PRINSIP KERJA DAN KEMAGNETAN INDUKTOR

MAKALAH LISTRIK MAGNET

“INDUKTOR”

Nama Kelompok :
1. Guntur Daeng (642016801)
2. Anisa Mayasari (642016802)

INDUKTOR

A. PENGERTIAN, FUNGSI, DAN JENIS INDUKTOR
Induktor (reaktor) ialah komponen elektronika yang terbentuk dari susunan
lilitan kawat yang dapat menyimpan energi pada medan magnet yang disebabkan oleh
aliran arus listrik yang melintasinya. Lilitan atau kumparan kawat tembaga lazimnya
digunakan sebagai induktor. Kemampuan menyimpan energi magnetik pada sebuah
induktor disebut induktansi serta ditentukan menggunakan satuan Henry (H).
Medan magnet tercipta pada induktor dikarenakan hukum induksi atau hukum
Faraday. Induktor merupakan komponen elektronika pasif (komponen yang tidak
memerlukan daya atau arus listrik dan apabila ditambahkan dengan kapasitor, mereka
bisa menjadi sebuah rangkaian resonator yang bisa bersenonansi pada frekuensi
tertentu. Dalam sebuah rangkaian elektronika Induktor disimbolkan dengan huruf L.

Induktor merupakan salah satu komponen elektronik dasar yang digunakan
dalam rangkaian yang arus dan tegangannya berubah-ubah dikarenakan kemampuan
induktor yang dapat memproses arus bolak-balik.
Sebuah induktor biasanya berupa lilitan dari bahan penghantar, biasanya
terbuat dari bahan kawat tembaga,yang digulung pada inti magnet berupa udara atau
bahan feromagnetik. Lilitan tersebut membantu membuat medan magnet yang kuat
didalam lingkaran. Bahan inti yang mempunyai permeabilitas magnet yang lebih
tinggi dari udara meningkatkan medan magnet dan menjaganya tetap dekat pada
induktor, sehingga meningkatkan induktansi induktor. Sebuah induktor yang ideal
mempunyai induktansi tanpa resistansi atau kapasitansi.

Gambar 1. simbol umum induktor

Gambar 1.2. induktor
Fungsi Induktor dalam rangkaian elektronika, antara lain :
1.

Penyimpan energi dalam bentuk medan magnet

2.

Sebagai pemfilter pada rangkaian power suply

3.

Sebagai penalaan atau tuning

4.

Menahan arus bolak-balik(ac)

5.

Meneruskan/meloloskan arus searah(dc)

6.

Dapat merubah arus dc ke ac, dengan adanya medan magnet

1.

2.
3.

Berdasarkan kegunaannya Induktor bekerja pada:
Frekuensi tinggi pada spul antena dan osilator
Frekuensi menengah pada spul MF
Frekuensi rendah pada trafo input, trafo output, spul speaker, trafo tenaga, spul
relay dan spul penyaring
Kebanyakan nama Induktor dibeda-bedakan menurut inti yang digunakan pada

Induktor tersebut, antara lain :
1.

Induktor inti udara (air core inductor)

2.

Induktor inti Feromagnetik (ferromagnetic core inductor) ,biasanya digunakan
sebagai inti pada induktor frekuensi tinggi.

3.

Induktor inti laminasi (laminated core inductor)

4.

Induktor inti besi/ (ferrite core inductor)

5.

Induktor inti toroida (toroidal core inductor)

6.

Induktor Variabel (varible inductor)

7.

Induktor frekuensi radio (radio frequency inductor)

Gambar 1.3. jenis-jenis induktor

Gambar 1.4. simbol-simbol induktor
Beberapa jenis induktor berdasarkan bentuk fisiknya, antara lain :
1.

Fixed coil

Yaitu induktor yang memiliki harga yang sudah pasti.

Biasanya dinyatakan

dalam kode warna seperti yang diterapkan pada resistor. Satuannya dinyatakan
dalam satuan mikrohenry (μH)
2.

Variable coil
Induktor yang harganya dapat diubah-ubah atau disetel. Contohnya adalah koil
yang digunakan dalam radio.

3.

Choke coil (kumparan redam )
Koil yang digunakan dalam teknik sinyal frekuensi tinggi.
Jenis-jenis lilitan pada induktor :

1.

