IMPLEMENTASI GENERATOR DC

BAB I

PENDAHULUAN

 

1.1  Latar Belakang

Seriring perkembangan zaman banyak kemajuan teknologi yang telah terjadi. Manusia telah mengembangkan berbagai cara pemanfaatan teknologi untuk mempermudah pekerjaan mereka. Dasar semua itu tidak lepas dari pemanfaatan energi listrik.

Pada kesempatan ini saya akan mencoba membahas tentang “Pemanfaatan Dan Cara Kerja Generator DC”  yang notabene generator DC banyak membantu kita pada kehidupan kita sehari-hari. Terutama pada dunia perindustrian.

Semoga makalah ini dapat membantu para mahasiswa yang lain untuk mendapatkan informasi yang cukup dari kegunaan dan pengaplikasian generator.

1.2  Tujuan Penulisan

Untuk mengetahui prinsip kerja Generator DC dan bagaimana pengaplikasiannya pada kehidupan sehari-hari.

1.3  Batasan Masalah

Masalah yang akan saya bahas meliputi : Definisi generator, isi / komponen dari generator DC, sistem kerja, dan pengaplikasiannya. Selain dari yang kami sebutkan maka tidak akan dibahas dalam makalah ini.

 

BAB II

PEMBAHASAN

2.1  Definisi Generator

GENERATOR

Generator adalah suatu mesin yang mengubah tenaga mekanis menjadi energi listrik

Energy mekanis                                                                               Energi listrik

 

Tenaga mekanis : memutar kumparan kawat penghantar dalam medan magnet ataupun sebaliknya memutar magnet diantara kumparan  kumparan kawat penghantar. Tenaga listrik yang dihasilkan oleh generator tersebut adalah arus searah (DC) atau arus bolak balik (AC), Hal ini tergantung dari susunan atau konstruksi dari generator, serta tergantung dari sistem pengambilan arusnya.

2.2  Isi / Komponen Generator DC

 

Gambar 1 : komponen generator DC

 

1. Rotor : Bagian generator DC yang berputar

• Poros
• Inti
• Komutator
• Kumparan/lilitan

1. Stator:  bagian generator DC yang diam

• Kerangka
• Kutub utama dan belitan
• Kutub bantu dan belitan
• Bantalan dan sikat

1. Celah udara : Antara Rotor Dan stator

 

2.3  Sistem Kerja Generator DC

Prinsip kerja suatu generator arus searah berdasarkan hukum Faraday :

e = – N dØ / (dt)

Dimana :          N  = Jumlah Lilitan

Ø    = Fluksi Magnet

e = Tegangan Imbas, GGL (Gaya Gerak Listrik)

Dengan lain perkataan, apabila suatu konduktor memotong garis-garis fluksi magnetik yang berubah-ubah, maka GGL akan dibangkitkan dalam konduktor itu.  Jadi syarat untuk dapat dibangkitkan GGL adalah :

• harus ada konduktor ( hantaran kawat )

• harus ada medan magnetic

• harus ada gerak atau perputaran dari konduktor dalam medan, atau ada fluksi yang

berubah yang memotong konduktor itu

 

Gambar 2 : Prinsip kerja generator DC

Keterangan gambar :

• Pada gambar Generator DC Sederhana dengan sebuah penghantar kutub tersebut, dengan memutar rotor ( penghantar ) maka pada penghantar akan timbul EMF.

• Kumparan ABCD terletak dalam medan magnet sedemikian rupa sehingga sisi AB dan C-D terletak tegak lurus pada arah fluks magnet.

• Kumparan ABCD diputar dengan kecepatan sudut yang tetap terhadap sumbu putarnya yang sejajar dengan sisi A-B dan C-D.

• GGL induksi yang terbentuk pada sisi A-B dan sisi C-D besarnya sesuai dengan perubahan fluks magnet yang dipotong kumparan ABCD tiap detik sebesar :

E (t) =  volt

Untuk menentukan arah arus pada setiap saat, belaku kaidah tangan kanan yaitu

 

• Ibu jari : gerak perputaran
• Jari telunjuk : medan magnetic kutub utara dan selatan
• Jari tengah : besaran galvanis tegangan U dan arus I

Untuk perolehan arus searah dari tegangan bolak-balik, meskipun tujuan utamanya adalah pembangkitan tegangan searah, tampak bahwa tegangan kecepatan yang dibangkitkan pada kumparan jangkar merupakan tegangan bolak-balik. Bentuk gelombang yang berubah-ubah tersebut karenanya harus disearahkan.

Untuk mendapatkan arus searah dari arus bolak balik dengan menggunakan

• Saklar
• Komutator
• Dioda

Sistem Saklar

Saklar berfungsi untuk menghubungsingkatkan ujung-ujung kumparan. Prinsip kerjanya adalah sebagai berikut :  Bila kumparan jangkar berputar, maka  pada kedua ujung kumparan akan timbul tegangan yang sinusoida. Bila setengah periode tegangan positif saklar di hubungkan, maka tegangan menjadi nol. Dan bila saklar dibuka lagi akan timbul lagi tegangan. Begitu seterusnya setiap setengah periode  tegangan saklar dihubungkan, maka akan di hasilkan tegangan searah gelombang penuh.

