Senin, 26 Desember 2016

GGL Induksi Diri pada Kumparan


sebuah kumparan P yang diparalel dengan lampu L, dihubungkan dengan sebuah sumber tegangan V, dan diperlengkapi dengan saklar S seperti gambar. Pada kedudukan awal posisi sakelar terbuka, sehingga tidak ada arus listrik yang mengalir dalam rangkaian. 
Ketika sakelar ditutup, lampu akan langsung menyala, sebaliknya pada saat sakelar dibuka kembali ternyata lampu tidak langsung padam, tetapi melalui redup dahulu baru padam. Bagaimana peristiwa ini terjadi? Pada saat saklar ditutup maka pada kumparan P akan mengalir arus listrik yang menyebabkan timbul perubahan fluks magnetik dari nol mencapai nilai tertentu. Sebaliknya pada saat sakelar dibuka, arus listrik dalam rangkaian terputus, sehingga pada kumparan kembali terjadi perubahan fluks magnetik dari nilai tertentu kembali menjadi nol. Menurut hukum Lenz, timbulnya perubahan fluks magnetik akan menyebabkan timbulnya ggl induksi yang arahnya selalu berlawanan yang menyebabkan terjadinya perubahan fluks magnetik. Perubahan fluks magnetik ini akan menginduksi kumparan dalam rangkaian itu sendiri sehingga timbul ggl induksi. Ggl induksi yang terjadi karena adanya perubahan fluks magnetik yang ditimbulkan oleh rangkaian itu sendiri disebut ggl induksi diri.
Ggl induksi diri besarnya tergantung pada kecepatan perubahan kuat arus listrik yang terjadi, arah arus induksi yang terjadi sedemikian rupa akan menimbulkan medan magnet yang berlawanan dengan medan magnet yang menyebabkan timbulnya perubahan fluks magnetik.
Besarnya ggl induksi diri yang terjadi dapat dituliskan dalam persamaan :
              dI
ε = -L   ----      
              dt

dengan L adalah induktansi diri yang memiliki satuan Henry (H). Apabila perubahan kuat arus yang terjadi ( dI/dt) konstan, maka persamaan  diatas  dapat dinyatakan :
              ΔI
ε = -L   ----      
              Δt

              ( I2 – I1 )
ε = -L   -----------     
              (t2 – t1 )

dengan :
H =  ggl induksi diri (Volt)
L = induktansi diri (Henry)
I1= kuat arus pada keadaan mula-mula (Ampere)
I2= kuat arus pada keadaan akhir (Ampere)
't = selang waktu perubahan kuat arus (sekon)

Persamaan induktansi diri
                Δt
L  = - ε   ----      
              ΔI

sehingga  dari sini dapat untuk menyatakan definisi 1 Henry. Sebuah kumparan memiliki induktansi diri sebesar satu henry apabila pada kumparan tersebut terjadi perubahan arus sebesar 1 ampere tiap detiknya, maka pada ujung-ujung kumparan tersebut timbul ggl induksi sebesar 1 volt.

contoh
Jika pada sebuah kumparan terjadi perubahan kuat arus sebesar 0,5 A/s, pada ujung-ujung kumparan timbul ggl induksi diri sebesar 0,2 Volt, tentukan berapa Henry induktansi diri kumparan tersebut!

Sebuah kumparan mempunyai induktansi diri sebesar 0,05 H, jika pada kumparan tersebut terjadi perubahan kuat arus listrik sebesar 10 A/s. Tentukan berapa ggl induksi diri yang timbul pada ujung-ujung kumparan tersebut!
Penyelesaian :

Soal Latihan :
1. Sebuah kumparan (induktor) mempunyai induktansi sebesar 500 mH, apabila pada induktor tersebut
terjadi perubahan kuat arus yang memenuhi persamaan I = 2 t2 + 4t – 5 ampere. Tentukan besarnya ggl induksi diri pada kumparan tersebut saat t = 2 sekon!
2. Pada sebuah induktor jika terjadi perubahan kuat arus dari  5 A menjadi 1A dalam waktu 0,2 sekon. Pada ujung- ujung kumparan timbul ggl induksi diri sebesar 10 Volt. Hitunglah induktansi induktor tersebut!