Lilitan ferit sarang madu
Lilitan sarang madu dililit dengan cara bersilangan untuk mengurangi efek
kapasitansi terdistribusi. Ini sering digunakan pada rangkaian tala pada penerima
radio dalam jangkah gelombang menengah dan gelombang panjang. Karena
konstruksinya, induktansi tinggi dapat dicapai dengan bentuk yang kecil

2.

Lilitan inti toroid
Sebuah lilitan sederhana yang dililit dengan bentuk silinder menciptakan medan
magnet eksternal dengan kutub utara-selatan. Sebuah lilitan toroid dapat dibuat
dari lilitan silinder dengan menghubungkannya menjadi berbentuk donat,

sehingga menyatukan kutub utara dan selatan. Pada lilitan toroid, medan magnet
ditahan pada lilitan. Ini menyebabkan lebih sedikit radiasi magnetik dari lilitan,
dan kekebalan dari medan magnet eksternal.

B. PRINSIP KERJA DAN PRINSIP ELEKTROMAGNETIK PADA INDUKTOR

1.

Prinsip Kerja Induktor
Untuk memahami cara kerja induktor, yang pertama harus membayangkan
rangkaian listrik sederhana yang terdiri dari sebuah bola lampu pijar dihubungkan
secara paralel dengan sebuah induktor. rangkaian ini didukung oleh baterai yang
terhubung secara paralel dengan lampu melalui switch. Jika kita menekan saklar,
lampu menyala terang pada awalnya sebelum peredupan ke intensitas cahaya

lebih rendah. Efek yang sama terjadi ketika saklar dimatikan, yaitu setelah
mengalami kecerahan tinggi lampu berhenti memancarkan cahaya sepenuhnya
Hal ini disebabkan karena induktansi. Ketika arus mulai mengalir melalui
kumparan menghasilkan medan magnet yang mencoba untuk menghentikan arus
mengalir melalui kumparan dengan menghasilkan arus kedua tetapi dalam arah

yang berlawanan. Namun, ketika medan magnet terbentuk, arus kembali normal.
Atau, ketika arus dihentikan, medan magnet mencoba untuk mengkompensasi
untuk mempertahankan dengan menghasilkan arus listrik melalui koil sampai
medan magnet tidak bisa lagi dipertahankan dan hilang, sehingga bola lampu
hanya menyala sebentar.

Gambar 1.5 prinsip kerja induktor

Inilah karakteristik induktor, saat kehilangan sumber tegangan, maka
induktor akan menghasilkan tegangan utnuk sesaat. Saat mendapat tegangan
induktor juga memiliki karakteristik menjadikan intinya bersifat magnet (untuk
inti besi). Karakteristik magnet ini juga sering dimanfaatkan dalam berbagai
perankat elektronika.
a. Pengisian Induktor
Bila kita mengalirkan arus listrik I, maka terjadilah garis-garis gaya
magnet. Bila kita mengalirkan arus melalui spul atau coil (kumparan) yang
dibuat dari kabel yang digulung, akan terjadi garis-garis gaya dalam arah sama
membangkitkan medan magnet. Kekuatan medan magnet sama dengan jumlah
garis-garis gaya magnet dan berbanding lurus dengan hasil kali dari jumlah
gulungan dalam kumparan dan arus listrik yang melalui kumparan tersebut.

Contoh rangkaian :

Gambar 1.6. Rangkaian pengisian induktansi pada tegangan DC

Bila arus bolak–balik mengalir pada induktor, maka akan timbul gaya
gerak listrik (ggl) induksi Hal ini berarti antara arus dan tegangan berbeda fase
sebesar Л / 2 = 900 dan arus tertinggal (lag) dari tegangan sebesar 900. 2Лf
merupakan perlawanan terhadap aliran arus

Gambar 1.7. Rangkaian pengisian induktansi pada tegangan AC

b.

Pengosongan Induktor
Bila arus listrik l sudah memenuhi lilitan , maka terjadilah arus akan
bergerak berlawanan arah dengan proses pengisian sehingga pembangkitan
medan magnet dengan garis gaya magnet yang sama akan menjalankan
fungsi dari lilitan tersebut makin tinggi nilai L ( induktansi) yang dihasilkan
maka makin lama proses pengosongannya.

