Apa yang terjadi pada arus ketika induktor tiba-tiba diputus?

Ketika induktor tiba-tiba diputus, arus mengalami perubahan signifikan karena karakteristik induktor dalam mempertahankan arus konstan. Berikut adalah penjelasan rinci:

1. Karakteristik Dasar Induktor

Karakteristik dasar induktor dapat dinyatakan dengan rumus berikut:

V=L（dI/dt）

di mana:

• V adalah tegangan di seberang induktor,

• L adalah induktansi induktor,

• I adalah arus melalui induktor,

• dI/dt adalah laju perubahan arus.

Rumus ini menunjukkan bahwa tegangan di seberang induktor sebanding dengan laju perubahan arus. Jika arus berubah dengan cepat, tegangan tinggi akan terjadi di seberang induktor.

2. Ketika Induktor Tiba-Tiba Diputus

Ketika induktor tiba-tiba diputus, arus tidak dapat langsung turun ke nol karena induktor menolak perubahan arus yang mendadak. Secara khusus:

Arus Tidak Bisa Berubah Secara Instan

Alasan: Induktor menyimpan energi medan magnetik, dan ketika arus mencoba berhenti secara mendadak, induktor berusaha mempertahankan arus aslinya.

Hasil: Induktor menghasilkan tegangan transien tinggi di titik putus untuk mencoba menjaga arus tetap mengalir.

Lonjakan Tegangan Transien

Lonjakan Tegangan: Karena ketidakmampuan arus untuk berubah secara instan, induktor menghasilkan tegangan transien tinggi di titik putus. Lonjakan tegangan ini bisa sangat tinggi dan mungkin merusak komponen lain dalam rangkaian.

Pelepasan Energi: Tegangan tinggi ini menyebabkan energi medan magnetik yang tersimpan dalam induktor dilepaskan dengan cepat, sering kali dalam bentuk busur api.

3. Efek Praktis

Pelepasan Busur Api

• Busur Api: Di titik putus, tegangan tinggi mungkin menyebabkan pelepasan busur api, menghasilkan percikan atau busur.

• Kerusakan: Pelepasan busur api dapat merusak saklar, kontak, atau komponen rangkaian lainnya.

Lonjakan Tegangan

Tindakan Perlindungan: Untuk mencegah kerusakan akibat lonjakan tegangan, sering digunakan dioda (dikenal sebagai dioda flyback atau dioda freewheeling) yang ditempatkan paralel dengan induktor, atau bentuk lain dari penghambat tegangan transien (seperti varistor).

4. Solusi

Dioda Flyback

• Fungsi: Dioda flyback menyediakan jalur impedansi rendah untuk arus ketika induktor tiba-tiba diputus, mencegah terbentuknya lonjakan tegangan tinggi.

• Koneksi: Dioda flyback biasanya dihubungkan secara paralel balik dengan induktor. Ketika induktor diputus, dioda tersebut menghantarkan, memberikan jalur bagi arus untuk tetap mengalir.

Penghambat Tegangan Transien

• Fungsi: Penghambat tegangan transien (seperti varistor) dengan cepat mengklamping tegangan ketika melebihi ambang batas tertentu, menyerap energi tegangan berlebih dan melindungi komponen lain dalam rangkaian.

• Koneksi: Penghambat tegangan transien biasanya dihubungkan secara paralel dengan induktor.

Ringkasan

Ketika induktor tiba-tiba diputus, arus tidak dapat langsung turun ke nol karena karakteristik induktor dalam mempertahankan arus konstan. Hal ini menghasilkan tegangan transien tinggi di titik putus, yang dapat menyebabkan busur api dan merusak komponen rangkaian. Untuk melindungi rangkaian, sering digunakan dioda flyback atau penghambat tegangan transien untuk mencegah terbentuknya lonjakan tegangan.