Teknologi Elektrik 1 E1063 -Unit 5

PRINSIP ASAS PEARUH E1063/UNIT5/1

5Unit

PRINSIP ASAS PEARUH (INDUCTOR)

OBJEKTIF AMMemahami prinsip-prinsip asas pearuh dalam litar elektrik.

OBJEKTIF KHUSUS

Di akhir unit ini anda dapat :

Mentakrifkan pearuh beserta dengan unitnya.

Menerangkan daya gerak elektrik teraruh hasil daripada pemotongan fluk.

Menjelaskan penyusunan pearuh dalam litar siri dan selari.

Memberikan contoh-contoh kesan pearuh dalam litar dan alat elektrik.


5.0 PEARUH

Penambahan arus di dalam pengalir akan mewujudkan medan magnet berubah-ubah yang akan menghasilkan voltan di dalam pengalir. Voltan yang terhasil ini akan menentang voltan bekalan dan juga arusnya. Litar elekitrik yang mempunyai sifat-sifat menentang perubahan arus dipanggil kearuhan. Komponen elektronik yang mempunyai ciri-ciri ini dipanggil pearuh. Kadang-kala pearuh juga dipanggil gegelung atau pencekik. Pearuh dibuat dengan melilitkan gelung pengalir dalam bentuk gegelung. Terdapat dua jenis pearuh yang selalu digunakan dalam litar elektronik iaitu pearuh jenis tetap dan pearuh jenis bolehubah.

5.1 UNIT KEARUHAN

Unit bagi kearuhan adalah Henry. 1 Henry menunjukkan jumlah kearuhan yang dipunyai oleh belitan jika arusnya berubah pada kadar 1 ampere saat dan menghasilkan voltan teraruh sebanyak 1 volt.

1 Henry (H) = 1000000 atau 106 mikroHenry (μH)1 miliHenry (mH) = 1000 atau 103 mikroHenry (μH)

1 miliHenry (mH) = atau 10-3 Henry (H)

1 mikroHenry ( H) = atau 10-6 Henry (H)

1 mikroHenry ( H) = atau 10-3 miliHenry (mH)

5.1.1 Aruhan

Satu keadaan yang menentang sebarang perubahan arus yang melaluinya. Terdapat dua jenis aruhan iaitu:a) Aruhan diri (L)b) Aruhan saling (M)

5.1.2 Aruhan Diri (L)

INPUTINPUT


d.g.e

I

V

Rajah 5.1: Gambar Rajah Aruhan Diri

Apabila arus mengalir dialirkan di dalam satu gegelung (Rajah 5.1) dan mengalami perubahan maka urat daya yang dihasilkan di dalam gegelung tersebut turut berubah. Perubahan ini akan menghasilkan d.g.e. dalam geglung tersebut. D.g.e. ini mempunyai arah yang berlawanan dengan arah voltan bekalan. Sifat gelung seperti ini dinamakan sebagai aruhan diri dan gelung ini dikenali sebagai pearuh.

LUnitnya : Henry (H) Simbolnya :

5.1.3 Aruhan Saling (M)

fluks, I

A N1 N2 B d.g.e ke beban

Rajah 5.2: Gambar Rajah Aruhan Saling

Arus ulang-alik dialirkan dalam satu gelung (gelung A) dan urat daya yang dihasilkan bertaut dengan gelung yang lain (gelung B) yang diletakkan berhampiran dengannya hingga menghasilkan daya gerak elektrik dalam gelung yang kedua tersebut, maka sifat-sifat ini dikenali sebagai aruhan saling. Contoh aruhan saling ialah pengubah. 1 Henry aruhan saling adalah merupakan perubahan arus 1 ampere sesaat di dalam satu gegelung dan mengaruhkan voltan sebanyak 1 volt di dalam gegelung yang lain.

Unitnya : Henry (H) M M

Simbolnya :Aruhan Saling juga boleh ditakrifkan sebagai kebolehan sesuatu gelung (atau litar) untuk menghasilkan satu d.g.e. di dalam sebuah gelung (litar) berhampiran melalui aruhan apabila arus dalam gelung pertama berubah.

