Jenis-jenis Induktor dan Faktor-Faktor yang Mempengaruhinya
Berbagai jenis induktor tersedia berdasarkan ukuran dan peringkat. Ukuran fisiknya bervariasi dari ukuran kecil hingga transformator besar, tergantung pada daya yang ditangani dan frekuensi AC yang digunakan.
Sebagai salah satu komponen dasar yang digunakan dalam elektronik, induktor digunakan secara luas di area aplikasi yang jauh lebih luas seperti pengontrolan sinyal, penghapusan kebisingan, stabilisasi tegangan, peralatan elektronik, operasi mobil, dll. Sekarang dalam sehari-hari, peningkatan teknik desain induktor meningkatkan kinerja yang signifikan pada rangkaian.
Komponen elektronik yang beragam yang digunakan dalam berbagai aplikasi membutuhkan berbagai jenis induktor. Ini adalah berbagai bentuk, ukuran termasuk kawat wound dan induktor berlapis-lapis.
Berbagai jenis induktor termasuk induktor frekuensi tinggi, induktor jalur catu daya atau induktor daya dan induktor untuk rangkaian umum. Perbedaan induktor didasarkan pada jenis belitan serta inti yang digunakan.
Dalam jenis induktor ini, inti sama sekali tidak ada. Induktor ini menawarkan jalur keengganan tinggi untuk fluks magnet, karenanya induktansi lebih kecil. Induktor inti udara memiliki kumparan yang lebih besar untuk menghasilkan kerapatan fluks yang lebih tinggi. Ini digunakan dalam aplikasi frekuensi tinggi termasuk penerima TV dan radio.
Karena permeabilitas magnetik yang lebih tinggi ini memiliki sifat induktansi yang tinggi. Ini adalah induktor daya tinggi tetapi terbatas dalam kapasitas frekuensi yang lebih tinggi karena histerisis dan kerugian arus eddy.
Ini adalah berbagai jenis induktor yang menawarkan keuntungan dari penurunan biaya dan kerugian inti rendah pada frekuensi tinggi. Ferit adalah keramik oksida logam yang berbasis di sekitar campuran Ferric Oxide Fe2O3. Ferit lunak digunakan untuk konstruksi inti untuk mengurangi kerugian histerisis.
Dalam induktor ini, coil wound pada bekas lingkaran toroid. Kebocoran fluks sangat rendah pada induktor jenis ini. Namun mesin penggulung khusus diperlukan untuk merancang induktor jenis ini. Terkadang inti ferit juga digunakan untuk mengurangi kerugian pada desain ini.
Dalam jenis ini, coil wound di kumparan. Desain induktor kumparan wound sangat bervariasi dalam hal peringkat daya, level tegangan dan arus, frekuensi operasi, dll. Ini sebagian besar digunakan dalam catu daya mode sakelar dan aplikasi konversi daya.
Induktor multilayer berisi dua pola coil konduktif yang disusun dalam dua lapisan di bagian atas tubuh berlapis-lapis. Kumparan dihubungkan secara elektrik secara berurutan dalam seri ke dua pola kumparan yang lebih konduktif yang dibuang di bagian bawah dari badan berlapis-banyak. Ini terutama digunakan dalam sistem komunikasi seluler dan aplikasi peredam bising.
Ini sama sekali berbeda dari induktor tipe chip konvensional yang dililit kawat tembaga. Dalam jenis ini, induktor kecil dibentuk menggunakan pemrosesan film tipis untuk membuat induktor chip untuk aplikasi frekuensi tinggi, yang berkisar dari sekitar nano Henry.
Inti magnetik mungkin inti toroidal atau tipe-E. Bahan-bahan seperti keramik, ferit, besi bertenaga digunakan untuk inti ini. Kumparan yang membawa arus listrik menghasilkan medan magnet di sekitar konduktor. Lebih banyak garis magnetik diproduksi jika inti ditempatkan di dalam coil, asalkan permeabilitas tinggi dari inti digunakan.
Medan magnet menginduksi GGL dalam coil yang menghasilkan aliran arus. Menurut hukum Lenz, arus induksi menentang penyebabnya, yaitu tegangan yang diberikan. Karenanya induktor menentang perubahan arus input yang mengarah pada perubahan medan magnet. Pengurangan aliran arus akibat induksi ini disebut reaktansi induktif.
Reaktansi induktif akan meningkat jika jumlah putaran dalam coil meningkat. Ini juga menyimpan energi sebagai medan magnet melalui proses pengisian dan pemakaian dan melepaskan energi saat mengganti rangkaian. Area aplikasi induktor termasuk rangkaian analog, pemrosesan sinyal, dll.
Induktor tetap tidak memungkinkan pengguna untuk memvariasikan induktansi setelah dirancang. Tetapi dimungkinkan untuk memvariasikan induktansi menggunakan induktor variabel dengan memvariasikan jumlah putaran pada waktu tertentu atau dengan memvariasikan bahan inti yang masuk dan keluar dari coil.
Inti Induktor: Kehilangan energi pada inti induktor disebabkan oleh histerisis dan kerugian arus eddy. Medan magnet yang diterapkan pada bahan magnetik meningkat, menuju ke tingkat saturasi dan kemudian menurun.
