Induktor

Induktor adalah komponen pasif elektronika dibuat dari kawat yang dililit, kadang induktor juga disebut sebagai lilitan atau kumparan. Induktor mempunyai sifat dan fungsi berkebalikan dari kapasitor dimana induktor meneruskan arus dc dan mem-blok arus ac. Pada rangakaian filter komponen induktor memblok arus listrik frekuensi tinggi dan meneruskan arus listrik frekuensi rendah. 


Gambar 1. Simbol Induktor

Besarnya nilai hambatan induktor (reaktansi induktif) tergantung besarnya nilai induktansi dan besarnya frekuensi listrik melalui induktor tersebut. Hubungan antara induktansi, frekuensi dan reaktansi induktif (XL) dapat dituliskan dengan persamaan sebagai berikut :
Dimana :
f : Frekuensi listrik mengalir melalui induktor dalam satuan Hertz (Hz).
L : Besarnya induktansi induktor dalam satuan Henry (H).
π  : Nilai sebesar 3,14 atau 22/7.
XL : Nilai reaktansi induktif dengan satuan Ohm (Ω).

Dari persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa pada suatu induktor jika semakin tinggi nilai frekuensi arus listrik yang melewati induktor maka reaktansi induktif induktor semakin besar.

Dalam hal membuat induktor dengan inti udara (tanpa inti) dengan perkiraan nilai induktansi yang diinginkan adalah dengan persamaan sebagai berikut :

Dimana :
L : Induktansi induktor dalam satuan Henry (H).
N : Jumlah lilitan pada induktor.
p : Panjang induktor dalam satuan cm.
r : jari-jari kumparan.

Untuk mendapatkan nilai induktansi mendekati harapan perlu dibuat agar lilitan kawat serapat mungkin.

Contoh membuat kumparan atau induktor :
Diinginkan membuat induktor inti udara dengan kumparan satu lapis yang memiliki garis tengah (diameter) 1 cm dan panjang 2 cm, berapa lilitan yang diperlukan untuk mendapatkan nilai induktansi sebesar 250 μH?

Jawaban :
L = 0,39 . r2N/ (9r +10p) 
sehingga
N = ( (9r + 10p) . L / (0,39 . r2) )1/2
N = ( (9 . 0,5 + 10 . 2) . 250 / (0,39 . 0,52) )1/2
N = 198 lilitan

Beberapa jenis atau tipe induktor :


Induktor inti udara
Induktor inti udara ini adalah lilitan yang tidak memiliki inti ditengah lilitannya, hanya kawat lilitan saja yang ditunjukan pada Gambar 2 di bawah. Komponen induktor ini banyak ditemukan pada rangkaian RF.
Induktor inti udara
Gambar 2. Induktor inti udara

Induktor inti besi
Induktor inti besi adalah kawat yang dililitkan pada sebuah inti besi. Saat induktor diberi inti besi maka fluks magnetik yang dihasilkan oleh induktor yang dilewati arus listrik tidak banyak keluar atau bocor dari inti besi, selain itu inti besi juga akan berubah menjadi magnet (memiliki medan magnet) kemudian medan magnet ini akan ditambahkan langsung pada fluk magnetik yang dihasilkan oleh arus yang melalui kumparan sehingga membuat induktansi induktor menjadi lebih besar.

Induktor inti besi
Gambar 3. Induktor inti besi

Menggunakan inti besi lebih menguntungkan dibanding menggunakan inti udara karena dengan ukuran yang sama induktor dengan inti besi memiliki induktansi lebih besar dibanding induktor dengan inti udara.

Induktor inti ferit
Induktor inti ferit adalah induktor dengan kawat yang dililit pada inti ferit. Inti ferit ini mempunyai fungsi yang sama dengan inti besi yaitu untuk meningkatkan permeabilitas medium disekitar kumparan untuk meningkatkan induktansi pada induktor.
Induktor Inti Ferit
Gambar 4. Induktor Inti Ferit

Secara fisik inti besi bisa jadi lebih berat dan lebih kuat, sedangkan inti ferit lebih ringan dan mudah patah jika terbentur atau jatuh.

