Perbedaan Utama - Induktansi vs Kapasitansi
Induktansi dan kapasitansi adalah dua sifat utama rangkaian RLC. Induktor dan kapasitor, yang masing-masing terkait dengan induktansi dan kapasitansi, biasanya digunakan dalam generator gelombang dan filter analog. Perbedaan utama antara induktansi dan kapasitansi adalah bahwa induktansi adalah properti konduktor pembawa arus yang menghasilkan medan magnet di sekitar konduktor sedangkan kapasitansi adalah properti perangkat untuk menahan dan menyimpan muatan listrik.
DAFTAR ISI
1. Ikhtisar dan Perbedaan Utama
2. Apa itu Induktansi
3. Apa itu Kapasitansi
4. Perbandingan Berdampingan - Induktansi vs Kapasitansi
5. Ringkasan
Apa itu Induktansi?
Induktansi adalah “sifat dari sebuah konduktor listrik dimana perubahan arus yang melaluinya menginduksi gaya gerak listrik pada konduktor itu sendiri”. Ketika kawat tembaga dililitkan di sekitar inti besi dan kedua tepi kumparan ditempatkan pada terminal baterai, rakitan kumparan menjadi magnet. Fenomena ini terjadi karena sifat induktansi.
Teori Induktansi
Ada beberapa teori yang menggambarkan perilaku dan sifat induktansi konduktor pembawa arus. Salah satu teori yang ditemukan oleh fisikawan, Hans Christian Ørsted, menyatakan bahwa medan magnet, B, dihasilkan di sekitar konduktor ketika arus konstan, I, melewatinya. Saat arus berubah, begitu pula medan magnet. Hukum Ørsted dianggap sebagai penemuan pertama hubungan antara listrik dan magnet. Ketika arus menjauh dari pengamat, arah medan magnet searah jarum jam.
Gambar 01: Hukum Oersted
Menurut hukum induksi Faraday, perubahan medan magnet menginduksi gaya gerak listrik (EMF) di konduktor terdekat. Perubahan medan magnet ini relatif terhadap konduktor, yaitu medan dapat bervariasi, atau konduktor dapat bergerak melalui medan stabil. Ini adalah dasar paling fundamental dari generator listrik.
Teori ketiga adalah hukum Lenz, yang menyatakan bahwa EMF yang dihasilkan pada penghantar berlawanan dengan perubahan medan magnet. Misalnya, jika kabel konduktor ditempatkan dalam medan magnet dan jika medan berkurang, EMF akan diinduksi dalam konduktor menurut Hukum Faraday ke arah arus induksi yang akan merekonstruksi medan magnet yang berkurang. Jika perubahan medan magnet luar d terjadi, EMF (ε) akan bergerak ke arah yang berlawanan. Teori-teori ini telah didasarkan pada banyak perangkat. Induksi EMF dalam konduktor itu sendiri disebut induktansi sendiri dari kumparan, dan variasi arus dalam kumparan dapat menginduksi arus di konduktor lain di dekatnya juga. Ini disebut induktansi timbal balik.
ε = -dφ / dt
Di sini, tanda negatif menunjukkan pertentangan EMG terhadap perubahan medan magnet.
Unit Induktansi dan Aplikasi
Induktansi diukur dalam Henry (H), satuan SI yang dinamai Joseph Henry yang menemukan induksi secara independen. Induktansi dicatat sebagai 'L' di sirkuit listrik setelah nama Lenz.
Dari bel listrik klasik hingga teknik transfer daya nirkabel modern, induksi telah menjadi prinsip dasar dalam banyak inovasi. Seperti disebutkan di awal artikel ini, magnetisasi kumparan tembaga digunakan untuk bel dan relai listrik. Relai digunakan untuk mengalihkan arus besar menggunakan arus yang sangat kecil yang memagnetisasi kumparan yang menarik tiang dari sakelar arus besar. Contoh lain adalah sakelar trip atau pemutus sirkuit arus sisa (RCCB). Di sana, kabel hidup dan kabel netral dari suplai dilewatkan melalui kumparan terpisah yang berbagi inti yang sama. Dalam kondisi normal, sistem tersebut seimbang karena arusnya sama dalam hidup dan netral. Pada kebocoran arus di sirkuit rumah, arus di kedua kumparan akan berbeda, membuat medan magnet tidak seimbang di inti bersama. Jadi,tiang sakelar menarik ke inti, tiba-tiba memutus sirkuit. Selain itu, sejumlah contoh lain seperti transformator, sistem RF-ID, metode pengisian daya nirkabel, kompor induksi, dll. Dapat diberikan.
Induktor juga enggan untuk perubahan arus yang tiba-tiba melaluinya. Oleh karena itu, sinyal frekuensi tinggi tidak akan melewati induktor; hanya mengubah komponen secara perlahan akan berlalu. Fenomena ini digunakan dalam merancang rangkaian filter analog jalur rendah.