Tetapi sementara mengurangi itu tidak melacak jalur asli. Ini menyebabkan kerugian histerisis. Nilai koefisien histerisis yang lebih kecil dari bahan-bahan inti menghasilkan kerugian histerisis yang rendah.
Jenis lain dari kehilangan inti adalah kehilangan arus eddy. Arus eddy ini diinduksi dalam bahan inti karena perubahan laju medan magnet menurut hukum Lenz. Kerugian arus Eddy jauh lebih sedikit daripada kerugian histerisis. Kerugian ini diminimalkan dengan menggunakan bahan koefisien histerisis yang rendah dan inti berlapis.
Gulungan Induktor: Dalam induktor, kerugian tidak hanya terjadi pada inti, tetapi juga pada gulungan. Gulungan memiliki ketahanannya sendiri. Ketika arus melewati belitan ini, kehilangan panas (I^2*R) akan terjadi di belitan.
Tetapi dengan meningkatnya frekuensi, resistansi berliku meningkat karena efek kulit. Efek kulit menyebabkan arus terkonsentrasi pada permukaan konduktor daripada pusat. Jadi area efektif dari area pembawa arus berkurang. Juga arus eddy yang diinduksi dalam belitan menyebabkan arus diinduksi pada konduktor tetangga yang disebut efek kedekatan.
Karena tumpang tindih konduktor dalam gulungan, efek kedekatan menyebabkan peningkatan resistansi konduktor lebih tinggi daripada dalam hal efek kulit. Kerugian belitan berkurang dengan teknologi belitan canggih seperti belitan berbentuk kawat dan litz.
Sebagai salah satu komponen dasar yang digunakan dalam elektronik, induktor digunakan secara luas di area aplikasi yang jauh lebih luas seperti pengontrolan sinyal, penghapusan kebisingan, stabilisasi tegangan, peralatan elektronik, operasi mobil, dll. Sekarang dalam sehari-hari, peningkatan teknik desain induktor meningkatkan kinerja yang signifikan pada rangkaian.
Jenis-jenis Induktor
Komponen elektronik yang beragam yang digunakan dalam berbagai aplikasi membutuhkan berbagai jenis induktor. Ini adalah berbagai bentuk, ukuran termasuk kawat wound dan induktor berlapis-lapis.
Berbagai jenis induktor termasuk induktor frekuensi tinggi, induktor jalur catu daya atau induktor daya dan induktor untuk rangkaian umum. Perbedaan induktor didasarkan pada jenis belitan serta inti yang digunakan.
Induktor Inti Udara
Dalam jenis induktor ini, inti sama sekali tidak ada. Induktor ini menawarkan jalur keengganan tinggi untuk fluks magnet, karenanya induktansi lebih kecil. Induktor inti udara memiliki kumparan yang lebih besar untuk menghasilkan kerapatan fluks yang lebih tinggi. Ini digunakan dalam aplikasi frekuensi tinggi termasuk penerima TV dan radio.
Fero Magnetik atau Induktor Inti Besi
Karena permeabilitas magnetik yang lebih tinggi ini memiliki sifat induktansi yang tinggi. Ini adalah induktor daya tinggi tetapi terbatas dalam kapasitas frekuensi yang lebih tinggi karena histerisis dan kerugian arus eddy.
Induktor Inti Ferit
Ini adalah berbagai jenis induktor yang menawarkan keuntungan dari penurunan biaya dan kerugian inti rendah pada frekuensi tinggi. Ferit adalah keramik oksida logam yang berbasis di sekitar campuran Ferric Oxide Fe2O3. Ferit lunak digunakan untuk konstruksi inti untuk mengurangi kerugian histerisis.
Induktor Inti Toroidal
Dalam induktor ini, coil wound pada bekas lingkaran toroid. Kebocoran fluks sangat rendah pada induktor jenis ini. Namun mesin penggulung khusus diperlukan untuk merancang induktor jenis ini. Terkadang inti ferit juga digunakan untuk mengurangi kerugian pada desain ini.
Induktor berbasis kumparan
Dalam jenis ini, coil wound di kumparan. Desain induktor kumparan wound sangat bervariasi dalam hal peringkat daya, level tegangan dan arus, frekuensi operasi, dll. Ini sebagian besar digunakan dalam catu daya mode sakelar dan aplikasi konversi daya.
Induktor Multi Layer
Induktor multilayer berisi dua pola coil konduktif yang disusun dalam dua lapisan di bagian atas tubuh berlapis-lapis. Kumparan dihubungkan secara elektrik secara berurutan dalam seri ke dua pola kumparan yang lebih konduktif yang dibuang di bagian bawah dari badan berlapis-banyak. Ini terutama digunakan dalam sistem komunikasi seluler dan aplikasi peredam bising.
Induktor Film Tipis
Ini sama sekali berbeda dari induktor tipe chip konvensional yang dililit kawat tembaga. Dalam jenis ini, induktor kecil dibentuk menggunakan pemrosesan film tipis untuk membuat induktor chip untuk aplikasi frekuensi tinggi, yang berkisar dari sekitar nano Henry.
