perbedaan fase antara tegangan dan arus adalah 90°. Namun, ketika resistansi turut dimasukkan ke dalam rangkaian, sudut fase menjadi lebih kecil dari 90°.

 

Besarnya sudut fase bergantung pada nilai resistansi (R) dan reaktansi induktif (XL). Dengan demikian, semakin besar pengaruh resistansi dibandingkan reaktansi induktif, semakin kecil pula sudut fase antara tegangan dan arus.

Rangkaian Resistansi dan Induktansi Seri

Pertimbangkan sebuah rangkaian yang terdiri dari resistansi non-induktif murni (R) yang dihubungkan secara seri dengan induktansi murni (L). Pada rangkaian ini, arus yang mengalir melalui resistor dan induktor memiliki nilai yang sama karena keduanya tersusun secara seri. Namun, tegangan pada resistor dan induktor memiliki hubungan fase yang berbeda.

 

Tegangan resistor (V_R) berada sefase dengan arus, sedangkan tegangan induktor (V_L) mendahului arus sebesar 90°. Oleh karena itu, tegangan total rangkaian harus ditentukan melalui penjumlahan fasor (V_R) dan (V_L). Hubungan tersebut menjadi dasar untuk memahami impedansi dan sudut fase pada rangkaian seri RL.

Rangkaian Resistansi-Induktansi Seri

Pada rangkaian seri RL, arus yang mengalir melalui resistor dan induktor memiliki nilai yang sama. Sedangkan tegangan total rangkaian terdiri dari dua komponen tegangan, yaitu tegangan resistor (V_R) dan tegangan induktor (V_L). Kedua tegangan tersebut dapat ditentukan secara matematis maupun menggunakan diagram vektor atau diagram fasor.

 

Untuk membuat diagram fasor, diperlukan sebuah besaran sebagai referensi. Dalam rangkaian AC seri, arus digunakan sebagai besaran referensi karena arus yang sama mengalir melalui seluruh komponen yang tersusun secara seri. Diagram vektor untuk resistor murni dan induktor murni dapat digambarkan sebagai berikut.

Diagram Vektor untuk Komponen Resistif dan Induktif

Pada rangkaian resistif murni, tegangan dan arus berada dalam fase yang sama. Oleh karena itu, vektor tegangan resistor (VR) digambarkan sejajar dan searah dengan vektor arus. Sebaliknya, pada induktor murni, tegangan mendahului arus sebesar 90°. Oleh sebab itu, vektor tegangan induktor (VL) digambarkan 90° di depan vektor arus.

Diagram Vektor Tegangan Hasil

Pada diagram vektor tersebut:

- OB merupakan vektor referensi arus dan digambarkan secara horizontal.

- OA merupakan tegangan pada komponen resistif (VR) yang sefase dengan arus.

- OC merupakan tegangan induktif (VL) yang mendahului arus sebesar 90°.

- OD merupakan tegangan total atau tegangan suplai (V) yang dihasilkan dari penjumlahan fasor (VR) dan (VL).

Besaran-besaran yang terdapat dalam rangkaian dapat dijelaskan sebagai berikut:

- (V) = nilai RMS tegangan suplai yang diberikan pada rangkaian.

- (I) = nilai RMS arus yang mengalir pada rangkaian seri.

- (V_R) = penurunan tegangan pada resistor, yaitu (I \times R), dan sefase dengan arus.

- (V_L) = penurunan tegangan pada induktor, yaitu (I \times X_L), yang mendahului arus sebesar 90°.

Karena tegangan induktif (V_L) memiliki perbedaan fase 90° terhadap tegangan resistif (V_R), kedua vektor tersebut membentuk segitiga tegangan siku-siku.

Menghitung Tegangan Total pada Rangkaian RL

Diagram fasor yang terbentuk dari tegangan (V_R) dan (V_L) memungkinkan kita menggunakan teorema Pythagoras untuk menentukan tegangan total rangkaian.

Karena:

 

dan

maka tegangan suplai merupakan hasil penjumlahan vektor dari kedua tegangan tersebut.

Dengan demikian, nilai tegangan total dapat ditentukan dari hubungan antara tegangan resistif dan tegangan induktif. Besaran yang digunakan untuk menyatakan keseluruhan oposisi rangkaian terhadap arus disebut impedansi rangkaian RL.

Impedansi Kompleks pada Induktansi AC

Impedansi efektif (Z) merupakan oposisi total terhadap aliran arus dalam rangkaian AC yang memiliki komponen resistif dan reaktif. Dalam rangkaian RL, impedansi terdiri dari:

- Resistansi (R) sebagai bagian nyata (real part).