Apa itu Kapasitansi?
Kapasitansi perangkat mengukur kemampuan menahan muatan listrik di dalamnya. Kapasitor dasar terdiri dari dua film tipis bahan logam dan bahan dielektrik yang diapit di antara keduanya. Ketika tegangan konstan diterapkan ke dua pelat logam, muatan yang berlawanan disimpan padanya. Muatan ini akan tetap ada meskipun voltase dilepas. Selanjutnya, ketika resistansi R ditempatkan menghubungkan dua pelat kapasitor bermuatan, kapasitor dilepaskan. Kapasitansi C perangkat didefinisikan sebagai rasio antara muatan (Q) yang dimilikinya dan tegangan yang diberikan, v, untuk mengisi daya. Kapasitansi diukur dengan Farads (F).
C = Q / v
Waktu yang dibutuhkan untuk mengisi kapasitor diukur dengan konstanta waktu yang diberikan dalam: R x C. Di sini, R adalah resistansi di sepanjang jalur pengisian. Konstanta waktu adalah waktu yang dibutuhkan kapasitor untuk mengisi daya 63% dari kapasitas maksimumnya.
Sifat Kapasitansi dan Aplikasi
Kapasitor tidak merespons arus konstan. Pada pengisian kapasitor, arus yang melaluinya bervariasi sampai terisi penuh, tetapi setelah itu, arus tidak melewati kapasitor. Ini karena lapisan dielektrik di antara pelat logam membuat kapasitor menjadi 'sakelar mati'. Namun, tanggapan kapasitor terhadap arus yang bervariasi. Seperti arus bolak-balik, perubahan tegangan AC selanjutnya dapat mengisi atau melepaskan kapasitor sehingga menjadikannya 'sakelar' untuk tegangan AC. Efek ini digunakan untuk mendesain filter analog high-pass.
Selain itu, ada efek negatif pada kapasitansi juga. Seperti disebutkan sebelumnya, muatan yang membawa arus dalam konduktor membuat kapasitansi antara satu sama lain serta benda di sekitarnya. Efek ini disebut kapasitansi nyasar. Dalam saluran transmisi listrik, kapasitansi yang menyimpang dapat terjadi antara setiap saluran serta antara saluran dan bumi, struktur pendukung, dll. Karena arus besar yang dibawa olehnya, efek menyimpang ini sangat mempengaruhi kehilangan daya pada saluran transmisi daya.
Gambar 02: Kapasitor pelat paralel
Apa perbedaan antara Induktansi dan Kapasitansi?
Artikel Diff Tengah sebelum Tabel
Induktansi vs Kapasitansi |
|
| Induktansi adalah sifat konduktor pembawa arus yang menghasilkan medan magnet di sekitar konduktor. | Kapasitansi adalah kemampuan suatu perangkat untuk menyimpan muatan listrik. |
| Pengukuran | |
| Induktansi diukur oleh Henry (H) dan dilambangkan sebagai L. | Kapasitansi diukur dalam Farads (F) dan dilambangkan sebagai C. |
| Perangkat | |
| Komponen listrik yang terkait dengan induktansi dikenal sebagai induktor, yang biasanya berliku dengan inti atau tanpa inti. | Kapasitansi dikaitkan dengan kapasitor. Ada beberapa jenis kapasitor yang digunakan dalam rangkaian. |
| Perilaku pada Perubahan Tegangan | |
| Respons induktor terhadap perubahan tegangan yang lambat. Tegangan AC frekuensi tinggi tidak dapat melewati induktor. | Tegangan AC frekuensi rendah tidak dapat melewati kapasitor, karena berfungsi sebagai penghalang ke frekuensi rendah. |
| Gunakan sebagai Filter | |
| Induktansi adalah komponen yang mendominasi dalam filter low-pass. | Kapasitansi adalah komponen yang mendominasi dalam filter high-pass. |
Ringkasan - Induktansi vs Kapasitansi
Induktansi dan kapasitansi adalah sifat independen dari dua komponen listrik yang berbeda. Sementara induktansi adalah sifat konduktor pembawa arus untuk membangun medan magnet, kapasitansi adalah ukuran kemampuan perangkat untuk menahan muatan listrik. Kedua properti ini digunakan dalam berbagai aplikasi sebagai basis. Namun demikian, ini juga menjadi kerugian dalam hal kerugian daya. Respons induktansi dan kapasitansi terhadap arus yang bervariasi menunjukkan perilaku yang berlawanan. Tidak seperti induktor yang melewatkan tegangan AC yang berubah lambat, kapasitor memblokir tegangan frekuensi lambat yang melewatinya. Inilah perbedaan antara induktansi dan kapasitansi.
