Perbedaan Antara Induktansi dan Kapasitansi

Perbedaan Kunci - Induktansi vs Kapasitansi
 

Induktansi dan kapasitansi adalah dua sifat utama dari sirkuit RLC. Induktor dan kapasitor, yang masing-masing terkait dengan induktansi dan kapasitansi, umumnya digunakan dalam generator bentuk gelombang dan filter analog. Perbedaan utama antara induktansi dan kapasitansi adalah bahwa induktansi adalah properti dari konduktor pembawa arus yang menghasilkan medan magnet di sekitar konduktor sedangkan kapasitansi adalah properti perangkat untuk menahan dan menyimpan muatan listrik.

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 konduktor listrik yang dengannya perubahan arus yang melalui itu menginduksi gaya gerak listrik dalam konduktor itu sendiri". Ketika kawat tembaga dililitkan di sekitar inti besi dan dua tepi koil 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 dari konduktor pembawa arus. Satu teori yang ditemukan oleh fisikawan, Hans Christian Ørsted, menyatakan bahwa medan magnet, B, dihasilkan di sekitar konduktor ketika arus konstan, I, sedang melewatinya. Sebagai perubahan saat ini, demikian juga medan magnet. Hukum Ørsted dianggap sebagai penemuan pertama hubungan antara listrik dan magnet. Ketika arus mengalir menjauh dari pengamat, arah medan magnet searah jarum jam.

Gambar 01: Hukum Oersted

Berdasarkan Hukum induksi Faraday, medan magnet yang berubah menginduksi gaya gerak listrik (EMF) pada konduktor terdekat. Perubahan medan magnet ini relatif terhadap konduktor, yaitu medan dapat bervariasi, atau konduktor dapat bergerak melalui medan stabil. Ini adalah dasar paling mendasar dari generator listrik.

Teori ketiga adalah Hukum Lenz, yang menyatakan bahwa EMF yang dihasilkan dalam konduktor menentang perubahan medan magnet. Sebagai contoh, jika kawat konduksi ditempatkan dalam medan magnet dan jika medan berkurang, EMF akan diinduksi dalam konduktor sesuai dengan Hukum Faraday ke arah dimana arus induksi akan merekonstruksi medan magnet yang berkurang. Jika perubahan medan magnet luar dφ sedang membangun, EMF (ε) akan mendorong ke arah yang berlawanan. Teori-teori ini telah menjadi landasan bagi banyak perangkat. Induksi EMF ini dalam konduktor itu sendiri disebut induktansi diri dari koil, dan variasi arus dalam koil dapat menginduksi arus pada konduktor terdekat lainnya juga. Ini disebut induktansi timbal balik.

ε = -dφ / dt

Di sini, tanda negatif menunjukkan oposisi EMG terhadap perubahan medan magnet.

Unit Induktansi dan Aplikasi

Induktansi diukur dalam Henry (H), unit SI 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 listrik dan relay. Relay digunakan untuk mengalihkan arus besar menggunakan arus yang sangat kecil yang memagnetisasi koil yang menarik kutub dari sakelar arus besar. Contoh lain adalah sakelar trip atau pemutus arus residual (RCCB). Di sana, kabel pasokan yang hidup dan netral dilewatkan melalui kumparan terpisah yang memiliki inti yang sama. Dalam kondisi normal, sistem seimbang karena arus dalam kondisi hidup dan netral adalah sama. Pada kebocoran arus di sirkuit rumah, arus dalam dua kumparan akan berbeda, membuat medan magnet tidak seimbang dalam inti bersama. Dengan demikian, kutub 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 komponen yang perlahan berubah yang akan lewat. Fenomena ini digunakan dalam merancang sirkuit filter analog low-pass.

Apa itu Kapasitansi??

Kapasitansi perangkat mengukur kemampuan untuk menahan muatan listrik di dalamnya. Kapasitor dasar terdiri dari dua film tipis dari bahan logam dan bahan dielektrik terjepit di antara keduanya. Ketika tegangan konstan diterapkan ke dua pelat logam, muatan berlawanan disimpan pada mereka. Biaya ini akan tetap ada meskipun tegangan dilepas. Selanjutnya, ketika resistansi R ditempatkan menghubungkan dua pelat kapasitor yang diisi, kapasitor dilepaskan. Kapasitansi C perangkat didefinisikan sebagai rasio antara muatan (Q) itu memegang dan tegangan yang diberikan, v, untuk mengisi daya. Kapasitansi diukur oleh Farads (F).