Variabel induktor
Variabel induktor merupakan induktor dimana nilai induktansinya dapat berubah dengan mengubah posisi atau letak inti ferit yang dapat digeser-geser didalam kumparan induktor. Gambar 4 adalah salah satu contoh variabel induktor yang diimplementasikan sebagai trafo IF (intermediate frequency) yang berfungsi menghilangkan frekuensi tinggi menjadi frekuensi lebih rendah (frekuensi antara) sebelum masuk ke rangkaian detektor.

Variabel Induktor
Gambar 5. Variabel Induktor

Variabel induktor banyak ditemui pada rangkaian pemancar radio ataupun penerima radio analog.

Induktor dengan inti toroida.
Induktor ini sering disebut dengan toroida. Inti toroida ini memiliki bentuk seperti donat. Umumnya toroida ini sangat baik digunakan dalam konverter dc to dc, dan juga untuk frekuensi audio. Biasanya sering ditemukan pada power supply atau pada rangkaian crossover audio.
Induktor dengan inti Toroida
Gambar 6. Induktor dengan inti Toroida

Total Induktansi pada induktor disusun seri
Untuk meghitung induktansi total induktor yang disusun secara seri adalah dengan menjumlahkan maisng-masing induktansinya sehingga rumus induktansi total adalah :

Induktor disusun seri
Gambar 7. Induktor disusun seri 

Pada Gambar 7 diatas adalah empat buah induktor yang disusun seri dengan masing-masing induktor mempunyai nilai induktansi 1 mH ( mili Henri). Besarnya induktansi total adalah:
Ltotal = L1 + L2 + L3 + L4
Ltotal = 1mH + 1mH + 1mH + 1mH
Ltotal = 4 mH


Dari rumus dapat diambil kesimpulan jika induktor dipasang secara paralel induktansi totalnya akan semakin besar,


Total Induktansi pada Induktor disusun Paralel
Untuk mencari nilai induktansi total pada induktor yang disusun secara paralel dapat menggunakan rumus sebagai beriku :


Induktor disusun paralel
Gambar 8. Induktor disusun paralel

Pada Gambar 8 menunjukan empat buah induktor disusun secara paralel dengan masing-masing induktor memiliki nilai induktansi 1mH, maka induktansi total induktor adalah :

1/Ltotal = 1/L1 + 1/L2 + 1/L3 + 1/L4

1/Ltotal = 1/1mH + 1/1mH + 1/1mH + 1mH
1/Ltotal = 4/1mH
Ltotal = 0,25 mH

Dari rumus induktansi total pada rangkaian paralel dapat diambil kesimpulan bahwa semakin banyak jumlah induktor yang dipasang secara paralel maka induktansi total semakin kecil. 

Faktor Kualitas Induktor (Q)

Perbandingan antara reaktansi induktif Xdan rugi-rugi (r) yang ada pada kumparan atau induktor disebut dengan faktor kualitas Q. Nilai faktor kualitas ini dapat membantu untuk menentukan penggunaan induktor sebagai filter dengan kemampuan yang baik (daya pilah frekuensi baik) yaitu diperlukan nilai Q yang besar.

Jika induktor digunakan agar memiliki kemampuan filter rendah (daya pilah frekuensi lemah) diperlukan nilai Q yang kecil. Untuk melebarkan jalur frekuensi yang dapat dilewati oleh induktor dapat ditambahkan resistor yang dipasang paralel dengan induktor.


Contoh mencari nilai Q pada suatu induktor :

Sebuah induktor memiliki hambatan yang diukur oleh Ohm meter sebesar 20 Ω, pada saat dilewati arus listrik dengan frekuensi tertentu memilki reaktansi induktif sebesar 1250 Ω. Maka pada frekuensi tersebut besarnya Q induktor adalah :
Q = X/  r
Q = 1250 / 20 
Q = 62,5

EoF