Cara Kerja Induktor
Induktor sering disebut sebagai Resistor AC. Ini menolak perubahan arus dan menyimpan energi dalam bentuk medan magnet. Ini sederhana dalam konstruksi, terdiri dari kumparan kawat tembaga wound pada inti. Inti ini mungkin bersifat magnetis atau udara. Berbagai jenis induktor dapat digunakan dalam aplikasi canggih seperti transfer daya nirkabel.Inti magnetik mungkin inti toroidal atau tipe-E. Bahan-bahan seperti keramik, ferit, besi bertenaga digunakan untuk inti ini. Kumparan yang membawa arus listrik menghasilkan medan magnet di sekitar konduktor. Lebih banyak garis magnetik diproduksi jika inti ditempatkan di dalam coil, asalkan permeabilitas tinggi dari inti digunakan.
Medan magnet menginduksi GGL dalam coil yang menghasilkan aliran arus. Menurut hukum Lenz, arus induksi menentang penyebabnya, yaitu tegangan yang diberikan. Karenanya induktor menentang perubahan arus input yang mengarah pada perubahan medan magnet. Pengurangan aliran arus akibat induksi ini disebut reaktansi induktif.
Reaktansi induktif akan meningkat jika jumlah putaran dalam coil meningkat. Ini juga menyimpan energi sebagai medan magnet melalui proses pengisian dan pemakaian dan melepaskan energi saat mengganti rangkaian. Area aplikasi induktor termasuk rangkaian analog, pemrosesan sinyal, dll.
Faktor-faktor yang mempengaruhi Induktansi Induktor
Kemampuan memproduksi garis magnetik disebut induktansi. Unit standar induktansi adalah Henry. Jumlah fluks magnet yang dikembangkan atau induktansi dari berbagai jenis induktor tergantung pada empat faktor dasar yang dibahas di bawah ini.Jumlah Putaran dalam Coil
Jika jumlah putaran lebih banyak, jumlah medan magnet yang lebih besar dihasilkan, yang menghasilkan lebih banyak induktansi. Lebih sedikit putaran menghasilkan lebih sedikit induktansi.Bahan Inti Coil
Jika bahan yang digunakan untuk inti memiliki permeabilitas tinggi, lebih banyak induktansi induktor. Ini karena bahan permeabilitas tinggi menawarkan jalur keengganan rendah ke fluks magnet.Area penampang Coil
Area penampang yang lebih besar menghasilkan induktansi yang lebih besar karena ini menawarkan lebih sedikit perlawanan terhadap fluks magnetik dalam hal area.Panjang Coil
Semakin lama kumparan semakin sedikit akan menjadi induktansi. Ini karena, untuk jumlah medan tertentu, penentangan gaya terhadap fluks magnet lebih besar.Induktor tetap tidak memungkinkan pengguna untuk memvariasikan induktansi setelah dirancang. Tetapi dimungkinkan untuk memvariasikan induktansi menggunakan induktor variabel dengan memvariasikan jumlah putaran pada waktu tertentu atau dengan memvariasikan bahan inti yang masuk dan keluar dari coil.
Kehilangan daya dalam sebuah Induktor
Daya yang hilang dalam induktor terutama disebabkan oleh dua sumber: inti induktor dan belitan.Inti Induktor: Kehilangan energi pada inti induktor disebabkan oleh histerisis dan kerugian arus eddy. Medan magnet yang diterapkan pada bahan magnetik meningkat, menuju ke tingkat saturasi dan kemudian menurun.
Tetapi sementara mengurangi itu tidak melacak jalur asli. Ini menyebabkan kerugian histerisis. Nilai koefisien histerisis yang lebih kecil dari bahan-bahan inti menghasilkan kerugian histerisis yang rendah.
Jenis lain dari kehilangan inti adalah kehilangan arus eddy. Arus eddy ini diinduksi dalam bahan inti karena perubahan laju medan magnet menurut hukum Lenz. Kerugian arus Eddy jauh lebih sedikit daripada kerugian histerisis. Kerugian ini diminimalkan dengan menggunakan bahan koefisien histerisis yang rendah dan inti berlapis.
Gulungan Induktor: Dalam induktor, kerugian tidak hanya terjadi pada inti, tetapi juga pada gulungan. Gulungan memiliki ketahanannya sendiri. Ketika arus melewati belitan ini, kehilangan panas (I^2*R) akan terjadi di belitan.
Tetapi dengan meningkatnya frekuensi, resistansi berliku meningkat karena efek kulit. Efek kulit menyebabkan arus terkonsentrasi pada permukaan konduktor daripada pusat. Jadi area efektif dari area pembawa arus berkurang. Juga arus eddy yang diinduksi dalam belitan menyebabkan arus diinduksi pada konduktor tetangga yang disebut efek kedekatan.
Karena tumpang tindih konduktor dalam gulungan, efek kedekatan menyebabkan peningkatan resistansi konduktor lebih tinggi daripada dalam hal efek kulit. Kerugian belitan berkurang dengan teknologi belitan canggih seperti belitan berbentuk kawat dan litz.