Pengertian, Menghitung Dan Rumus Impedansi


Pengertian Impedansi – Bagi Anda yang merupakan seorang teknisi elektronika tentu sudah tidak asing lagi dengan yang namanya impedansi. Impedansi listrik atau yang biasa disebut sebagai impedansi merupakan nilai hambatan listrik yang ada dalam arus bolak balik atau Alternating Current (AC).

Pengertian, Menghitung Dan Rumus Impedansi

Impedansi listrik juga sering disebut sebagai jumlah dari hambatan listrik yang dimiliki oleh suatu komponen elektronika terhadap aliran arus dalam rangkaian pada frekuensi yang tertentu. Nah, untuk mengetahui seluk beluk impedansi secara lengkap mari langsung saja simak pembahasan selengkapnya berikut ini.

Pengertian Impedansi Listrik

Pengertian Impedansi

Pengertian impendasi listrik secara sederhana merupakan resistansi yang lebih akurat dan kompleks pada arus bolak-balik AC. Walaupun pada alat elektronik speker terdapat impedansi, tetapi tidak akan mempengaruhi kualitas secara menyeluruh. Hanya saja dapat mempengaruhi cara kerja suatu sistem audio. Impedansi atau dalam bahasa Inggris disebut sebagai Impedance ini umumnya dilambangkan dengan huruf Z.

Selain itu, ada beberapa pengertian impedansi yang lainnya, yaitu:

  • Impedansi  listrik merupakan hambatan listrik yang ada pada arus AC.
  • Impedansi listrik (electrical impedance) merupakan ukuran penolakan terhadap arus bolak balik sinusoid.

Baca juga: Rumus Hambatan Listrik

Karakteristik Impedansi

Pengertian Impedansi

Impedansi memiliki beberapa karakteristik tertentu. Adapun beberapa karakteristik tersebut adalah sebagai berikut :

  • Digunakan pada arus DC dan AC, namun pada arus DC tidak akan membutuhkan frekuensi.
  • Impedansi telah diatur pada Hukum Kirchoff, yang dimana minus Voltase dan arus akan kompleks.
  • Impedansi dapat diartikan sebagai nilai pembagian antara fasor tegangan serta arus.
  • Dapat digunakan dalam menyatakan jumlah bagian nyata atau real dan bagian imajiner berupa binomial.
  • Selain itu, juga dapat digunakan digunakan pada bidang yang lebih kompleks, yang mana biasanya disebut dengan diagram Fresnel.

Pengertian dan Perbedaan Impedansi dengan Resistansi

Impedansi dan Resistansi

Seperti yang sudah kami jelaskan sebelumnya, bahwa impedansi adalah ukuran hambatan listrik yang ada pada sumber arus listrik bolak-balik. Sedangkan pengertian resistansi merupakan kemampuan yang dimiliki oleh sebuah benda dalam menghambat atau mencegah aliran arus listrik.

Pada dasarnya, impendansi jauh lebih kompleks jika dibandingkan dengan resistansi. Hal ini dikarenakan adanya efek kapasitansi dan induktansi yang beragam dengan frekuensi arus yang melalui rangkaian. Atau bisa dikatakan bahwa impedansi merupakan bentuk resistansi yang tergantung dari frekuensi.

Impedansi dan resistansi mempunyai kesamaan, dimana hambatan listrik yang dimiliki oleh suatu komponen terhadap arus listrik  dan satuan yang digunakan sebagai pengukuran  adalah Ohm (Ω). Namun berbeda halnya dengan resistansi, jumlah hambatan listrik yang dimiliki oleh impedansi akan mengalami perubahan seiring dengan berubahnya frekuensi sinyal. Hal tersebut menandakan dengan jelas bahwa tahanan (hambatan) sebuah komponen sangat bervariasi karena tergantung dari frekuensi sinyal yang masuk ke komponen itu sendiri.

Jadi sudah jelas bahwa resistansi memiliki nilai dan ukuran yang tidak ditentukan oleh frekuensi. Resistansi juga tidak memperhitungkan frekuensi sinyal yang melampuinya, karena pada umumnya frekuensi tidak akan memberikan pengaruh terhadap ketahanan komponen yang tidak reaktif.

Hal ini tentu berbeda jauh dengan komponen reaktif yang dimana jumlah hambatan listriknya bisa mengalami perubahan tergantung dari frekuensi inputnya. Impedansi memang sangat bervariasi berdasarkan frekuensi sinyal yang masuk. Inilah yang menjadi perbedaan antara impedansi (impedance) dan resistansi (resistance).

Komponen Reaktif dan Komponen Tidak Reaktif

Komponen Reaktif dan Komponen Tidak Reaktif

Komponen elektronika tidak reaktif merupakan komponen elektronika yang tidak bisa dipengaruhi oleh frekuensi sinyal yang melewatinya, nilai resistansi atau nilai hambatannya tidak akan mengalami perubahan walaupun telah terjadi perubahan frekuensi.

Adapun salah satu contoh komponen elektronika yang tidak reaktif adalah resistor. Baik tegangan AC (bolak-balik) ataupun DC (searah) yang melewatinya, nilai hambatan yang dimiliki oleh komponen resistor tidak akan mengalami perubahan. Atau dapat dikatakan bahwa nilai hambatan pada komponen resistor akan menjadi sama jika dihubungkan dengan sinyal DC ataupun sinyal AC.