5.1.4 Pembuktian Formula Aruhan Diri, L


Arah d.g.e. sentiasa berlawanan dengan arah arus elektrik maka:

D.G.E. terjana disebabkan oleh perubahan urat daya,

(5.1)

D.G.E. terjana disebabkan oleh perubahan arus,

(5.2)

Menggunakan Hukum Faraday; (5.3)

di mana : L = aruhan diriN = bilangan lilitan gegelung

perubahan fluks berangkai

kadar perubahan arus

5.1.5 Tenaga Di Dalam Pearuh

Untuk mencari tenaga yang disimpan di dalam pearuh:

(5.4)

Unit bagi tenaga : Joule (J)

AKTIVITI 5A

Aruhan diri,


5.1 Berikan definisi bagi pearuh, kearuhan dan aruhan.

5.2 Dengan bantuan gambar rajah, terangkan prinsip aruhan diri.

5.3 Nyatakan perbezaan di antara aruhan diri dan aruhan saling.

5.4 Nyatakan jenis-jenis aruhan yang berlaku di dalam litar kearuhan.

MAKLUM BALAS 5A

5.1 Pearuh – Komponen elektronik yang mempunyai sifat menentang perubahan arus.


Kearuhan – Litar elektrik yang mempunyai sifat menentang perubahan arus.Aruhan – Sifat yang menentang perubahan arus.

5.2 Aruhan Diri (L)d.g.e

Gambar rajah aruhan diri

Apabila arus mengalir dialirkan di dalam satu gegelung (Rajah 5.1) dan mengalami perubahan maka urat daya yang dihasilkan di dalam gegelung tersebut turut berubah. Perubahan ini akan menghasilkan d.g.e. dalam geglung tersebut. D.g.e. ini mempunyai arah yang berlawanan dengan arah voltan bekalan. Sifat gelung seperti ini dinamakan sebagai aruhan diri dan gelung ini dikenali sebagai pearuh.

5.3 Perbezaan yang ketara antara aruhan diri dan aruhan saling ialah aruhan diri melibatkan satu gelung dan aruhan saling pula adalah melibatkan dua gelung.

5.4 Terdapat dua jenis aruhan yang berlaku dalam litar pearuh iaitu aruhan diri dan aruhan saling.

5.2 PENYUSUNAN PEARUH DALAM LITAR SESIRI DAN SELARI

5.2.1 Litar Sesiri

L1 L2 L3 L4

INPUT


A B

Rajah 5.1 : Susunan Pearuh Dalam Litar Sesiri

Kearuhan jumlah bagi litar sesiri (Rajah 5.1) adalah hasil tambah kepada semua nilai kearuhan dalam litar tersebut seperti yang ditunjukkan dalam persamaan (5.5) di bawah.

(5.5)

5.2.2 Litar Selari

Kearuhan jumlah bagi litar selari (Rajah 5.2) boleh dikira menggunakan persamaan (5.6) di bawah. A

L1 L2 L3

B Rajah 5.2

(5.6)

Contoh 5.1Berapakah jumlah kearuhan bagi tiga (3) buah gegelung masing-masing dengan nilai 0.02H, 44mH, 400H jika ia disambung secara :

a) Sesirib) Selari

Penyelesaian :

L1 = 0.02H

L2 = 44mH = 44 x 10-3 = 0.044H

L3 = 400H = 400 x 10-6 = 0.0004H

a) kearuhan jumlah, (kerana sesiri)LJ = 0.02 + 0.044 + 0.0004 = 0.0644H


b) kearuhan jumlah, (kerana selari)

=

= 2572.73

= 389 X 10-6 = 389H

5.2.3 Kesan Pearuh Dalam Litar Dan Alat Elektrik

Pearuh yang dipasangkan di dalam litar elektrik mempunyai beberapa kegunaan antaranya;

a) Untuk melicinkan riak-riak gelombang dalam litar arus terus.b) Untuk memperbaiki ciri-ciri pemancaran gelombang dalam talian telefon.

