Rangkaian Induktor dalam Rangkaian Arus AC

Rangkaian Induktor dalam Rangkaian Arus AC – Pada kesempatan ini admin Rumus Fisika akan berbagi tentang Rangkaian Induktor dalam Rangkaian Arus AC yang merupakan bagian materi dari Kumpulan Rumus Fisika SMA Kelas 12. Perhatikan baik-baik penjelasan berikut ini! agar anda dengan mudah bisa memahami Rangkaian Induktor dalam Rangkaian Arus AC.

Rangkaian Induktor dalam Rangkaian Arus AC

Perhatikan gambar rangkaian induktor yang dihubungkan dengan sumber tegangan AC.
Rangkaian induktor dengan sumber tegangan AC
Rangkaian induktor dengan sumber tegangan AC

Besarnya tegangan pada ujung-ujung induktor sama dengan tegangan sumber, sehingga berlaku :

VL= V = VMax sin ωt

di mana cos ωt = – sin(ωt – π/2 )
Apabila kita lihat antara persamaan IL(kuat arus dalam induktor) dengan V(tegangan sumber) terlihat bahwa arus listrik dengan tegangan listrik terjadi selisih sudut fase sebesar 90o atau  π/2 di mana kuat arus ketinggalan terhadap tegangan dengan selisih sudut fase 90o.
Perbedaan fase antara kuat arus dan tegangan pada induktor dapat digambarkan dengan diagram fasor sebagai berikut :
(a) Grafik arus dan tegangan sebagai fungsi waktu, (b) Diagram fasor rangkaian induktor murni
(a) Grafik arus dan tegangan sebagai fungsi waktu, (b) Diagram fasor rangkaian induktor murni
Apabila kita perhatikan persamaan  VMax/ωL= IMax identik dengan I =V/R  pada hukum Ohm, di mana ωL merupakan suatu hambatan yang disebut dengan reaktansi induktif yang diberi lambang XLyang besarnya dinyatakan :

XL = ωL = 2πƒL

di mana :

XL = reaktansi induktif (Ohm = Ω) 

L = induktansi diri induktor (Henry = H) 

ω = frekuensi anguler/sudut (rad/s) 

f = frekuensi linier (Hertz = Hz)

Dalam rangkaian induktor jika I menyatakan kuat arus yang mengalir pada induktor, XL menyatakan reaktansi induktif, Vmaxmenyatakan tegangan maksimum, dan Vef menyatakan tegangan efektif tegangan sumber arus AC berlaku hubungan :
Arus maksimum
Tegangan efektif

Contoh Soal

Sebuah induktor mempunyai induktansi 0,05 H dihubungkan dengan sumber tegangan AC yang mempunyai tegangan V = 20 sin 120 πt. Hitunglah :
a. reaktansi induktif,
b. kuat arus maksimum yang mengalir pada induktor!

Penyelesaian :

Dari persamaan tegangan diperoleh bahwa Vmax = 20 Volt dan f= 60 Hz (120 π= 2 πf) sehingga dapat dicari :
a. XL = ωL= 2 πfL= 2 x 3,14 x 60 x 0,05 = 6,28 x 3 = 18,84 Ω
b. Imax = Vmax/XL = 20/18,84 = 1,06 A