Reaktansi Induktif Pada Rangkaian AC

Reaktansi Induktif

seperti dijelaskan pada artikel sebelumnya bahwa kalau sebuah koil dialiri arus DC, pertumbuhan arus yang melalui koil tidak instan tetapi ditentukan oleh self induksi atau nilai back emf (ggl). Juga arus pada koil terus meningkat hingga mencapai kondisi steady state setelah lima konstanta waktu. dan arus maksimum yang mengalir pada koil dibatasi oleh bagian resistif dari gulungan koil, maka rasio tegangan dan arus ditentukan oleh hukum ohm seperti pada resistor I=V/R.

Namun ketika sebuah induktor di lalui arus AC, perilaku aliran arus sangat berbeda dengan tegangan DC. sinyal AC yang di berikan ke induktor menghasilkan perbedaan phasa 90° antara tegangan dan arus. perlawanan arus AC pada koil tidak hanya tergantung pada induktansi dari koil tetapi juga frekuensi gelombang AC.

perlawanan aliran arus AC yang mengalir pada koil ditentukan oleh resistansi AC dan dikenal dengan impedansi (Z), tapi karena istilah resistansi sering di kaitkan dengan rangkaian DC, maka untuk membedakan resistansi AC dari resistansi DC digunakan istilah yang umum digunakan yaitu Reaktansi dengan simbol "X"  untuk membedakan dari nilai resistif murni. dan untuk membedakan simbol dari reaktansi pada kapasitor yaitu "XC" maka reaktansi pada induktor diberi simbol "XL"..

Induktor Pada Rangkaian AC

arus AC yang mengalir pada sebuah induktor berbeda dengan arus yang mengalir pada kapasitor dimana pada kapasitor arus mendahului tegangan dengan 90° sedangkan pada induktor arus tertinggal 90° dari tegangan.

seperti kita ketahui bahwa tegangan AC adalah terdiri dari setengah siklus positip dan setengan siklus negatip pada titik 0° dan 180° sepanjang gelombang sinus, hal ini mempengaruhi tegangan emf yang akan naik dan turun sesuai frekuensi tengangan AC. kita tahu bahwa induksi diri emf berbanding lurus dengan dengan laju perubahan arus akibatnya tingkat minimum perubahan tegangan terjadi ketika gelombang sinyal AC menyilang pada level puncak tegangan maksimum atau minimum. aliran arus pada posisi ini dapat di gambarkan sebagai berikut : 

dari gambar diatas dapat dijelaskan bahwa untuk rangkaian AC induktip murni arus tertinggal 90° dari tegangan, atau dengan kata lain tegangan mendahului arus sebesar 90°. ekpresi umum untuk kondisi arus terhadap tegangan juga diperjelas oleh diagram vektor sebagai berikut :

Rumus Reaktansi Induktif

karena pada rangkaian induktif murni arus selalu tertinggal 90° terhadap tegangan kita dapat menemukan phasa arus dengan mengetahui phasa tegangan atau sebaliknya, artinya jika kita tahu nilai VL maka IL harus tertinggal 90°  atau sebaliknya jika kita tahu nilai IL maka VL harus mendahului 90°. perbandingan arus dan tegangan dalam rangkaian induktif akan menghasilkan persamaan yang mendefinisikan Reaktansi Induktif (XL) dari koil sebagai berikut :

XL = VL/IL = 2.π.f.L

dimana:

XL = reaktansi induktif (Ω)

VL = tegangan (V)

IL = arus (A)

L = induktasni (H)

f = frekuensi (Hertz)

dari persamaan diatas dapat dilihat bahwa jika salah satu nilai frekuensi atau nilai induktansi meningkat maka nilai reaktansi induktif juga akan meningkat, bertindak seperti rangkaian terbuka.
Namun untuk frekuensi yang mendekati nol misal pada tegangan DC maka reaktansi induktif juga akan turun ke nol bertindak seperti sirkuit pendek (short circuit). ini berarti bahwa reaktansi induktif "proporsional" terhadap frekuensi. yang ditunjukan seperti pada grafik dibawah ini :

Contoh Soal

sebuah koil murni memiliki induktansi sebesar 100mH diberikan supply sebesar 100V/50Hz, hitunglah reaktansi induktif (XL) dan arus (IL) yang mengalir pada koil tersebut ? 

Penyelesaian : 

Reaktansi Induktif:   XL = 2 x f x L

=6.28 x 50 x 0.1

= 31.4

Arus:                            I = V / XL     = 100 / 31.4    = 3.2A