Reaktansi
adalah perlawanan komponen sirkuit/rangkaian atas perubahan
arus listrik
atau
tegangan listrik
karena adanya
kapasitansi
atau
induktansi
.
Medan listrik
yang terbentuk dalam komponen tersebut akan menghambat perubahan
potensial listrik
dan
medan magnetik
yang terbentuk menghambat perubahan arus listrik. Simbol yang dipergunakan untuk menyatakan reaktansi sama dengan yang dipergunakan pada
hambatan listrik
, tetapi memiliki beberapa perbedaan.
Nilai kapasitansi dan induktansi mempengaruhi sifat dari komponen tersebut, tetapi efek reaktansi tidak terlihat ketika komponen tersebut dialiri
arus searah
, efek reaktansi hanya akan terlihat jika ada perubahan arus atau tegangan. Jadi, nilai reaktansi berubah-ubah sebanding dengan perubahan arus, dan jika
frekuensi
perubahan arusnya teratur, seperti dalam
arus bolak-balik
, maka nilai reaktansi menjadi konstan. Jika
rangkaian listrik
dianalisis menggunakan
Kalkulus vektor
nilai tahanan adalah
bagian riil
dari nilai
impedansi
, sedang nilai reaktansi merupakan
imajinernya
. Keduannya sama-sama memiliki
satuan internasional
Ohm
.
Resistor
ideal tidak memiliki reaktansi (bernilai 0), sedang
induktor
dan
kapasitor
ideal tidak memiliki resistansi (tahanan bernilai 0).
Dalam
diagram fasor
, reaktansi digunakan untuk menghitung
amplitudo
dan perubahan
fase
sinusoidal
dari
arus bolak-balik
yang mengalir dalam komponen. Dilambangkan dengan simbol
.
Reaktansi
dan
resistansi
diperlukan untuk menghitung
impedansi
. Untuk beberapa rangkaian satu dari tiga nilai ini dapat lebih berpengaruh dibanding yang lain, tetapi biasanya untuk komponen tertentu pengaruh ini dapat diabaikan, misal untuk resistor bisa kita abaikan nilai kapasitansi-nya, sedang untuk kapasitor kita bisa abaikan nilai resistansinya.
![{\displaystyle Z=R+jX\,}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b751fdbec9f1c02853adaeb10aed58269351da80)
dimana
![{\displaystyle j^{2}=-1}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/92313d249fbdd831b4bd88b5786e0e15589aaef5)
Magnitudo
dan
fase
impedansi bergantung pada nilai resistansi dan reaktansinya.
dimana
adalah
konjugasi bilangan kompleks
![{\displaystyle Z}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/1cc6b75e09a8aa3f04d8584b11db534f88fb56bd)
![{\displaystyle \theta =\arctan {X \over R}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ca1f771cc9ac9ec6cfef3a331c6845b5e29c5b27)
Magnitudonya adalah perbandingan
voltase
dan
amplitudo
arus
, sedang fasenya adalah perbedaan nilai voltase dan arus.
- Jika
, maka reaktansinya disebut
induktif
- Jika
, maka impedansinya dikatakan
resistif
murni
- Jika
, maka reaktansinya disebut
kapasitif
Kebalikan dari reaktansi (yaitu,
) adalah
suseptansi
.
Reaktansi kapasitif
berbanding terbalik dengan
frekuensi
dan
kapasitansi
.
[1]
![{\displaystyle X_{C}={\frac {-1}{\omega C}}={\frac {-1}{2\pi fC}}\quad }](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/d6c93b0bbe5cf42653a34dd7292dd4c69846cc90)
Kapasitor
terdiri dari dua buah
konduktor
yang dipisahkan oleh bahan
isolator
, yang disebut sebagai
dielektrik
.
Pada frekuensi rendah kapasitor tidak mengalirkan
arus listrik
. Jika kapasitor diberi tegangan
arus searah
salah satu konduktornya (yang terhubung dengan potensial positif) akan berangsur-angsur
bermuatan
positif sedang konduktor yang lain (pada titik potensial negatif) akan berangsur-angsur bermuatan negatif. Ketika muatan positif dan negatif ini telah seimbang (yaitu magnitudo muatannya sama) maka arus listrik akan berhenti mengalir.