Sementara itu, pengertian dari komponen reaktif adalah suatu komponen yang nilai hambatan listriknya bisa mengalami perubahan jika frekuensi sinyal yang telah masuk ke dalamnya berubah. Adapun yang termasuk komponen reaktif tersebut adalah kapasitor dan konduktor.

Kapasitor sendiri merupakan komponen reaktif yang mempunyai impedansi tinggi pada frekuensi rendah serta impedansi rendah pada frekuensi yang semakin tinggi. Jika frekuensi meningkat maka reaktansi pada komponen kapasitor akan menjadi berkurang.

Berbeda jauh dengan kapasitor, induktor merupakan komponen reaktif yang mempunyai impedansi rendah dalam frekuensi rendah dan impedansi akan mengalami perubahan semakin tinggi dalam frekuensi yang lebih tinggi. Jika frekuensi mengalami peningkatan, impedansi pada konduktor juga akan mengalami peningkatan. Inilah yang disebut  dengan reaktansi kapasitif dan reaktansi induktif.

Impedansi Kompleks

Impedansi Kompleks

Suatu komponen resistor dengan nilai R memiliki impedansi R Ohm, bilangan real. Sehingga induktor real akan memiliki impedansi kompleks.

Z = j2πfL

Hal tersebut berarti bahwa frekuensi dalam Hetz dan L adalah induktansi pada Henries. Dan ini menandakan imajiner karena induktor yang ideal dapat menyimpan serta melepaskan energi listrik. Namun juga tidak dapat menghilangkannya sebagai panas seperti komponen resistor, sehingga kapasitor ideal juga memiliki impedansi kompleks.

Z = -j/2πfc

Dimana “C” disini memiliki arti kapasitansi dalam farad.

Penggunaan Impedansi Kompleks

Sifat impedansi yang dimiliki oleh rangkaian  AC dengan berbagai komponen akan menjadi tidak terkendali apabila sinus dan cosinus digunakan untuk menghasilkan tegangan dan arus.  Supaya matematika bisa memudahkan dalam penggunaan kompleksitas fungsi ekponensial kompleks, maka bagian yang penting dari suatu strategi adalah sebagai berikut ini:

Hubungan matematika yang dapat menjadi dasar teknik:

ejωt = cosωt + sinωt

Berikut ini adalah fungsi ekponensi kompleks yang dapat digunakan dalam mempresentasikan tegangan atau arus AC:

V = Vm COSωt

I = Im COS (ωt-φ)

Selanjutnya impedansi dapat dinyatakan sebagai eksponensisal secara lebih kompleks:

Z = Vm / Im e-jØ = R + jX

Sedangkan untuk impedansi berbagai elemen rangkaian individu dapat dinyatakan sebagai bilangan real imajiner murni:

R –j / ωc jωL

Baca juga: Besaran Dan Satuan Listrik

Cara Menghitung Impedansi pada Rangkaian Seri RLC

Penting untuk diketahui bahwa ada dua faktor atau elemen yang bisa mempengaruhi hambatan pada arus arus listrik bolak balik (DC), yakni resistansi (R) dan juga Reaktansi (X). Untuk resistansi biasanya ada pada sebuah komponen resistor, namun ada juga  komponen lainnya yang mempunyai sedikit resistansi pada rangkaian.

Sedangkan reaktansi umumnya akan dipengaruhi oleh komponen reaktif seperti induktor dan kapasitor (Reaktansi Induktif atau XL dan juga Reaktansi Kapasitif atau XC. Berikut ini kami akan memberikan suatu contoh kasus perhitungan impedansi pada suatu rangkaian R, L, dan juga C.

Cara Menghitung Impedansi

Rumus Impedansi Listrik

Z = √R2 + (XL – XC)2

Contoh Perhitungan Impedansi pada Rangkaian R, L, dan C

Contoh Perhitungan Impedansi

Sebuah rangkaian seri RLC terdiri dari sebuah Resistor 15Ω, sebuah Induktor 0,3H dan sebuah Kapasitor   47uF yang dihubungkan secara seri dengan sumber listrik AC 100V 50Hz. Hitunglah Impedansi dan arus listrik yang mengalir pada rangkaian tersebut.

Diketahui :

R = 15Ω
L = 0,3H
C = 47uF atau 47 x 10-6F

Penyelesaiannya :

1. Hitung Reaktansi Induktif (XL)

XL = 2πfL
XL = 2 x 3,142 x 50 x 0,3
XL = 94,26Ω

2. Hitung Reaktansi Kapasitif (XC)

Xc = 1 / 2πfC
Xc = 1 / (2 x 3,142 x 50 x (47 x 10-6))
Xc = 67,72 Ω

3. Menghitung Impedansi Rangkaian RLC

Z = √R2 + (XL – XC)2
Z = √152 + (94,26  – 67,72)2
Z = √152 + (94,26  – 67,72)2
Z = √152 + 26,542
Z = √225 + 704
Z = √232.4
Z = 15,24 Ω

Jadi Impedansi listrik Rangkaian RLC adalah 15,24Ω

4. Menghitung Arus listrik yang mengalir di Rangkaian RLC

I = V/Z
I = 100V/15,24 Ω
I = 6,5A

Jadi Arus listrik yang mengalir di Rangkaian RLC tersebut adalah sebesar 6,5 Ampere.

Demikian informasi mengenai pengertian impedansi listrik yang sudah blog ini sampaikan secara lengkap beserta cara menghitung dan perbedaannya dengan resistansi. Semoga bermanfaat!

Leave a Comment