OBJEKTIF AM Memahami prinsip-prinsip asas pearuh. PENGENALAN Peraruh adalah komponen pasif yang dibuat daripada gegelung dawai untuk menghasilkan aruhan di dalam litar elektrik Mempunyai sifat kearuhan. KEARUHAN Merupakan apabila arus yang dialirkan melalui satu pengalir, menghasilkan medan magnet kecil mengelilingi pengalir itu. Penambahan arus di dalam pengalir akan mewujudkan medan magnet berubah-ubah yang akan menghasilkan voltan di dalam pengalir. 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. Input 1 Henry (H) = 1000000 atau 106 mikroHenry (μH) 1 miliHenry (mH) = 1000 atau 103 mikroHenry (μH) 1 miliHenry (mH) = 0.01 atau 10-3 Henry (H) 1 mikroHenry (H)= 0.000001atau 10-6 Henry (H) 1 mikroHenry (H)= 0.001 atau 10-3 miliHenry (mh) Aruhan Satu keadaan yang menentang sebarang perubahan arus yang melaluinya. Terdapat dua jenis aruhan iaitu: 1. Aruhan diri (L) 2. Aruhan saling (M) JENIS-JENIS PEARUH Dibahagikan kepada dua kumpulan : 1. Pearuh tetap. 2. Pearuh bolehubah. Pearuh tetap : digunakan bagi litar yang memerlukan nilai kearuhan yang tidak berubah. Pearuh bolehubah: akan bertambah kearuhan bila teras digerakan ke dalam belitan. Akan berkurangan kearuhan apabila teras digerakan keluar belitan. PEARUH TETAP ( Pearuh teras udara) mempunyai nilai aruhan mikro henry atau kurang. Biasanya digunakan pada frekuensi yang tinggi. Contohnya: sebagai pencekik frekuensi radio bagi menghalang arus frekuensi radio (frekuensi tinggi) daripada melalui laluan tertentu dalam litar. PEARUH TETAP ( Pearuh teras besi) Menggunakan teras besi berlapis yang bersalut penebat nipis. Nilai kearuhan pearuh teras besi adalah daripada beberapa mili henry hingga beberapa henry. digunakan sebagai penapis frekuensi rendah dalam litar bekalan kuasa, dan pencekik dalam litar lampu pendaflour. PEARUH TETAP ( Pearuh teras besi serbuk dan teras ferit) Teras serbuk besi dihasilkan dengan menampakkan serbuk besi yang diselaputi oleh penebat. Teras ferit pula dibuat daripada bahan magnet bukan pengalir. nilai kearuhan akan lebih tinggi dan saiz pearuh dapat dikecilkan. biasanya digunakan di dalam litar talaan radio. PEARUH BOLEHUBAH Kearuhan bagi pearuh bolehubah akan bertambah apabila teras digerakkan ke dalam belitan dan akan berkurangan apabila digerakkan keluar belitan. Menggunakan teras ferit dan teras besi serbuk. Bentuk Pearuh Bolehubah: pearuh yang menggunakan skru logam(tembaga) bagi melaraskan kedudukan teras itu sendiri mempunyai bebenang untuk pelarasan teras. pearuh boleh ubah berperisai, ia dipasangkan pada papan litar bercetak dapat mengelakkan komponen berhampiran daripada gangguan yang dihasilkan oleh pearuh. Faktor-faktor mempengaruhi kearuhan Bilangan lilitan Bilangan lilitan sedikit, kearuhan rendah Bilangan lilitan banyak, kearuhan tinggi Ruang/ jarak antara lilitan Ruang/ jarak antara lilitan jarang kearuhan rendah. Ruang/ jarak antara lilitan banyak, kearuhan tinggi Diameter gegelung Diameter gegelung kecil kearuhan rendah. Diameter gegelung besar kearuhan tinggi. Jenis teras Jika jenis teras udara digunakan, kearuhan rendah. Jika jenis teras besi digunakan, kearuhan