Apa yang terjadi pada sebuah kumparan ketika arus AC dialirkan melaluinya Bagaimana cara mencegahnya agar tidak terbakar

Ketika arus bolak-balik melewati sebuah kumparan, situasi berikut terjadi:

I. Efek elektromagnetik

1. Pembentukan medan magnet

 Ketika arus bolak-balik melewati kumparan, medan magnet bolak-balik dibentuk di sekitar kumparan. Intensitas medan magnet ini berubah sesuai dengan perubahan arus.

Sebagai contoh, dalam elektromagnet, ketika arus bolak-balik melewati kumparan, medan magnet yang menarik objek feromagnetik dibentuk. Arah dan intensitas medan magnet ini berubah sesuai dengan perubahan arah dan besarnya arus bolak-balik.

2. Gaya gerak listrik terinduksi

Menurut hukum induksi elektromagnetik Faraday, medan magnet yang berubah akan menghasilkan gaya gerak listrik terinduksi di kumparan. Arah gaya gerak listrik terinduksi ini berlawanan dengan arah perubahan arus dan disebut sebagai gaya gerak listrik terinduksi sendiri.

Sebagai contoh, ketika arus bolak-balik meningkat, gaya gerak listrik terinduksi sendiri akan menghambat peningkatan arus; ketika arus bolak-balik menurun, gaya gerak listrik terinduksi sendiri akan menghambat penurunan arus. Fenomena induksi sendiri ini memainkan peran penting dalam rangkaian arus bolak-balik. Sebagai contoh, elemen induktif dapat digunakan untuk penyaringan dan pembatasan arus.

II. Kerugian energi

1. Kerugian resistansi

Kumparan itu sendiri memiliki resistansi tertentu. Ketika arus bolak-balik melewati kumparan, kerugian daya akan terjadi pada resistansi, yang ditunjukkan sebagai pemanasan.

Sebagai contoh, jika resistansi kumparan adalah R dan arus bolak-balik yang melewatinya adalah I, maka kerugian daya kumparan adalah P=I2R . Jika arus besar atau resistansi kumparan besar, kerugian daya akan meningkat, menyebabkan peningkatan suhu kumparan.

2. Kerugian arus eddy

Di bawah pengaruh medan magnet bolak-balik, arus eddy akan terbentuk di dalam konduktor kumparan. Arus eddy akan menghasilkan kerugian daya di konduktor, juga ditunjukkan sebagai pemanasan.

Sebagai contoh, di inti besi transformator, karena pengaruh medan magnet bolak-balik, akan terjadi kerugian arus eddy. Untuk mengurangi kerugian arus eddy, inti besi transformator biasanya menggunakan struktur laminasi untuk meningkatkan resistansi jalur arus eddy dan mengurangi besarnya arus eddy.

III. Metode untuk menghindari kebakaran

1. Pilih parameter kumparan yang tepat

Berdasarkan kebutuhan aplikasi praktis, pilih parameter kumparan yang tepat seperti jumlah putaran, diameter kawat, dan material isolasi. Meningkatkan jumlah putaran kumparan dapat meningkatkan nilai induktansi, tetapi juga akan meningkatkan resistansi dan volume; memilih diameter kawat yang lebih besar dapat mengurangi resistansi, tetapi juga akan meningkatkan biaya dan volume.

Sebagai contoh, saat merancang filter induktif, perlu dipilih parameter kumparan yang tepat berdasarkan parameter seperti tegangan input dan output, arus, dan frekuensi untuk memenuhi persyaratan penyaringan dan menghindari overheating dan kebakaran kumparan.

2. Perkuat tindakan pendinginan

Untuk mengurangi suhu kumparan, tindakan pendinginan dapat diperkuat, seperti menambahkan heat sink, lubang ventilasi, kipas, dll. Heat sink dapat meningkatkan area kontak antara kumparan dan udara serta meningkatkan efisiensi pendinginan; lubang ventilasi dapat mendorong sirkulasi udara dan membawa panas yang dihasilkan oleh kumparan; kipas dapat memaksa aliran udara dan mempercepat kecepatan pendinginan.

Sebagai contoh, dalam perangkat elektronik berdaya tinggi, kumparan biasanya dipasang pada heat sink dan didinginkan dengan lubang ventilasi atau kipas. Ini dapat secara efektif mengurangi suhu kumparan dan menghindari kebakaran.

3. Kontrol arus dan tegangan

Hindari melewati arus berlebihan atau mengekspos kumparan ke tegangan berlebihan. Elemen pelindung yang sesuai seperti fusible, pemutus sirkuit, dan regulator tegangan dapat digunakan untuk membatasi besarnya arus dan tegangan.

Sebagai contoh, dalam rangkaian pasokan daya, untuk mencegah kumparan terbakar akibat overcurrent, dapat dipasang fusible dalam rangkaian. Ketika arus melebihi arus nominal fusible, fusible akan meledak dan memutuskan rangkaian untuk melindungi kumparan dan elemen lainnya.

4. Inspeksi dan pemeliharaan berkala

Lakukan inspeksi berkala terhadap penampilan, suhu, kinerja isolasi, dll. dari kumparan, dan temukan serta tangani masalah potensial secara tepat waktu. Jika ditemukan kumparan mengalami overheating, perubahan warna, bau tidak normal, dll., hentikan penggunaannya segera dan lakukan inspeksi dan perbaikan.

Sebagai contoh, dalam perangkat elektronik yang beroperasi untuk jangka waktu lama, kumparan harus diinspeksi dan dipelihara secara berkala, debu dan kotoran harus dibersihkan, isolasi harus diperiksa dalam kondisi baik, dan nilai resistansi dan induktansi kumparan harus diukur. Hal ini dapat mendeteksi masalah dengan kumparan secara tepat waktu dan mengambil tindakan yang sesuai untuk menghindari kebakaran.

Kesimpulannya, ketika arus bolak-balik melewati kumparan, kumparan akan menghasilkan medan magnet, gaya gerak listrik terinduksi, dan kerugian energi. Untuk menghindari kebakaran kumparan, dapat dipilih parameter kumparan yang tepat, tindakan pendinginan dapat diperkuat, arus dan tegangan dapat dikontrol, dan inspeksi dan pemeliharaan berkala dapat dilakukan.