Gambar 1.8. Rangkaian pengosongan induktansi pada tegangan DC dan AC

Induktansi dari koil / kumparan disebabkan dari fluks magnet yang
terjadi disekitarnya. semakin kuat fluks magnet maka induktansi yang
dihasilkan akan semakin besar. untuk menaikan nilai induktansi dari
koil/kumparan kita dapat menambah jumlah lilitan kawat, atau menambah
ukuran diameter atau panjang dari kore inti (inti pusat) dan juga dengan cara
mengganti kore inti (inti pusat) dengan bahan feromagnetik seperti dengan
bahan besi lunak atau jenis ferit.
bahan feromagnetik seperti besi lunak, kobalt atau jenis nikel dll. yang
digunakan sebagai kore inti (inti pusat) akan meanikan nilai induktansi dari
koil. Ini karena dengan garis-garis gaya yang dihasilkan dari bahan konsentrat
feromagnetik lebih kuat.
2.

Prinsip Elektromagnetik pada Induktor
c.

Induktansi Searah
Bila kita mengalirkan arus listrik melalui kabel, terjadilah garis-garis

gaya magnet. Bila kita mengalirkan arus melalui spul atau coil (kumparan)
yang dibuat dari kabel yang digulung, akan terjadi garis-garis gaya dalam arah

sama yang membangkitkan medan magnet. Kekuatan medan magnet sama
dengan jumlah garis-garis gaya magnet, dan berbanding lurus dengan hasil
kali dari jumlah gulungan dalam kumparan dan arus listrik yang melalui
kumparan tersebut.

Gambar 1.9. Induktor terhubung sumber tegangan DC
d.

Induktansi Bolak-balik
Bila dua kumparan ditempatkan berdekatan satu sama lain dan salah
satu kumparan (L1) diberi arus listrik AC, pada L1 akan terjadi fluks magnet.
Fluk magnet ini akan melalui kumparan kedua (L2) dan akan
membangkitkan emf (elektro motorive force) pada kumparan L2. Efek
seperti ini disebut induksi timbal balik (mutual induction). Hal seperti ini
biasanya kita jumpai pada transformator daya.

Gambar 1.10. Induktor terhubung sumber tegangan AC
C. RUMUS-RUMUS PADA INDUKTOR

Jika kita melihat gambar diatas, arus yang melewati sebuah induktor akan
menghasilkan medan magnet yang besarnya berbanding lurus dengan arus listrik yang
mengalir. Tidak seperti kapasitor yang terjadi perubahan kenaikan tegangan pada
kedua lempeng konduktor ketika sedang diisi muatan listrik, pada konduktor justru
timbul perubahan kenaikkan arus listrik ketika diberi tegangan listrik, perubahan
kenaikan arus listrik ini menciptakan induksi energi di dalam medan magnet. Dengan
kata lain induktor mengatur perubahan arus listrik dan dengan tidak mengubah
tegangan listrik. Kemampuan induktor ini disebut induktansi induktor dengan satuan
Henry (H) dan diberi simbol L. Untuk ukuran yang lebih kecil biasanya dinyatakan
dalam satuan miliHenry (mH), mikroHenry (µH), nanoHenry (nH) dan picoHenry
(pH).
Sebuah induktor mempunyai inti dengan luas penampang inti (A), Jumlah
lilitan kawat per satuan panjang (l) . Jadi jika sebuah induktor dengan N lilitan kawat
dihubungkan dengan sejumlah fluk magnetik (Φ) maka induktor akan mempunyai
fluk magnetik total sebesar N.Φ. dan arus sebesar i yang mengalir melewatinya akan
menghasilkan induksi fluk magnetik yang arahnya berlawanan dengan arah aliran arus
listrik. Menurut hukum Faraday, semua perubahan fluk magnetik akan menghasilkan
tegangan induksi yang besarnya :

Di mana :
N
: banyaknya lilitan
A
: luas penampang inti (m2)
Φ
: fluks magnetik (Wb),
µ
: permeabilitas material inti
l
: panjang induktor (m)
(di/dt) : laju perubahan arus dalam satuan A/s.
Laju perubahan medan magnetik (dΦ/dt) yang menginduksi tegangan
besarnya proporsional dengan laju perubahan arus listrik (di/dt) . atau dapat ditulis:

