Apa itu Reactance?
Reactance adalah bentuk hambatan yang muncul dari komponen dalam sebuah rangkaian listrik ketika arus bolak-balik atau alternating current (AC) mengalir melaluinya. Istilah reactance ini hanya berlaku pada rangkaian AC—baik yang seri maupun paralel—dan tidak berlaku untuk arus searah (direct current atau DC). Reactance diukur dalam satuan ohm (Ω) dan biasanya dilambangkan dengan huruf X.
Ada dua jenis hambatan utama dalam konteks ini: induktansi dan kapasitansi.
Induktansi adalah hambatan yang muncul saat sebuah komponen (seperti induktor) menciptakan medan elektromagnetik yang menghambat arus listrik. Induktansi diukur dalam satuan henry (H) dan dilambangkan dengan L.
Kapasitansi adalah hambatan yang terjadi ketika sebuah komponen seperti kapasitor menyimpan muatan listrik yang menolak perubahan tegangan. Kapasitansi diukur dalam satuan farad (F) dan dilambangkan dengan C.
Reactance dalam suatu rangkaian bisa berasal dari induktansi, kapasitansi, atau kombinasi keduanya.
Ketika arus AC melewati komponen yang menghasilkan reactance, energi akan disimpan dan dilepaskan secara bergantian oleh medan magnetik atau listrik tersebut. Jika dalam satu rangkaian terdapat induktansi dan kapasitansi, keduanya bisa saling meniadakan, dan total reactance bisa dihitung dari selisih antara keduanya.
Menghitung Induktansi dan Kapasitansi
Untuk menghitung reactance, kita perlu memahami frekuensi sudut (angular frequency) yang dilambangkan dengan huruf Yunani omega (ω). Rumusnya adalah:
ω = 2πf,
di mana f adalah frekuensi dalam satuan hertz (Hz).
Rumus Induktansi:
XL = ωL = 2πfL
L adalah induktansi dalam satuan henry. Kalau reactance berasal dari induktansi, kita tulis sebagai XL.
Rumus Kapasitansi:
XC = 1 / ωC = 1 / 2πfC
Rumus ini bentuknya kebalikan dari induktansi, karena kapasitansi berbanding terbalik dengan frekuensi. Simbol C menunjukkan nilai kapasitansi dalam satuan farad. Jika reactance berasal dari kapasitansi, maka kita simbolkan sebagai XC.
Reactance, Resistance, dan Impedance
Resistance (tahanan) adalah hambatan terhadap aliran arus dalam sebuah rangkaian. Bahkan kabel yang mengalirkan arus pun punya resistance. Tidak seperti reactance, resistance bersifat seperti “gesekan” yang mengubah energi menjadi panas, dan berlaku di rangkaian AC maupun DC. Resistance dilambangkan dengan R dan diukur dalam ohm (Ω).
Gabungan antara resistance dan reactance disebut impedance dan dilambangkan dengan Z. Impedance juga diukur dalam ohm.
Rumus Impedance pada Rangkaian Seri:
Z = √(R2 + (XL – XC)2)
Langkahnya:
Hitung dulu nilai induktansi dan kapasitansi.
Kurangi nilai XC dari XL.
Kuadratkan nilai R dan selisih reactance tadi, jumlahkan, lalu ambil akar kuadratnya.
Kalau hanya ada induktor atau hanya ada kapasitor, maka cukup gunakan salah satu nilai saja.
Rumus Impedance pada Rangkaian Paralel:
Z = 1 / √((1 / R)2 + ((1 / XL) – (1 / XC))2)
Langkahnya kurang lebih sama, tapi rumusnya lebih kompleks karena kapasitansi berjalan berbanding terbalik dengan frekuensi. Pastikan urutan operasi matematika dipatuhi (pecahan dihitung dulu, lalu pengurangan dan akar kuadrat, baru dihitung 1 dibagi hasil akhirnya).
Dalam perhitungan tingkat lanjut, reactance kadang dianggap sebagai bagian imajiner dari induktansi. Karena itu, sering digunakan satuan imajiner j (akar kuadrat dari -1), misalnya dalam rumus:
Z = R + jX
Untuk reaktansi induktif, nilainya dianggap imajiner positif. Semakin besar induktansi, semakin besar juga nilai imajinernya (jika frekuensinya tetap). Sebaliknya, reaktansi kapasitif dianggap bernilai imajiner negatif. Semakin besar kapasitansi, nilainya makin mendekati nol (negatif lebih kecil).
Menghitung Impedance pada Rangkaian AC Seri
Bayangkan kamu punya rangkaian AC seri dengan frekuensi 60 Hz dan terdiri dari komponen berikut:
Langkah 1: Hitung Reaktansi Induktif
XL = 2πfL
XL = 2 ⋅ π ⋅ 60 ⋅ (100 ⋅ 10-3)
XL = 37.70 Ω
Induktornya dinyatakan dalam mH, jadi dikali 10-3 biar jadi henry.
Langkah 2: Hitung Reaktansi Kapasitif
XC = 1 / (2πfC)
XC = 1 / (2 ⋅ π ⋅ 60 ⋅ (100 ⋅ 10-6))
XC = 1 / 0.03769911184
XC = 25.53 Ω
Kapasitor dalam µF dikonversi ke farad dengan mengalikan 10-6.
Langkah 3: Hitung Impedance
Z = √(R2 + (XL – XC)2)
Z = √(202 + (37.70 – 25.53)2)
Z = √(400 + 148.12)
Z = √(548.1089)
Z = 23.41 Ω
Hasil akhir impedance dari rangkaian ini adalah sekitar 23.41 ohm, setelah semua komponen reactance dan resistance dihitung dan dimasukkan ke rumus.
Pelajari faktor-faktor utama dalam memilih UPS (uninterruptible power supply), cara menentukan kapasitasnya, serta bagaimana mengelola daya untuk perangkat edge dan menghitung kebutuhan pendingin di pusat data.