Pengertian Impedansi Listrik (Electrical Impedance)

Pengertian Impedansi Listrik (Electrical Impedance) – Impedansi Listrik atau secara singkat sering disebut dengan Impedansi adalah ukuran hambatan listrik pada sumber arus bolak-balik (AC atau Alternating Current). Impedansi listrik juga sering disebutkan sebagai jumlah hambatan listrik sebuah komponen elektronik terhadap aliran arus dalam rangkaian pada frekuensi tertentu. Sedangkan di wikipedia, Impedansi Listrik atau Electrical Impedance didefinisikan sebagai ukuran penolakan terhadap arus bolak-balik sinusoid. Impedansi atau dalam bahasa Inggris disebut dengan Impedance ini biasanya dilambangkan dengan huruf Z.

Pengertian Impedansi dan Perbedaan Impedansi dengan Resistansi

Seperti yang disebutkan sebelumnya, Impedansi adalah ukuran hambatan listrik pada sumber arus bolak-balik sedangkan yang dimaksud dengan Resistansi adalah kemampuan suatu bahan benda untuk menghambat atau mencegah aliran arus listrik. Impedansi pada dasarnya lebih kompleks daripada resistansi karena adanya efek kapasitansi dan induktansi yang bervariasi dengan frekuensi arus yang melewati rangkaian. Singkatnya, Impedansi adalah bentuk Resistansi yang tergantung pada frekuensi.

Impedansi dan Resistansi memiliki persamaan yaitu hambatan listrik yang dimiliki oleh sebuah komponen terhadap arus listrik dan sama-sama menggunakan OHM (Ω) sebagai satuan unit pengukurannya. Namun berbeda dengan Resistansi, jumlah hambatan listrik pada Impendansi akan berubah seiring dengan perubahan frekuensi sinyal. Ini menandakan bahwa tahanan atau hambatan suatu komponen akan bervariasi tergantung pada frekuensi sinyal yang masuk ke komponen tersebut.

Jadi sangat jelas bahwa Resistansi adalah nilai dan ukuran yang tidak tergantung pada frekuensi. Resistansi tidak memperhitungkan frekuensi sinyal yang melewatinya, karena pada dasarnya frekuensi tidak akan mempengaruhi ketahanan komponen yang tidak reaktif. Berbeda dengan komponen reaktif yang jumlah hambatan listriknya dapat berubah tergantung pada frekuensi inputnya. Impedansi akan bervariasi sesuai dengan frekuensi sinyal yang masuk. Inilah letak perbedaan antara resistansi (Resistance) dan impedansi (Impedance).

Komponen Reaktif dan Komponen Tidak Reaktif

Komponen eletronika yang tidak reaktif adalah komponen elekronika yang tidak akan terpengaruh dengan frekuensi sinyal yang melaluinya, nilai hambatan atau nilai resistansinya tidak akan berubah meskipun terjadi perubahan frekuensi. Salah satu komponen eletronika yang tidak reaktif tersebut adalah RESISTOR. Baik tegangan AC maupun DC yang melaluinya, Nilai Resistansi pada Resistor tidak akan berubah. Dengan kata lain, Nilai hambatan pada Resistor akan sama apabila dihubungkan dengan sinyal DC maupun sinyal AC.

Sedangkan yang dimaksud dengan komponen Reaktif adalah komponen yang nilai hambatan listriknya dapat berubah apabila frekuensi sinyal yang masuk ke dalamnya berubah. Dua Komponen Reaktif utama tersebut adalah KAPASITOR dan INDUKTOR.  Kapasitor adalah komponen reaktif yang memiliki impedansi tinggi pada frekuensi rendah dan impedansi rendah pada frekuensi yang lebih tinggi. Dengan meningkatnya frekuensi, reaktansi pada Kapasitor akan berkurang. Berbeda dengan Kapasitor, Induktor adalah komponen reaktif yang memiliki impedansi rendah pada frekuensi rendah dan impedansi berubah menjadi lebih tinggi pada frekuensi yang lebih tinggi. Ketika frekuensi meningkat, impedansi pada Induktor akan meningkat juga. Inilah yang disebut sebagai Reaktansi Kapasitif dan Reaktansi Induktif.

Cara Menghitung Impedansi (Impedance) dalam Rangkaian Seri RLC

Perlu diketahui bahwa adalah dua faktor atau elemen yang mempengaruhi hambatan pada arus listrik bolak-balik yaitu Resistansi (R) dan Reaktansi (X). Resistansi pada umumnya terdapat pada komponen Resistor meskipun pada komponen lainnya juga memiliki sedikit resistansi pada rangkaian. Sedangkan Reaktansi dipengaruhi oleh komponen Reaktif seperti Induktor dan Kapasitor (Reaktansi Induktif (XL) dan Reaktansi Kapasitif (XC)).

Berikut ini adalah contoh kasus perhitungan Impedansi pada rangkaian R, L dan C.

Rumus Impedansi Listrik

Z = √R² + (XL – XC)²

Contoh Perhitungan Impedansi pada Rangkaian R, L dan C

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 Pengertian Impedansi Listrik dan Cara Menghitung Impedansi di Rangkaian RLC serta perbedaan Impedansi dan Resistansi. Semoga Bermanfaat.

Share this post