- Reaktansi (X_L) sebagai bagian imajiner (imaginary part).

Impedansi memiliki satuan yang sama dengan resistansi dan reaktansi, yaitu Ohm (Ω). Nilai impedansi dapat dipengaruhi oleh frekuensi sudut karena frekuensi akan memengaruhi nilai komponen reaktif, khususnya reaktansi induktif. Pada rangkaian seri, impedansi dari komponen resistif dan reaktif dapat digabungkan untuk mendapatkan impedansi total. Secara kompleks, impedansi rangkaian RL dapat dituliskan sebagai:

Simbol (j) menunjukkan komponen imajiner yang memiliki hubungan dengan pergeseran fase 90°. Persamaan tersebut merupakan bentuk bilangan kompleks, bukan sebuah fasor tunggal. Bentuk tersebut menunjukkan hasil penggabungan komponen resistif dan reaktif yang memiliki hubungan fase berbeda.

Segitiga Impedansi RL

Jika sisi-sisi segitiga tegangan dibagi dengan arus (I), akan diperoleh segitiga lain yang disebut segitiga impedansi.

Segitiga ini menunjukkan hubungan antara:

- Resistansi (R)

- Reaktansi induktif (X_L)

- Impedansi (Z)

Hubungan ketiganya dapat dituliskan menggunakan teorema Pythagoras:

Secara umum, besar impedansi rangkaian RL dapat dinyatakan sebagai:

Sementara itu, komponen (j) pada bentuk kompleks menunjukkan bahwa reaktansi induktif memiliki pergeseran fase 90° terhadap komponen resistif.

Sudut Fase Rangkaian Seri RL

Selain besar impedansi, kita juga dapat menentukan sudut fase antara tegangan dan arus. Sudut fase pada rangkaian RL dilambangkan dengan (\theta) dan dapat ditentukan berdasarkan perbandingan antara reaktansi induktif dan resistansi.

 

 

Karena rangkaian RL memiliki sifat induktif, sudut fase bernilai positif. Artinya, arus tertinggal terhadap tegangan sebesar sudut (\theta). Semakin besar nilai (X_L) dibandingkan (R), semakin besar pula sudut fase yang terbentuk dan semakin mendekati 90°. Sebaliknya, jika resistansi jauh lebih besar daripada reaktansi induktif, sudut fase akan semakin kecil dan rangkaian akan semakin mendekati karakteristik resistif.

Rangkaian RL dengan Banyak Komponen

Contoh sebelumnya menunjukkan rangkaian sederhana yang terdiri dari satu resistansi dan satu induktansi. Namun, rangkaian AC nyata dapat memiliki beberapa resistor dan kumparan yang disusun secara seri. Jika dua atau lebih kumparan induktif dihubungkan secara seri, atau sebuah kumparan dihubungkan secara seri dengan beberapa resistor non-induktif, nilai total masing-masing komponen dapat dihitung dengan menjumlahkannya. Untuk komponen resistif:

Sedangkan untuk komponen induktif:

Dengan demikian, rangkaian yang memiliki banyak choke, kumparan, dan resistor dapat disederhanakan menjadi sebuah rangkaian ekuivalen yang terdiri dari satu resistansi total dan satu reaktansi induktif total. Impedansi total kemudian dapat dihitung menggunakan hubungan:

Besarnya impedansi dapat ditentukan dari:

Cara ini memudahkan analisis rangkaian AC yang memiliki banyak komponen resistif dan induktif.

Contoh Perhitungan Arus pada Induktansi AC

Sebuah rangkaian memiliki tegangan suplai dengan tegangan puncak 325 V. Jika nilai induktansi kumparan adalah L = 2,2 H dan frekuensi sumber f = 50 Hz, tentukan arus RMS yang mengalir melalui kumparan.

1. Menghitung Tegangan RMS

Tegangan RMS dapat dihitung dengan:

2. Menghitung Reaktansi Induktif

Reaktansi induktif dihitung menggunakan:

3. Menghitung Arus RMS

Karena induktor murni hanya memiliki reaktansi induktif, arus RMS dapat dihitung menggunakan:

Jadi, arus RMS yang mengalir melalui kumparan adalah sekitar 0,33 A.

Baca juga: Kapasitansi AC: Pengertian, Cara Kerja dan Reaktansi Kapasitif

 

 

 

 

 

 

 

Siap Untuk Membuat Proyek Impianmu Menjadi Kenyataan?

Klik di sini untuk chat langsung via WhatsApp dan dapatkan dukungan langsung dari tim ahli kami!