tinggi. Bilangan lapisan wayar Bilangan lapisan wayar kurang, kearuhan rendah. Bilangan lapisan wayar banyak, kearuhan tinggi. Jenis lilitan gelung Jenis lilitan dibina dengan mudah,kearuhan rendah. Jenis lilitan dibina dengan bersilangsilang, kearuhan tinggi. Magnitud arus Arus yang dibekalkan kurang, kearuhan rendah. Arus yang dibekalkan banyak, kearuhan tinggi. Aruhan Diri (L) d.g.e I •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. V Rajah 5.1: Gambar Rajah Aruhan Diri Unitnya : Henry (H) Simbolnya : L Aruhan Saling (M) 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 sifatsifat 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. fluks, I A N1 N2 B d.g.e ke beban Rajah 5.2: Gambar Rajah Aruhan Saling Unitnya : Henry (H) Simbolnya : M M 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. 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, d (5.1) e1 N dt D.G.E. terjana disebabkan oleh perubahan arus, (5.2) di e2 L dt Menggunakan Hukum Faraday; e1 e2 d di N L dt dt d dt LN dt di Aruhan diri, d LN di di mana : L N = aruhan diri = bilangan lilitan gegelung d perubahan fluks berangkai dt di dt kadar perubahan arus Tenaga Di Dalam Pearuh Untuk mencari tenaga yang disimpan di dalam pearuh: 1 2 E LI 2 Unit bagi tenaga : Joule (J) aktiviti AKTIVITI Berikan definisi bagi pearuh, kearuhan dan aruhan. Dengan bantuan gambar rajah, terangkan prinsip aruhan diri. Nyatakan perbezaan di antara aruhan diri dan aruhan saling. Nyatakan jenis-jenis aruhan yang berlaku di dalam litar kearuhan. JAWAPAN 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. JAWAPAN 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. JAWAPAN 3 Perbezaan yang ketara antara aruhan diri dan aruhan saling ialah aruhan diri melibatkan satu gelung dan aruhan saling pula adalah melibatkan dua gelung. JAWAPAN 4 Terdapat dua jenis aruhan yang berlaku dalam litar pearuh iaitu aruhan diri dan aruhan saling. PENYUSUNAN PEARUH DALAM LITAR SESIRI DAN SELARI Litar Sesiri L1 L2 L3 A L4 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. LJ L1 L2 L3 L4 …………..(5.5) Litar Selari A L1 L2 L3 B Rajah 5.2 Kearuhan jumlah bagi litar selari (Rajah 5.2) boleh dikira menggunakan persamaan (5.6) di bawah. 1 1 1 1 LJ L1 L2 L3 ……………(5.6) CONTOH SOALAN BERKAITAN 1. 2. Berapakah jumlah kearuhan bagi tiga (3) buah gegelung masing-masing dengan nilai 0.02H, 44mH, 400H jika ia disambung secara : Sesiri Perhatian!!! Selari Penyelesaian : L1 = 0.02H L2 = 44mH = 44 x 10-3 = 0.044H L3 = 400H = 400 x 10-6 = 0.0004H a) kearuhan jumlah, Pastikan semua nilai kearuhan ditukar kepada unit yang sama terlebih dahulu sebelum pengiraan dilakukan. LJ L1 L2 L3 (kerana sesiri) LJ = 0.02 + 0.044 + 0.0004 = 0.0644H b) kearuhan jumlah, 1 1 1 1 LJ L1 L2 L3 1 1 1 = 0.02 0.044 0.0004 = 2572.73 LJ 1 2572.73 = 389 X 10-6 = 389H 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 Regangan Berkearuhan, XL 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). Regangan Berkearuhan X L 2fL f ……………………(5.7) dimana : XL = Regangan Berkearuhan (Ω) f L = Frekuensi (Hz) = 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 : X L 2fL 2 (50)(0.2) = 62.8 .