Apa itu rangkaian induktif murni dan rangkaian resistansi murni

Rangkaian induktansi murni dan rangkaian resistansi murni adalah dua model sirkuit dasar, yang masing-masing mewakili kasus ideal dari komponen hanya induktansi atau hanya resistansi dalam sirkuit. Berikut ini menjelaskan dua model sirkuit tersebut dan karakteristiknya:

Rangkaian Resistor Murni

Definisi

Rangkaian resistansi murni adalah rangkaian yang hanya mengandung komponen resistansi (R) dan tidak mengandung jenis komponen lain (seperti induktor L atau kapasitor C). Elemen resistansi digunakan untuk mewakili bagian sirkuit di mana energi diserap, seperti pembuatan panas.

Kekhasan

• Tegangan dan arus sefase: Dalam rangkaian resistansi murni, tegangan dan arus berada dalam fase yang sama, yaitu perbedaan fasa antara keduanya adalah 0°.

• Hukum Ohm: Hubungan antara tegangan (V) dan arus (I) mengikuti hukum Ohm, yaitu V=I×R, di mana R adalah resistansi resistor.

• Konsumsi daya: Elemen resistif mengonsumsi energi listrik dan mengubahnya menjadi energi panas, dihitung dengan rumus P=V×I atau P= V2/R atau P=I 2×R.
  

Penerapan

• Elemen pemanas: Elemen resistif sangat umum digunakan dalam peralatan pemanas, seperti pemanas air listrik, setrika listrik, dll.

• Elemen pembatas arus: Digunakan sebagai elemen pembatas arus dalam sirkuit untuk mencegah arus berlebih merusak komponen lainnya.

• Pembagi tegangan: Dalam sirkuit pembagi tegangan, resistor digunakan untuk mendistribusikan tegangan secara proporsional.

Rangkaian Induktor Murni

Definisi

Rangkaian induktansi murni adalah rangkaian yang hanya mengandung elemen induktif (L) dan tidak mengandung jenis komponen lain. Induktor mewakili bagian sirkuit yang menyimpan energi medan magnet dan biasanya terdiri dari gulungan kawat.

Kekhasan

• Tegangan lebih dulu 90°: Dalam rangkaian induktansi murni, tegangan lebih dulu 90° dibandingkan arus (atau perbedaan fasa +90°).

• Reaktansi induktif: Efek penghalang elemen induktif terhadap arus bolak-balik disebut reaktansi induktif (XL), dan besarnya sebanding dengan frekuensi, rumus perhitungannya adalah

XL=2πfL, di mana f adalah frekuensi arus bolak-balik dan L adalah nilai induktansi induktor.

• Daya reaktif: Elemen induktif tidak mengonsumsi energi, tetapi akan menyimpan energi dalam medan magnet dan melepaskannya pada siklus berikutnya, sehingga ada daya reaktif (Q) dalam sirkuit induktif, tetapi tidak ada konsumsi energi nyata.

Penerapan

• Filter: Induktor sering digunakan dalam filter, terutama filter pass rendah, untuk mencegah lalunya sinyal frekuensi tinggi.

• Ballast: Dalam sirkuit lampu fluorescent, induktor digunakan sebagai ballast, membatasi arus dan menyediakan tegangan awal yang diperlukan.

• Sirkuit resonan: Ketika digunakan bersama komponen kapasitif, induktor dapat membentuk sirkuit osilasi LC untuk menghasilkan sinyal osilasi dengan frekuensi tertentu.

Kesimpulan

• Rangkaian resistansi murni: dikarakterisasi oleh tegangan dan arus yang sefase, mengikuti hukum Ohm, energi dikonsumsi pada resistansi, diubah menjadi panas.

• Rangkaian induktansi murni: dikarakterisasi oleh tegangan yang lebih dulu 90°, reaktansi induktif, energi disimpan dalam medan magnet dan dilepaskan pada siklus berikutnya, tidak ada konsumsi energi.

Dalam aplikasi praktis, rangkaian resistansi atau induktansi murni jarang ditemui, dan sering kali kombinasi beberapa komponen termasuk dalam sirkuit, tetapi pemahaman tentang kedua model sirkuit dasar ini membantu dalam menganalisis dan merancang sirkuit yang lebih kompleks.