Atau :

Dimana L adalah induktansi induktor yang besarnya :

Gambar 1.11. Tegangan induksi induktor
Dari persamaan ini dapat dikatakan :
Emf induksi = induktansi x laju perubahan arus listrik.
Sebuah rangkaian yang memiliki induktasi 1 Henry dengan tegangan induksi 1
Volt akan menghasilkan laju perubahan arus listrik sebesar 1 Ampere/detik.
Dari persamaan ini terlihat yang berubah hanya arus listrik, sedangkan
tegangan induksi tidak berubah. Maka bila tegangan induksi = 0, perubahan arus
listrik juga akan menjadi 0. Bila induktor dihubungkan dengan sumber arus DC arus
listriknya konstan terhadap waktu, maka tidak akan timbul tegangan induksi pada
induktor dan induktor hanya berfungsi sebagai sebuah penghantar saja.
Pada konduktor arus listrik tidak dapat berubah secara mendadak karena jika
hal ini terjadi, maka akan dibutuhkan tegangan dan daya yang tidak terhingga
besarnya (di/dt = ∼). Sebuah induktor dengan induktansi 1 H dengan arus maksimum
1 A , bila perubahan arus dari 0 hingga maksimum dalam waktu 1 detik, maka

tegangan yg dibutuhkan akan sebesar 1 V dapat digambar seperti pada gambar berikut
ini.

Gambar 1.12. hubungan tegangan dan kuat arus pada induktor
dengan dt=1 s dan di = 1 A

Pada induktor yg sama , jika kita mengurangi dt hingga 1/10 nya atau
perubahan arus sebesar 1 A dalam waktu 0,1 detik, maka tegangan yang dibutuhkan
akan menjadi 10 kali lipat besarnya yaitu 10 V, dapat dilihat pada gambar berikut ini :

Gambar 1.13. hubungan i dengan V bila dt diubah menjadi 0,1 detik

Pada induktor yang sama, jika perubahan arus terjadi mendadak atau sangat
cepat (dt=0) maka tegangan yang dibutuhkan menjadi tidak terhingga besarnya atau
dapat digambar seperti pada gambar berikut ini :

Gambar 1.13. grafik bila dt=0 maka V akan menjadi tidak terhingga besarnya
Daya di dalam induktor
Daya listrik secara matematis dapat ditulis :

P = V.i
Dimana

:

P

: daya listrik (Watt)

V

: tegangan listrik (V

I

: adalah arus listrik (A)

Pada induktor berlaku persamaan :

Maka daya induktor dapat ditulis :

Sebuah induktor ideal tidak mempunyai hambatan (R=0) sehingga tidak ada
rugi-rugi daya di dalam induktor, jadi dapat dikatakan induktor ideal tidak terjadi
rugi-rugi daya.
Ketika ada daya yang mengalir melalui sebuah induktor, maka energi listrik
disimpan di dalam induktor dalam bentuk medan magnetik. Ketka arus listrik
meningkat dalam selang waktu (dt) yang mendekati nol, maka daya sesaat di dalam
rangkaian juga akan meningkat dan energi disimpan di dalam induktor. Sebaliknya
jika arus yang mengalir melewati induktor berkurang maka daya sesaat juga akan
turun (menjadi negatif). Ini berarti induktor akan membuang sejumlah energi dari
rangkaian.
Energi disimpan dalam bentuk medan magnet yang timbul disekitar induktor.
Pada induktor ideal, tidak terdapat hambatan atau kapasitansi, sehingga arus yang
naik ketika melewati induktor akan disimpan dalam bentuk medan listrik tanpa ada
rugi-rugi. Medan listrik ini tidak berkurang besarnya.
Bila induktor dilewatkan arus AC, maka induktor akan secara berkala
menyimpan dan membuang energi dalam bentuk siklus. Pada arus DC arus yang
melewati induktor besarnya konstan, maka tidak terjadi proses penyimpanan dan
pembuangan energi secara berulang-ulang seperti pada arus AC.
Melihat cara kerja induktor, dapat disimpulkan bahwa induktor adalah
komponen pasif elektronika yang dapat menyimpan dan menyalurkan energi listrik ke
rangkaian listrik. Tetapi induktor tidak dapat membangkitkan energi listrik.
Pada induktor real terdapat kerugian daya listrik akibat adanya hambatan di
dalam kawat penghantar induktor. Besar kerugian daya ini dapat dihitung dengan
persamaan :

