· Pengertian
Induktansi
Induktansi merupakan sifat sebuah rangkaian listrik atau
komponen yang menyebabkan timbulnya ggl di dalam rangkaian sebagai akibat
perubahan arus yang melewati rangkaian (self inductance) atau akibat perubahan
arus yang melewati rangkaian tetangga yang dihubungkan secara magnetis
(induktansi bersama atau mutual inductance). Pada kedua keadaan tersebut,
perubahan arus berarti ada perubahan medan magnetik, yang kemudian menghasilkan
ggl. Apabila sebuah kumparan dialiri arus, di dalam kumparan tersebut akan timbul
medan magnetik. Selanjutnya, apabila arus yang mengalir besarnya berubahubah
terhadap waktu akan menghasilkan fluks magnetik yang berubah terhadap waktu.
Perubahan fluks magnetik ini dapat menginduksi rangkaian itu sendiri, sehingga
di dalamnya timbul ggl induksi. Ggl induksi yang diakibatkan oleh perubahan
fluks magnetik sendiri dinamakan ggl induksi diri.
Induktansi Diri
pada Solenoida dan Toroida
Solenoida merupakan kumparan kawat yang
terlilit pada suatu pembentuk silinder. Pada kumparan ini panjang pembentuk
melebihi garis tengahnya. Bila arus dilewatkan melalui kumparan, suatu medan
magnetik akan dihasilkan di dalam kumparan sejajar dengan sumbu.
Sementara itu, toroida adalah solenoida
yang dilengkungkan sehingga sumbunya menjadi berbentuk lingkaran. Induktor
adalah sebuah kumparan yang memiliki induktansi diri L yang signifikan.
Induktansi diri L sebuah solenoida dapat
ditentukan dengan menggunakan persamaan 4 pada induksi elektromagnetik. Medan magnet di
dalam solenoida adalah:
B = μ .n.I
dengan n = N/l, dari persamaan 3. pada induksi elektromagnetik dan (1) akan
diperoleh:
Jadi,
karena ΦB =
B.A = μ0.N.I.A / l, Perubahan I akan menimbulkan
perubahan fluks sebesar :
Sehingga:
dengan:
L = induktansi diri solenoida atau
toroida ( H)
μ0 = permeabilitas udara
(4 π × 10-7 Wb/Am)
N = jumlah lilitan
l = panjang solenoida atau toroida
(m)
A = luas penampang (m2)
Apabila dua kumparan saling berdekatan,
seperti pada Gambar 4, maka sebuah arus tetap I di dalam sebuah kumparan akan
menghasilkan sebuah fluks magnetik Φ yang mengitari kumparan lainnya, dan
menginduksi ggl pada kumparan tersebut.
Menurut Hukum Faraday, besar ggl ε2 yang diinduksi
ke kumparan tersebut berbanding lurus dengan laju perubahan fluks yang
melewatinya. Karena fluks berbanding lurus dengan kumparan 1, maka ε2 harus sebanding
dengan laju perubahan arus pada kumparan 1, dapat dinyatakan:
Dengan M adalah konstanta pembanding
yang disebut induktansi bersama. Nilai M tergantung pada ukuran kumparan,
jumlah lilitan, dan jarak pisahnya.
Induktansi bersama mempunyai satuan
henry (H), untuk mengenang fisikawan asal AS, Joseph Henry (1797 - 1878). Pada
situasi yang berbeda, jika perubahan arus kumparan 2 menginduksi ggl pada
kumparan 1, maka konstanta pembanding akan bernilai sama, yaitu:
Induktansi bersama diterapkan dalam
transformator, dengan memaksimalkan hubungan antara kumparan primer dan sekunder
sehingga hampir seluruh garis fluks melewati kedua kumparan tersebut. Contoh
lainnya diterapkan pada beberapa jenis pemacu jantung, untuk menjaga kestabilan
aliran darah pada jantung pasien.
Materi Fisika :
Prinsip Kerja Telepon
Ketika pengguna telepon berbicara,
getaran suara akan mengubah kepadatan karbon di belakang membran. Arus listrik
yang terus-menerus berubah-ubah berjalan sepanjang bentangan kawat telepon
menuju pengeras suara pada pesawat telepon lawan bicara. Pengeras suara
mengubah sinyal listrik menjadi suara, di dalamnya terdapat magnet permanen dan
elektromagnet. Elektromagnet juga berubah-ubah seirama dengan perubahan arus
listrik. Interaksi antara magnet dengan permanen dengan medan magnet
elektromagnetik, menghasilkan getaran membran pada pengeras suara. Getaran
membran ini yang akan menghasilkan suara yang sama dengan suara pengirim.