C = Q / v

Waktu yang diperlukan untuk mengisi kapasitor diukur dengan konstanta waktu yang diberikan dalam: R x C. Di sini, R adalah hambatan di sepanjang jalur pengisian. Konstanta waktu adalah waktu yang diambil oleh kapasitor untuk mengisi daya 63% dari kapasitas maksimumnya.

Properti Kapasitansi dan Aplikasi

Kapasitor tidak merespons arus konstan. Pada pengisian kapasitor, arus yang lewat bervariasi hingga terisi penuh, tetapi setelah itu, arus tidak melewati kapasitor. Ini karena lapisan dielektrik antara pelat logam membuat kapasitor menjadi 'off-switch'. Namun, respons kapasitor terhadap berbagai arus. Seperti arus bolak-balik, perubahan tegangan AC selanjutnya dapat mengisi atau melepaskan kapasitor sehingga menjadi 'on-switch' untuk tegangan AC. Efek ini digunakan untuk merancang 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-benda di dekatnya. Efek ini disebut sebagai kapasitansi liar. Dalam saluran transmisi listrik, kapasitansi liar dapat terjadi di antara setiap saluran serta antara saluran dan bumi, struktur pendukung, dll. Karena arus besar yang dibawa oleh mereka, efek tersesat ini sangat mempengaruhi kehilangan daya pada saluran transmisi listrik.

Gambar 02: Kapasitor pelat paralel

 Apa perbedaan antara Induktansi dan Kapasitansi?

Induktansi vs Kapasitansi
Induktansi adalah properti dari konduktor pembawa arus yang menghasilkan medan magnet di sekitar konduktor.	Kapasitansi adalah kemampuan perangkat untuk menyimpan muatan listrik.
Pengukuran
Induktansi diukur oleh Henry (H) dan disimbolkan sebagai L.	Kapasitansi diukur dalam Farad (F) dan disimbolkan sebagai C.
Perangkat
Komponen listrik yang terkait dengan induktansi dikenal sebagai induktor, yang biasanya melilit dengan inti atau tanpa inti.	Kapasitansi dikaitkan dengan kapasitor. Ada beberapa jenis kapasitor yang digunakan di sirkuit.
Perilaku tentang Perubahan Tegangan
Induktor merespons perubahan tegangan yang lambat. Tegangan AC frekuensi tinggi tidak dapat melewati induktor.	Tegangan AC frekuensi rendah tidak dapat melewati kapasitor, karena berfungsi sebagai penghalang 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 properti dari konduktor pembawa arus untuk membangun medan magnet, kapasitansi adalah ukuran kemampuan perangkat untuk menahan muatan listrik. Kedua sifat ini digunakan dalam berbagai aplikasi sebagai dasarnya. Namun demikian, ini menjadi kerugian juga dalam hal kehilangan daya. Respons induktansi dan kapasitansi terhadap berbagai arus mengindikasikan perilaku yang berlawanan. Tidak seperti induktor yang melewati tegangan AC yang berubah lambat, kapasitor memblokir tegangan frekuensi lambat yang melewatinya. Ini adalah perbedaan antara induktansi dan kapasitansi.

Referensi:
1.Sears, F. W., & Zemansky, M. W. (1964). Fisika universitas
2. Kapasitansi. (n.d.). Diperoleh 30 Mei 2017, dari http://www.physbot.co.uk/capacitance.html
3. induksi elektromagnetik. (2017, 03 Mei). Diperoleh 30 Mei 2017, dari https://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_induction#Faraday.27s_law_of_induction_and_Lenz.27s_law

Gambar milik:
1. "Electromagnetism" Oleh Pengguna: Stannered - Gambar: Electromagnetism.png (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Kapasitor pelat paralel" Dengan inductiveload - gambar sendiri (Domain Publik) melalui Commons Wikimedia