P = i2 R
Dimana

:

I

: arus listrik (A)

R

: hambatan dalam induktor (Ohm)

P

: kerugian daya listrik
Fungsi utama induktor di dalam rangkaian listrik adalah sebagai filter,

rangkaian resonansi dan sebagai pembatas arus listrik. Sebuah induktor dapat
digunakan untuk memblock arus AC atau memblok frekuensi tertentu dari arus AC.
Oleh sebab itu induktor dapat digunakan untuk menyaring frekuensi radio atau
memfilter frekuensi yang melewatinya. Induktor juga dapat digunakan untuk menjaga
perangkat elektronika dari kenaikan tegangan dan arus listrik yang mendadak.
Induksi Diri (Self Inductance) sebuah induktor
Induktor menghasilkan induksi dengan cara membangkitkan induksi emf
(electro magnetic force) di dalam induktor itu sendiri akibat dari adanya perubahan
medan magnet. Di dalam rangkaian elektronika, ketika terjadi induksi emf di dalam
rangkaian, maka akan terjadi perubahan arus listrik yang disebut induksi diri, Induksi
diri induktor sering disebut emf (tegangan) balik. Tegangan balik induktor ini
memiliki arah yang berlawanan.
Induksi diri dapat ditulis secara matematik :

Di mana L adalah induksi diri (Henry), N : banyaknya lilitan, Φ : fluk medan
magnet (Weber) dan i adalah kuat arus listrik (A). Persamaan ini berlaku hanya untuk
induktor dengan 1 lapisan lilitan kawat.
Fluk medan magnet adalah kerapatan medan magnet yang dapat dinyatakan :

Dimana

:

Φ

: fluks medan magnet (Weber)

B

: kuat medan magnet (Tesla)

A

: luas penampang yang dilewati oleh medan magnet (m2).

Maka induktansi sebuah induktor dapat ditulis ulang menjadi :

Untuk induktor dengan inti udara, kuat medan magnet dapat dinyatakan
dengan persamaan :

Dengan :
N

: banyaknya lilitan

I

: arus listrik yang mengalir

L

: panjang lilitan dan

µ0

: permeabilitas ruang hampa (4π x 10 ).
-7

Maka persamaan induktansi induktor dapat ditulis menjadi :

Dimana
L

:

: induktansi induktor (Henry)

µ0

: permeabilitas ruang hampa (4π x 10-7);

N

: banyaknya lilitan,

A

: luas penampang induktor (m2)

l

: adalah panjang lilitan (m).
Jadi induktansi sebuah induktor berbanding kuadrat terhadap jumlah lilitan

dan luas penampang induktor, tetapi berbanding terbalik dengan panjang lilitan
induktor. Untuk meningkatkan induktansi induktor dapat dilakukan dengan mengganti
inti udara dengan inti logam.
Rumus induktansi pada beberapa konstruksi induktor :

Perlawanan yang diberikan oleh sebuah kumparan pada arus bolak-balik
disebut reaktansi induktif (XL) dengan satuan ohm (Ω) :

Dengan :
XL

=

reaktansi induktif (Ω)

L

: induktansi induktor (Henry)

f

: Frekuensi arus bolak-balik
Untuk menghitung impedansi induktor, maka dapat menggunakan rumus :

Dimana :
Z

= impedansi induktor

XL

=

L

: induktansi induktor (Henry)

reaktansi induktif (Ω)

Faktor Q
Sebuah induktor ideal tidak menimbulkan kerugian terhadap arus yang
melewati lilitan. Tetapi, induktor pada umumnya memiliki resistansi lilitan dari kawat
yang digunakan untuk lilitan. Karena resistansi lilitan terlihat berderet dengan
induktor, ini sering disebut resistansi deret. Resistansi deret induktor mengubah arus
listrik menjadi bahang, yang menyebabkan pengurangan kualitas induktif. Faktor
kualitas atau "Q" dari sebuah induktor adalah perbandingan reaktansi induktif dan
resistansi deret pada frekuensi tertentu, dan ini merupakan efisiensi induktor. Semakin
tinggi faktor Q dari induktor, induktor tersebut semakin mendekati induktor ideal
tanpa kerugian.

