Fisika SMAMA XII
154
Di mana
H
adalah ggl induksi diri kumparan yang besarnya L dIdt, maka kita peroleh :
dW = I dt
dW = L I dI Besarnya energi yang tersimpan dalam kumparan sama
dengan usaha yang dilakukan untuk mengalirkan arus listrik dalam kumparan dari nilai nol sampai nilai tertentu yang tetap
sebesar I, dapat diperoleh dengan mengintegralkan persamaan tersebut sehingga diperoleh :
W =
W = L I
2
.... 5.11 dengan :
W = energi yang tersimpan dalam kumparan Joule L = induktansi diri kumparan Henry
I = kuat arus yang mengalir dalam kumparan Ampere
Sebuah induktor mempunyai induktansi diri sebesar 0,5 H, apabila pada induktor tersebut dialiri kuat arus listrik sebesar 10 A, berapakah besarnya
energi listrik yang tersimpan pada induktor tersebut?
Penyelesaian :
W = L I
2
= × 0,5 × 10
2
= 25 Joule
Soal Latihan :
1. Sebuah induktor dialiri arus listrik sebesar 10 A , ternyata
energi yang tersimpan dalam induktor sebesar 2,5 joule. Hitunglah induktansi induktornya
2. Sebuah induktor memiliki induktansi sebesar 300 mH
dialiri arus listrik sehingga energi yang tersimpan pada induktor sebesar 1,35 joule. Tentukan berapa kuat arus
yang mengalir pada induktor tersebut
Contoh Soal
155
Fisika SMAMA XII
3. Induktansi Diri pada Solenoida dan Toroida
Telah dijelaskan pada bab III bahwa solenoida adalah
kumparan yang panjang, sedangkan toroida adalah sebuah
solenoida yang dibentuk melingkar. Seperti telah dijelaskan dalam hukum Faraday dan hukum Lenz adanya perubahan
fluks magnetik menimbulkan ggl induksi dan adanya perubahan arus listrik yang mengalir dalam kumparan itu
akan menimbulkan perubahan fluks magnetik juga, sehingga besarnya ggl induksi yang timbul pada kumparan dapat
dinyatakan dalam bentuk persamaan 5.4 dan 5.9, yaitu : H =
dan H =
Berdasarkan kedua persamaan itu akan didapatkan :
LdI = Nd
LI = N L =
.... 5.12 Di mana
= B A dan telah dijelaskan pada bab yang lalu bahwa induksi magnetik pada solenoida atau toroida yaitu
B = dengan l adalah panjang solenoida atau keliling toroida,
sehingga persamaan 5.12 dapat dituliskan :
Apabila kumparan itu berintikan bahan dielektrikum tertentu, maka induktansi diri dinyatakan :
.... 5.12 dengan :
L = induktansi diri Henry
N = jumlah lilitan pada kumparan
Fisika SMAMA XII
156
l = panjang lilitan kumparan meter
A = luas penampang kumparan m
2
P = permeabilitas ruang hampa 4
S × 10
-7
Wb A
-1
m
-1
P = permeabilitas bahan, di mana P = P
r
. P
o
dengan P
r
adalah permeabilitas relatif bahan.
4. Induktansi Timbal Balik Induktansi Silang
Gambar 5.9
menunjukkan dua buah kumparan yang saling berdekatan. Apabila hambatan geser R Rheostat
digeser-geser maka akan menyebabkan arus dI
1
dt yang melalui kumparan primer 1 akan berubah. Perubahan arus
ini akan menyebabkan perubahan fluks magnetik d
dt pada kumparan primer 1. Akan tetapi perubahan fluks
magnetik ini juga dialami oleh kumparan sekunder 2, sehingga pada kumparan timbul ggl induksi sebesar :
H
2
= -N
2
atau H
2
= -M
.... 5.14 Hal ini juga berlaku untuk sebaliknya, jika pada kumparan
sekunder terjadi perubahan arus dI
2
dt maka akan terjadi perubahan fluks magnetik pada kumparan sekunder
d
2
dt, perubahan fluks magnetik ini juga dialami oleh kumparan primer sehingga pada kumparan primer akan
terjadi ggl induksi sebesar : H
1
= -N
1
atau H
1
= -M
.... 5.15
Gambar 5.9
Induktansi silang antara dua kumparan kumparan primer dan sekunder
I V
R A
N
1
N
2
A
