Apa itu kumparan Toroid?

Sebuah solenoida adalah elektromagnet yang terbentuk dari kawat yang dialiri arus. Elektromagnet memiliki medan magnet yang dibuat dari arus. Kawat solenoida sering dibentuk menjadi kumparan heliks, dan sepotong logam seperti besi sering dimasukkan ke dalamnya. Ketika solenoida dibengkokkan menjadi bentuk lingkaran atau donat, itu disebut toroida.

Sebuah toroida memiliki medan magnet di dalam dirinya yang membentuk serangkaian lingkaran konsentris. Di luar itu, bidangnya nol. Kekuatan medan magnet ini tergantung pada jumlah kumparan yang dimiliki toroida pada tubuhnya. Medan tidak seragam, karena medan lebih kuat di dekat bagian dalam cincin daripada di dekat bagian luar. Ini berarti bahwa jika r adalah jari-jari transformator, medan magnet berkurang ketika r menjadi lebih besar.

Toroid berharga karena, seperti semua solenoida, mereka adalah induktor. Induktor dapat menginduksi atau menyebabkan arus dibuat di kumparan terdekat. Mereka ditemukan pada Agustus 1831 oleh fisikawan Inggris Michael Faraday. Faraday-lah yang menemukan bahwa medan magnet yang berubah dapat menginduksi tegangan pada kawat terdekat, dan ini disebut Hukum Induksi Faraday. Toroid juga memiliki apa yang dikenal sebagai induktansi diri, yang merupakan jenis resistansi. Toroid menolak atau melawan perubahan pada arusnya sendiri, apakah itu untuk membuatnya lebih besar atau lebih kecil. Kekuatan induktansi diri tergantung pada jumlah kumparan toroida dan sumber AC.

Transformer dibuat dari sepasang solenoida yang dililitkan pada inti logam yang biasanya berupa ferit. Transformator toroidal adalah dua kumparan yang dililitkan pada logam, seperti baja ferit atau silikon, yang berbentuk donat. Gulungan dibungkus di area yang berbeda atau ditempatkan satu di atas yang lain. Mereka lebih disukai untuk RF atau transformator frekuensi radio, di mana mereka digunakan untuk menambah atau mengurangi tegangan dari sumber daya, dan untuk mengisolasi bagian yang berbeda dalam suatu rangkaian. Transformator RF juga digunakan untuk pencocokan impedansi, yang berarti mereka membantu menghubungkan bagian input dan output dari rangkaian yang berbeda.

Toroid memiliki beberapa kelemahan dibandingkan solenoida biasa. Mereka lebih sulit untuk diputar dan juga disetel. Namun, mereka lebih efisien dalam menghasilkan induktansi yang dibutuhkan. Untuk induktansi yang sama seperti solenoida biasa, toroida membutuhkan lebih sedikit putaran, dan dapat dibuat lebih kecil ukurannya. Keuntungan lain adalah karena medan magnet terbatas di bagian dalam, toroida dan toroidal transformer dapat ditempatkan di dekat komponen elektronik lainnya tanpa khawatir tentang induktif yang tidak diinginkan interaksi.

Toroid digunakan dalam telekomunikasi, perangkat medis, alat musik, amplifier, ballast dan banyak lagi. Tokamak adalah perangkat fusi nuklir yang menggunakan medan magnet untuk membatasi plasma. Plasma adalah gas yang mengandung elektron dan ion bebas, dan hanya muncul pada suhu tinggi. Pengurangan plasma di tokamak dilakukan dengan menggunakan toroid.