5.2.4 Regangan Berkearuhan,

Dalam litar arus ulang-alik arus sentiasa berubah-ubah secara berterusan yang seterusnya mengaruhkan d.g.e. balikan secara berterusan. D.g.e. ini akan menentang arus secara berterusan juga. Penentangan terhadap aliran arus oleh kearuhan inilah yang dipanggil regangan berkearuhan. Ia disimbolkan sebagai XL dan unitnya Ohm (Ω). Nilai regangan berkearuhan dalam sesuatu litar bergantung kepada kearuhan litar itu dalam kadar perubahan arus litar itu. Kadar perubahan arus bergantung kepada frekuensi voltan bekalan. Secara matematik, regangan berkearuhan boleh dikira daripada formula persamaan (5.7).

Perhatian!!! Pastikan semua nilai kearuhan ditukar kepada unit yang sama terlebih dahulu sebelum pengiraan dilakukan.


(5.7)

dimana : XL = Regangan Berkearuhan (Ω) = Frekuensi (Hz) L = Pearuh / kearuhan (Henry)

Contoh 5.2

Satu gegelung mempunyai kearuhan 0.2H dan disambungkan dalam litar AU 200V, 50Hz. Kirakan regangan berkearuhan dalam litar tersebut.

Penyelesaian :

= 62.8 .

AKTIVITI 5B

5.5 Kirakan jumlah kearuhan bagi tiga (3) buah gegelung masing-masing dengan nilai

0.05H, 30mH, 755H jika ia disambung secara :

a) sesiri

b) selari

5.6 Berikan definisi regangan berkearuhan. Seterusnya nyatakan unit dan simbolnya.


5.7 Berikan dua kegunaan pearuh dalam litar elektrik.

MAKLUM BALAS 5B

5.5 Diberi , L1 = 0.05H

L2 = 30mH = 30 x 10-3 = 0.030H

L3 = 755H = 755 x 10-6 = 0.000755H

a) kearuhan jumlah, (kerana sesiri)LJ = 0.05 + 0.030 + 0.000755 = 0.080755H = 80.755mH

b) kearuhan jumlah, (kerana selari)

=

= 1377.84

Tahukah Anda ?Analisis litar pearuh sama dengan analisis litar perintang.


= 7.25 X 10-4 = 725H

5.6 Penentangan terhadap aliran arus oleh kearuhan inilah yang dipanggil regangan berkearuhan. Ia disimbolkan XL Unit Ohm (Ω).

5.7 i. Untuk melicinkan riak-riak gelombang dalam litar arus terus. ii. Untuk memperbaiki ciri-ciri pemancaran gelombang dalam talian telefon.

Penilaian Kendiri

1. Dengan bantuan gambar rajah terangkan mengenai aruhan saling.

2. Dengan menggunakan Hukum Faraday, tunjukkan bahawa, .

3. Dapatkan kearuhan jumlah (LAB) bagi litar-litar Rajah K5.1 di bawah.

i).

L1 =7mH

A

L2 = 2H L3 =0.4H L4 = 250 H

B


ii). 3mH 6H

A B

6H

7H

Rajah K5.1

MAKLUM BALAS KENDIRI

1. Prinsip Aruhan Saling (M)

fluks, I

A N1 N2 B d.g.e ke beban

Gambar rajah aruhan saling

Arus ulang-alik dialirkan dalam satu gelung (gelung A) dan urat daya yang dihasilkan bertaut dengan gelung yang lain (gelung B) yang diletakkan berhampiran dengannya hingga menghasilkan daya gerak elektrik dalam gelung yang kedua tersebut, maka sifat-sifat ini dikenali sebagai aruhan saling. Contoh aruhan saling


ialah pengubah. 1 Henry aruhan saling adalah merupakan perubahan arus 1 ampere sesaat di dalam satu gegelung dan mengaruhkan voltan sebanyak 1 volt di dalam gegelung yang lain.

2. D.g.e. terjana disebabkan oleh perubahan urat daya,

dg.e terjana disebabkan oleh perubahan arus,

menggunakan Hukum Faraday;

= (terbukti)

3(i). H (selari)

= (sesiri)

3(ii). (selari)

(sesiri)

Tahniah!! Jika anda dapat menyelesaikan semua soalan di atas. Jika tidak perbanyakkan latihan yang melibatkan analisis litar pearuh

Teknologi Elektrik 1 E1063 -Unit 5

Documents

Transcript of Teknologi Elektrik 1 E1063 -Unit 5