RANGKAIAN PENALA PADA RADIO
PENERIMA
Bagian-Bagian Radio
Dalam setiap pesawat penerima radio, komponen-komponen yang
tersusun dari beberapa bagian. Secara umum pesawat penerima radio terbagi atas
tiga bagian, yaitu:
§ Bagian Detektor
Salah satu bagian dari rangakain lengkap sebuah pesawat
penerima radio adalah yang dinamakan detector. Bagian ini merupakan daerah yang
mendeteksi adanya sinyal yang masuk. Komponen yang paling berperan pada bagian
ini adalah MF. Semua sinyal yang masuk haruslah melalui MF yang
selanjutnya diteruskan ke bagian IF III.
Sinyal yang masuk masih berfrekuensi tinggi, maka
untuk menyesuaikannya dengan pesawat penerima semua frekuensi diturunkan lebih
dahulu menjadi sinyal frekuensi rendah. Jadi bagian detector ini selain
bertugas sebagai pendeteksi sinyal, juga sekaligus menurunkan sinyal yang
tinggi menjadi rendah.
Kemudian frekuensi sinyal yang rendah tersebut sudah
mengalami penurunan menjadi sekitar 100-6000 c/s. untuk menurunkan frekuensi
ini biasanya digunakan komponen diode germanium yang umum dipakai yaitu tipe OA
79 atau IN 1885.
Namun karena beberapa pabrik pembuat pesawat penerima radio
berlainan, maka untuk bagian detector ini pun juga ada perbedaan antara
penerima radio yang satu dengan peswat penerima radio yang lain. Perbedaan itu
bukan merupakan cara kerjanya, melainkan tipe komponen serta yang dipakai serta
susunan rangkaian dalam perakitannya. Pada dasarnya prinsip kerjanya adalah
sama. Berikut contoh bagian detector untuk memudahkan dalam mereparasi.
Gambar 4. Contoh bentuk rangkaian detektor
Secara garis besar, bagian detektor ini bekerja karena
adanya sinyal yang keluar dari kumparan primer. Dengan demikian maka di bagian
sekundernya terjadi induksi yang sebelumnya melewati terlebih dulu dioda. Dari
sini kemudian sinyal berubah menjadi fase positif. Sedangkan fase negatifnya
dalam keadaan teredam. Namun sinyal tersebut masih berupa sinyal berfrekuensi
tinggi dan belum bisa didengarkan. Karena itulah sinyal frrekuensi tinggi
kemudian diolah oleh komponen kondensator by pass dan selanjutnya disaring oleh
beberapa komponen resistor. Baru setelah itu berubah menjadi sinyal yang
berfrekuensi rendah yang bisa didengarkan lewat loudspeaker.
§ Bagian Mixer
Mixer juga merupakan suatu bentuk rangkaian yang ada dalam
pesawat penerima radio. Tugas utama bagian ini adalah sebagai penguat dari
getaran frekuensi antena. Kalau suatu pesawat radio hanya menggunakan
sebuah transistor, maka bagian mixernya berfungsi sebagai penguat frekuensi,
baik pada antenna maupun pada frekuensi osilator.
§ Bagian Penguat atau Amplifier
Rangakain amplifier bukan hanya terdapat pada pesawat tape
recorderatau peasawat televise saja, melainkan pada pesawat penerima radio pun
jugaterdapat rangkaian ini. Tujuan dari rangkaian penguat ini adalah untuk
memperkuat hasil sinya; frekuensi rendah (audio) agar bisa didengar dan
dinikmati suaranya melalui speaker. Di bawah ini merupakan gambar rangkaian
amplifier.
Pengertian Transformator (Trafo)
Transformator atau
sering disingkat dengan istilah Trafo adalah suatu alat listrik yang dapat
mengubah taraf suatu tegangan AC ke taraf yang lain. Maksud dari pengubahan
taraf tersebut diantaranya seperti menurunkan Tegangan AC dari 220VAC ke 12 VAC
ataupun menaikkan Tegangan dari 110VAC ke 220 VAC. Transformator atau
Trafo ini bekerja berdasarkan prinsip Induksi Elektromagnet dan hanya dapat
bekerja pada tegangan yang berarus bolak balik (AC).Transformator (Trafo)
memegang peranan yang sangat penting dalam pendistribusian tenaga listrik.