Sistem Komutator

Komutator berfungsi sebagai saklar, yaitu untuk menghubungsingkatkan kumparan jangkar. Komutator berupa cincin belah yang dipasang pada ujung kumparan jangkar.Bila kumparan jangkar berputar, maka cincin belah ikut berputar. Karena kumparan berada dalam medan magnet, akan timbul tegangan bolak balik sinusoidal. Bila kumparan telah berputar setengah putaran, sikat akan menutup celah cincin sehingga tegangan menjadi nol. Karena cincin berputar terus, maka celah akan terbuka lagi dan timbul tegangan lagi. Bila perioda tegangan sama dengan perioda perputaran cincin, tegangan yang timbul adalah tegangan arus searah gelombang penuh.

 

Gambar 3 : Efek komutasi

Sistem Dioda

Dioda adalah komponen pasif yang mempunyai sifat-sifat sebagai berikut:

• Bila diberi prasikap maju (forward bias) bisa dialiri arus.
• Bila diberi prasikap balik (reverse bias) dioda tidak akan dialiri arus.

Berdasarkan bentuk gelombang yang dihasilkan, dioda dibagi dalam:

• Half Wave Rectifier (penyearah setengah gelombang)

• Full Wave Rectifier (penyearah satu gelombang penuh)

 

2.4  Aplikasi Generator DC pada kehidupan sehari-hari

Dalam kehidupan kita sehari-hari generator DC mempunyai banyak pengaplikasian, yang diantaranya sebagai altenator mobil, dynamo sepeda, las listrik, kipas computer, vcd player dan sebagainya. Pada kesempatan kali ini saya akan mengambil contoh pengaplikasian dengan menggunakan dinamo Sepeda.

Dinamo sepeda merupakan generator kecil yang dapat menghasilkan arus listrik yang kecil pula. pada Dinamo sepeda prinsip kerjanya yaitu energi gerak di ubah menjadi energi listrik .Dinamo sepeda ini hanya menyalakan lampu depan dan belakang. Terangnnya lampu di tentukan oleh cepatnya roda berputar yang mengakibatkan di namo juga cepat dan arus listrik juga akan besar pula . Dinamo sepeda intinya adalah sebuah magnet yang dapat berputar dan sebuah kumparan tetap.bila roda sepeda di putar dan pada dinamo akan memutar sehingga roda akan memutar magnet biasanya dinamo dapat menghasilakan tegangangan 6 sampai 12 Volt.jadi dengan adanya dinamo pada sepeda dapat memudahkan kita bila menggunakan sepeda bila malam hari.

 

 

Juga diketahui bahwa

 

Contoh kasus :

Tegangan minimum (Ea)  = 6 volt

Jika diketahui bahwa jumlah putaran (n) = 50/rpm

Total hambatan (z) = 100Ω

Berapa fluks , arus, dan daya yang dihasilkan agar dapat menyalakan lampu sepeda?

Jawab:

Fluks = Ea/cn

= 6/c.100 = 0.06 c webber

Arus = Ea/z

=6/100 = 0.06 A = 60mA

Daya yang di hasilkan oleh generator = Ea . I = 6 x 0.06 = 0.36 watt

Lampu sepeda biasanya mempunyai daya 0.5 watt jadi tegangan 6 volt tidak cukup untuk menyalakan lampu sepeda. Jika yang di ketahui tidak berubah maka hasil dapat dilihat pada tabel dibawah ini

Tegangan (volt)	Arus (ampere)	Daya (watt)	Keterangan
6	0.06	0.36	Mati
7	0.06	0.42	Mati
8	0.06	0.48	Mati
9	0.06	0.54	Menyala (redup)
10	0.06	0.6	Menyala (cukup terang
11	0.06	0.66	Meyala (terang)
12	0.06	0.72	Menyala (sangat terang)

 

Untuk menyalakan lampu dibutuhkan kecepatan putaran sebesar:

Dik : Ea = >8 volt

n = Ea/fluks

n = 9/0.06c  =150rpm/c

jadi dibutuhkan kecepatan putaran minimal sebesar 150rpm/c untuk menyalakan lampu pada sepeda.

Kesimpulan:

1. Generator ialah suatu mesin yang mengubah tenaga mekanis menjadi tenaga listrik.
2. Bagian utama dari Generator yaitu Komutator Stator dan Celah udara.
3. GGL Induksi terbentuk sesuai rumus dibawah ini:

E (t) =  volt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Daftar Pustaka

Anonym. 2012, Generator DC http://staff.ui.ac.id/internal/040603019/material/PresentasiTTLKelompok1.pdf  (1 mei 2012)

Anonym. 2012, Rumus Fisika Dasar http://www.scribd.com/doc/2025029/RUMUS-FISIKA-SMP  (1 mei 2012)

Anonym. 2012, Dinamo sepeda

http://seputar-listrik.blogspot.com/2010/12/dinamo-sepeda.html (1 mei 2012)

Anonym. 2012 Fluks magnet http://fisika79.wordpress.com/tag/fluks-magnet/ (1 mei 2012)

Anonym. 2012, Aplikasi Generator DChttp://denydestian.blogspot.com/2011/11/v-behaviorurldefaultvml-o.html (1 mei 2012)

Anonym. 2012, Induksi Elektro Magnetik  http://soerya.surabaya.go.id/AuP/e-DU.KONTEN/edukasi.net/SMA/Fisika/Induksi.Elektromagnetik/materi02.html (1 mei 2012)