Faktor Q dari sebuah induktor dapat diketahui dari rumus berikut, dimana R
merupakan resistansi internal dan XL adalah resistansi kapasitif atau induktif pada
resonansi:

Dengan menggunakan inti feromagnetik, induktansi dapat ditingkatkan untuk
jumlah tembaga yang sama, sehingga meningkatkan faktor Q. Inti juga memberikan
kerugian pada frekuensi tinggi. Bahan inti khusus dipilih untuk hasil terbaik untuk
jalur frekuensi tersebut. Pada VHF atau frekuensi yang lebih tinggi, inti udara
sebaiknya digunakan.
Lilitan induktor pada inti feromagnetik mungkin jenuh pada arus tinggi,
menyebabkan pengurangan induktansi dan faktor Q yang sangat signifikan. Hal ini
dapat dihindari dengan menggunakan induktor inti udara. Sebuah induktor inti udara
yang didesain dengan baik dapat memiliki faktor Q hingga beberapa ratus.
Sebuah kondensator nyaris ideal (faktor Q mendekati tak terhingga) dapat
dibuat dengan membuat lilitan dari kawat superkonduktor pada helium atau nitrogen
cair. Ini membuat resistansi kawat menjadi nol. Karena induktor superkonduktor
hampir tanpa kerugian, ini dapat menyimpan sejumlah besar energi listrik dalam
lilitannya
Energi yang tersimpan :
Energi yang tersimpan diinduktor, ekivalen dengan usaha yang dibutuhkan
untuk mengalirkan arus melalui induktor, dan juga medan magnet :

Dimana :
L

: induktansi induktor (Henry)

i

: arus yang mengalir (Ampere)

Induksi antara 2 induktor

Gambar 1.14. dua buah induktor yang saling berdekatan
Gambar diatas menunjukan 2 buah induktor yang saling berdekatan. Induktor
1 dihubungkan dengan arus listrik AC maka pada induktor 1 akan timbul fluks medan
magnet. Akibatnya pada induktor 2 akan terinduksi oleh medan magnet sehingga
timbul tegangan dan arus listrik. Prinsip ini disebut mutual induksi. Besar Mutual
induksi ini dapat dihitung dengan persamaan :

Dimana

:

µ0

:

permeabilitas udara yang memisahkan kedua induktor

µr

:

permeabilitas bahan inti induktor

N1 dan N2 : jumlah lilitan induktor 1 dan induktor 2
A

: luas penampang induktor dalam hal ini kedua induktor memiliki luas
penampang yang sama dan l adalah panjang induktor.

Gambar 1.15. dua buah induktor yang dipasang pada satu buah inti besi

Mutual induksi untuk induktor 2 terhadap induktor 1 yang dipasang pada satu
inti seperti pada gambar 1.15 adalah :

Dimana

:

l1

:

panjang induktor 1,

N2

:

banyaknya lilitan pada induktor 2

Sebaliknya mutual induksi untuk induktor 1 terhadap induktor 2 adalah :

Besar kedua mutual induksi ini sama sehingga dapat ditulis M12 = M21 = M
Induktansi kedua induktor adalah :

Dengan perkalian silang didapat :

Persamaan ini menyatakan tidak ada kebocoran / kehilangan fluks magnetik.
Namun dalam kenyataannya fluk magnetik pasti ada yang hilang. Sehingga
persamaan mutual induksi yang sebenarnya dengan mempertimbangkan kerugiaan
fluk magnetik dapat ditulis :

Induktor seri dan paralel.
Induktor yang dirangkai seri
Selain kapasitor dan resistor, induktor juga dapat dirangkai secara seri.
Induktor yang dipasang seri maka induktansinya dapat dihitung sebagai berikut :

Gambar 1.16 induktor yang dipasang seri
Sama seperti resistor bila induktor dirangkai secara seri, maka tidak terjadi
pembagian arus listrik, karena tidak terdapat percabangan. Sehingga dapat ditulis :

Tetapi terjadi pembagian tegangan dan total tegangan pada induktor dapat ditulis :

Untuk induktor tegangan dapat dinyatakan :

Sehingga didapat

Mutual induksi yang dihasilkan oleh induktor yang dirangkaian seri dapat
dibagi menjadi 2 yaitu kumulatif kopel dan diferensial kopel. Kumulatif kopel dapat
dilihat seperti pada gambar berikut ini :

Gambar 1.17. kumulatif kopel pada induktor seri
Besar mutual induksi pada kumulatif kopel dapat dihitung :

Diferensial kopel dapat dilihat seperti pada gambar berikut ini.

