Mengenal Solenoida dan Toroida, Berikut Pengaplikasiannya Pada Alat Elektronik!

Hukum energi menyebutkan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dihilangkan. Namun energi masih dapat diubah wujudnya. Salah satu contoh perubahan energi yang sering dijumpai yaitu listrik menjadi gerak. Perubahan bentuk energi ini melibatkan dua buah komponen yang ada di dalam elektronika, yaitu solenoida dan toroida.

Pengertian Solenoida dan Toroida

Secara sederhana, solenoida adalah lilitan kawat, namun lebih sering disebut sebagai lilitan saja. Sedangkan toroida merupakan lanjutan dari seloneida yang diubah bentuknya menjadi melingkar. Kedua komponen yang saling berkaitan ini digunakan untuk membentuk suatu medan magnet. 

Penelitian yang dilakukan oleh para ilmuwan menemukan hubungan antara energi magnetik dengan elektrik. Karena saling berhubungan, keduanya juga saling mempengaruhi satu sama lain. Gabungan antara kedua energi ini kemudian disebut sebagai fenomena elektromagnetik.

Contoh sekaligus pembuktian dari penemuan di atas adalah munculnya suatu medan magnet pada area di sekitar kawat yang dialiri oleh arus listrik. Ketika arus listrik diputus, medan magnet di sekitar kawat pun menghilang.

Kawat tersebut ketika diubah hingga berbentuk lilitan, istilah atau penyebutannya pun berganti menjadi solenoida. Saat ada arus listrik mengalir ke solenoida ini, maka akan terbentuk medan magnet yang bentuk areanya mirip seperti yang terjadi pada sekitar magnet batang.

Satu hal yang membuat solenoida ini menarik adalah medan magnet di sekitarnya dapat diatur dan disesuaikan sesuai kebutuhan. Besar kecilnya arus yang mengalir pada lilitan akan mengubah cakupan medan magnet.

Guna menghasilkan medan magnet yang lebih besar, solenoida ini diubah bentuknya menjadi melingkar. Inilah yang kemudian disebut sebagai toroida. Toroida ini juga sangat efektif dan efisien karena bentuknya melingkar sehingga hemat ruang. Namun medan magnet yang dihasilkan tetap besar. Kedua komponen ini hampir tidak bisa dipisahkan. 

Fungsi serta Manfaat Solenoida dan Toroida

Fungsi utama dari solenoida serta toroida adalah mengubah energi listrik menjadi gerak. Anda tentu sudah bisa membayangkan di alat apa saja kedua komponen ini diaplikasikan. Berikut ini penjelasan lebih lengkapnya.

1. Bel Listrik

Ada 3 komponen utama yang menjadi penyusun bel listrik, yaitu:

• Dua buah magnet elektrik
• Interuptor
• Lempengan besi lunak

Alat pertama yang menggunakan komponen solenoida dan toroida adalah bel listrik. Anda bisa menjumpai alat ini di sekolah untuk memberi tanda saat pergantian jam pelajaran. Terkadang bel seperti ini juga ada di pintu rumah sebagai tanda bahwa ada orang yang berkunjung.

Cara Kerja Bel Listrik

Secara umum, bel listrik mempunyai dua buah komponen elektromagnetik. Keduanya dililitkan dengan arah yang saling berlawanan. Bel juga memiliki sebuah saklar atau tombol yang ketika ditekan akan menimbulkan bunyi nyaring. Meskipun tampak sederhana, prinsip kerja alat ini cukup rumit.

Arus listrik akan mengaliri solenoid ketika saklar ditekan. Secara otomatis di sekitar lilitan tersebut akan timbul medan magnet yang akan menarik lempengan besi lentur untuk memukul bel. Dari pukulan tersebutlah bunyi timbul.

Di dalam bel juga terdapat sebuah interuptor yang berbentuk sekrup pengatur. Saat bel tak beroperasi, sekrup ini menempel dengan lempengan besi lentur. Ketika tertarik oleh medan magnet, lempengan besi tersebut akan terlepas dari sekrup. Proses tersebut akan membuat aluran listrik terputus dan kemagnetan yang ada pada besi menjadi hilang. Proses di atas berulang terus menerus dengan cepat.

2. Relai (Relay)

Relay Listrik

Relay merupakan komponen elektronika yang berhubungan langsung dengan saklar. Komponen ini terdiri dari elektromagnet berupa lilitan kawat atau solenoida dan toroida. Untuk membentuk sebuah elektromagnet, solenoida tersebut dililitkan ke sebuah besi inti. Hal ini akan menghemat banyak ruang mengingat bentuk relay juga umumnya sangat kecil.

Relay terdiri dari 4 komponen pokok yang saling bersinergi, yaitu:

• Elektromagnet
• Kontak
• Pegas
• Sauh

Terdapat dua jenis arus listrik ketika membahas relay, yaitu kecil dan besar. Arus listrik kecil mengalir pada kumparan atau lilitan apabila saklar dalam posisi menutup. Hal ini menyebabkan terbentuknya medan magnet di sekitar komponen elektromagnet. Di saat bersamaan, ada sebuah besi kecil dan lentur tertarik ke arah medan magnet. Besi tersebut membentuk sebuah rangkaian listrik tertutup.

Kemudian akan ada arus listrik yang lebih besar melewati rangkaian tersebut. Arus besar ini digunakan untuk mengoperasikan komponen utama dalam perangkat elektronik. Ketika posisi saklar dimatikan, maka posisinya akan menjadi terbuka. Listrik berhenti mengaliri kumparan, sehingga medan magnet hilang dan besi lentur kembali ke posisi semula.

3. Katrol Listrik

Cara Kerja Katrol Listrik

Contoh pemanfaatan solenoida dan toroida adalah pada katrol listrik. Alat ini kerap ditemui di pengolahan besi tua untuk memindahkan logam agar lebih mudah. Cara kerjanya sangat sederhana, ketika alat dinyalakan, arus listrik akan mengalir ke dalam komponen dan membentuk medan magnet. Magnet tersebut akan menarik logam-logam yang ada di bawahnya.

Saat dimatikan, otomatis tak ada listrik yang mengalir ke komponen elektromagnet di dalam katrol. Medan magnet akan hilang dan katrol tak lagi memiliki kekuatan untuk menarik benda-beda feromagnetik. 

Selain 3 alat di atas, solenoida dan toroida juga diaplikasikan pada peralatan lain yang ada di sekitar Anda. Cobalah untuk mengamati benda-beda di sekitar Anda yang sekiranya menggunakan kedua komponen elektromagnet ini.