Namun jika kapasitor dialiri
tegangan AC
, muatan yang terkumpul di antara konduktornya tidak akan pernah mencapai keseimbangan (belum sampai terisi penuh muatannya harus dilepaskan kembali) sehingga arus akan tetap mengalir. Semakin tinggi frekuensinya makin sedikit muatan yang terisi dalam kapasitor sehingga makin kecil pula hambatan terhadap arus yang mengalir.
Reaktansi induktif
sebanding dengan
frekuensi
dan
induktansi
.
![{\displaystyle X_{L}=\omega L=2\pi fL\quad }](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b4ee0fb65bc011d85e042d9852ba32969ce6db62)
Sebuah induktor terdiri dari sebuah
kumparan
.
Hukum faraday
tentang
induksi elektromagnetik
menyatakan bahwa induksi elektromagnetik menimbulkan
Gaya Gerak Listrik
(GGL)
dengan arah yang berlawanan. Hal ini disebabkan oleh perubahan
fluks magnetik
yang lewat melalui jalur arus listrik.
![{\displaystyle {\mathcal {E}}=-{{d\Phi _{B}} \over dt}\quad }](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/e62e51b5888a539ebca1462b6499fe778acf022c)
Untuk induktor yang terdiri dari kumparan dengan
lilitan menghasilkan
![{\displaystyle {\mathcal {E}}=-N{d\Phi _{B} \over dt}\quad }](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/eeb8667905feb01a7e1af2fe43be6b9048ad81d8)
GGL ini bersifat seperti menahan laju arus listrik. Sehingga
arus DC
yang memiliki potensi listrik konstan dan tidak membuat arus listrik berubah-ubah, membuat induktor tampak seperti konduktor biasa, arus akan mengalir tanpa hambatan (secara ideal). Namun
arus AC
yang berubah-ubah potensinya (sehingga arus yang mengalirpun berubah-ubah arahnya) dengan frekuensi tertentu, membuat reaktansi induktifnya meningkat sebanding dengan peningkatan frekuensi.
Pada komponen yang reaktif sempurna (yaitu tidak memiliki nilai resistansi), fase tegangan
terlambat
radian
dari fase arus untuk komponen dengan reaktansi kapasitif namun fase tegangan
mendahului
fase arus sebesar
radian untuk komponen yang reaktansinya induktif. Perlu diperhatikan bila nilai resistansi dan reaktansi suatu komponen tidak diketahui maka perilaku hubungan antara tegangan dan arus tidak dapat diketahui pula.
Nilai reaktansi kapasitif memiliki tanda berbeda (minus) dari nilai reaktansi induktif disebabkan karena adanya faktor fase dalam impedansinya.
![{\displaystyle {\tilde {Z}}_{C}={1 \over \omega C}e^{j(-{\pi \over 2})}=j\left({-1 \over \omega C}\right)=-jX_{C}\quad }](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/d5e412a607ad74ae5202cfb47a34e39bc4ce3c85)
![{\displaystyle {\tilde {Z}}_{L}=\omega Le^{j{\pi \over 2}}=j\omega L=jX_{L}\quad }](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/e1176be67ebbf553481fd1fd6e7e4def9e7f7b05)
Pada komponen yang reaktif, fase tegangan sinusoidal pada komponen tersebut berbeda
radian dibanding dengan fase arus yang mengalir dalam komponen tersebut. Komponen yang reaktif sempurna secara bergantian mengambil (menyimpan) energi dari rangkaian lalu kemudian memberi (melepaskan) kembali energi pada rangkaian, jadi komponen yang reaktif sempurna tidak menghilangkan energi selama bekerja.
- Pohl R. W.
Elektrizitatslehre.
? Berlin-Gottingen-Heidelberg: Springer-Verlag, 1960.
- Popov V. P.
The Principles of Theory of Circuits.
? M.: Higher School, 1985, 496 p. (In Russian).
- Kupfmuller K.
Einfuhrung in die theoretische Elektrotechnik,
Springer-Verlag, 1959.
- Young, Hugh D. (2004) [1949].
Sears and Zemansky's University Physics
(edisi ke-11 ed).
San Francisco
:
Addison Wesley
.
ISBN
0-8053-9179-7
. Diakses tanggal
2006-09-30
.
- ^
Irwin, D. (2002).
Basic Engineering Circuit Analysis
, page 274. New York: John Wiley & Sons, Inc.
|
---|
Umum
| |
---|
Perpustakaan nasional
| |
---|
Lain-lain
| |
---|