Gambar 1.18. diferensial kopel pada induktor seri
Besar mutual induksi dapat dihitung :

Secara garis besar induktor yang dirangkai secara seri bila diketahui mutual
induksinya dapat dihitung dengan persamaan :

Induktor yang dirangkai paralel
Rangkaian induktor paralel dapat dilihat seperti pada gambar berikut ini :

Gambar 1.19. induktor yang dirangkai secara paralel
Induktor yang dirangkai secara paralel, maka tegangan tiap induktor akan
sama tetapi terjadi pembagian arus listrik. Sehingga dapat ditulis :

Dan

Tegangan induktor adalah :

Maka didapat :

Rangkaian 2 induktor dengan arah lilitan yang sama yang besar induktansi
totalnya dapat dihitung :

Rangkaian Induktor dan Resistor Seri (RL Circuit)

Gambar 1.19. rangkaian R-L
Sebuah rangkaian seri induktor dengan resistor dapat dilihat seperti pada
gambar 15. Bila rangkaian ini dihubungkan dengan sumber arus DC yang dilengkapi
dengan saklar, ketika saklar ditutup, maka arus akan mengalir melewati resistor dan
ke induktor. Arus yang melewati resistor akan mengikuti persamaan hukum Ohm,
sedangkan arus yang melewati induktor akan mengikuti hubungan tegangan dan arus
listrik pada induktor.
Tegangan pada resistor dapat dihitung :

VR = i.R
Tegangan pada induktor dapat dihitung :

Maka tegangan total akan menjadi:

Penyelesaian persamaan diatas akan menjadi :

Jadi didapat :

Bandingkan dengan kapasitor. Kurva i terhadap t dapat digambar seperti pada
gambar 1.20 berikut ini:

Gambar 1.20. kurva karakteristik induktor

Daya dalam rangkaian seri induktor dengan resistor merupakan penjumlahan
daya resistor dengan daya induktor atau secara matematik dapat ditulis :

Di mana i2R adalah daya yang diserap oleh resistor daya ini diubah oleh
resistor menjadi panas. Sedangkan L.i.(di/dt) adalah daya yang diserap oleh induktor
dan disimpan dalam bentuk energi medan magnetik.

D. LATIHAN SOAL
1. Sebuah induktor terbuat dari kumparan kawat dengan 50 lilitan. Panjang
kumparan 5 cm dengan luas penampang 1 cm2. Hitunglah induktansi induktor
Jawab :
Diketahui :
N = 50 lilitan
I = 5 cm = 5 × 10-2 m
A = 1 cm2 = 10-4 m2
Ditanya : L = ...?

2. Berikut contoh coal cara mencari nilai induktansi sebuah induktor :

3. Tentukan nilai induktansi efektif dari rangkaian sambungan gambar di bawah ini:

Penyelesaian:
Rangkaian dapat semakin disederhanakan dengan membutuhkan 3 langkah
penyelesaian, yaitu:
L1 dan L2 adalah sambungan seri maka dapat dihitung dengan rumus:
LA = L1 + L2
LA = 20mH + 20mH
LA = 40mH
Rangkaian akan berubah menjadi seperti ini:

Nilai LA(hasil penggabungan nilai L1 dan L2) adalah paralel dengan induktor
L3 , maka dapat dihitung dengan rumus berikut ini:
1
1
1
=
+
LB LA L3
1
1
1
= +
LB 40 120
1
3
1
=
+
LB 120 120
1
4
=
LB 120
LB = 30 mH
Rangkaian akan berbah menjadi seperti ini:

Nilai LB (hasil penggabungan nilai LA dan L3) adalah tersambung seri dengan
induktor L4, maka dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:
L = LB + L4
L = 30mH + 40mH
L = 70mH
Maka hasil akhir adalah: dari rangkaian yang terdiri dari beberapa induktor
seperti pada gambar soal di atas dapat digantikan dengan induktor tunggal.