Transformator menaikan listrik yang berasal dari pembangkit listrik PLN hingga
ratusan kilo Volt untuk di distribusikan, dan kemudian Transformator lainnya
menurunkan tegangan listrik tersebut ke tegangan yang diperlukan oleh setiap
rumah tangga maupun perkantoran yang pada umumnya menggunakan Tegangan AC
220Volt.
Bentuk
dan Simbol Transformator (Trafo)
Berikut ini adalah gambar bentuk dan simbol Transformator :
Prinsip
Kerja Transformator (Trafo)
Sebuah Transformator yang sederhana pada dasarnya terdiri dari 2
lilitan atau kumparan kawat yang terisolasi yaitu kumparan primer dan kumparan
sekunder. Pada kebanyakan Transformator, kumparan kawat terisolasi ini dililitkan
pada sebuah besi yang dinamakan dengan Inti Besi (Core). Ketika kumparan
primer dialiri arus AC (bolak-balik) maka akan menimbulkan medan magnet atau
fluks magnetik disekitarnya. Kekuatan Medan magnet (densitas Fluks Magnet)
tersebut dipengaruhi oleh besarnya arus listrik yang dialirinya. Semakin besar
arus listriknya semakin besar pula medan magnetnya. Fluktuasi medan magnet yang
terjadi di sekitar kumparan pertama (primer) akan menginduksi GGL (Gaya Gerak
Listrik) dalam kumparan kedua (sekunder) dan akan terjadi pelimpahan daya dari
kumparan primer ke kumparan sekunder. Dengan demikian, terjadilah pengubahan
taraf tegangan listrik baik dari tegangan rendah menjadi tegangan yang lebih
tinggi maupun dari tegangan tinggi menjadi tegangan yang rendah.
Sedangkan Inti besi pada Transformator atau Trafo pada umumnya
adalah kumpulan lempengan-lempengan besi tipis yang terisolasi dan ditempel
berlapis-lapis dengan kegunaanya untuk mempermudah jalannya Fluks Magnet yang
ditimbulkan oleh arus listrik kumparan serta untuk mengurangi suhu panas yang
ditimbulkan.
Trafo Frekuensi Rendah
Trafo frekuensi rendah bekerja pada frekuensi audio
(20Hz-20KHz) atau frekuensi diatasnya yang masih termasuk frekuensi rendah.
Ciri khas trafo yang bekerja pada frekuensi rendah umumnya menggunakan inti
besi yang lunak, khususnya pada range frekuensi audio. Contoh trafo
frekuensi rendah yaitu Trafo Adaptor dan Trafo Output/Input.
Trafo Adaptor
Trafo Output/Input
Trafo Frekuensi Menengah
Karena termasuk trafo frekuensi menengah maka jenis trafo
ini disebut dengan Trafo IF (Intermediate Frequncy), dan sesuai namanya trafo
ini hanya bekerja pada frekuensi menengah. Umumnya trafo jenis ini digunakan
untuk radio sebagai penerima frekuensi AM/FM. Di dalam trafo ini sudah terdapat
lilitan baik primer maupun sekunder yang dirangkai dan di-paralel dengan
kapasitor khusus guna keperluan frekuensi menengah untuk menciptakan rangkaian
resonansi L-C. Frekuensi pada trafo ini sudah ter-standarisasi frekuensi
menengah yaitu 455KHz untuk keperluan Amplitudo Modulation (AM). Sedangkan
untuk keprerluan Frequency Modulation(FM) juga sudah terstandarisasi
frekuensi menengah yaitu 10,7MHz.
Trafo Frekuensi Tinggi
Sesuai namanya trafo ini bekerja pada fekuensi tinggi. Trafo
frekuensi tinggi banyak digunakan untuk kebutuhan pembangkitan frekuensi
(osilator), Flyback (rangkaian televisi tabung), atau lilitan resonansi. Trafo
frekuensi tinggi yang digunakan untuk osilator lebih populer dengan sebutan
spul osilator. Sedangkan lilitan osilator yang sering digunakan biasanya
osilator Hartley dan Coolpits. Disamping itu pada frekuensi tinggi, trafo jenis
ini juga sering digunakan untuk trafo resonansi. Trafo resonansi sendiri banyak
digunakan untuk penyesuaian impedansi antara pemancar dan antena. Oleh karena
itu trafo resonansi juga disebut dengan spul antena.
