26
a. Rugi-rugi tembaga kumparan jangkar I
a 2
R
a
. b. Rugi-rugi tembaga kumparan medan seri I
a 2
R
s
c. Rugi jatuh tegangan sikat V
bd
I
a
Sehingga rugi-rugi total di dalam motor DC adalah : ∑ Rugi-Rugi = Rugi Konstan + Rugi Variabel [4]
2.6. Torsi Motor Arus Searah
Yang dimaksud torsi adalah putaran dari suatu gaya terhadap suatu poros. Ini diukur dengan hasil gaya itu dengan jari-jari lingkaran dimana gaya tersebut
bekerja. Gambar 2.16 menunjukkan pada suatu pulley dengan jari-jari r bekerja suatu
gaya F Newton yang menyebabkan benda berputar dengan kecepatan n putaran per detik.
Torsi = F x r Newton-meter N-m 2.17
Usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut pada suatu putaran, = F x 2 π r Joule
F r
n putarandetik
Gambar 2.16 Suatu pulley yang berputar karena mengalami suatu gaya Daya yang dibangkitkan
= F x 2 π r x n Jouledetik = F x r x 2 π n Jouledetik
Universitas Sumatera Utara
27
Jika : 2 π n = kecepatan sudut ω dalam raddetik
F x r = torsi T Maka daya yang dibangkitkan = T x ω Jouledetok
= T x ω Watt
2.6.1. Torsi Jangkar
Di dalam motor DC, setiap konduktor di bagian permukaan jangkar akan mengalami gaya F pada suatu jarak r yang merupakan jari-jari jangkar Gambar
2.16. Dengan demikian, masing-masing konduktor menghasilkan suatu torsi yang cenderung untuk memutar jangkar. Jumlah seluruh torsi yang dihasilkan oleh
konduktor jangkar dikenal dengan torsi jangkar T
a
. Jika pada suatu motor DC :
r = rata-rata jari-jari jangkar meter
l = panjang efektif masing-masing konduktor meter
Z = jumlah total konduktor jangkar i
= arus dalam setiap konduktor = I
a
A Ampere B = rapat fluks rata-rata Webermeter
2
Φ = fluks per kutub Weber P = jumlah kutub
Maka gaya pada setiap konduktor, F = B i l Newton
Torsi yang dihasilkan oleh suatu konduktor = F x r Newton-meter
Torsi jangkar total, T
a
= Z F r Newton-meter
T
a
= Z B i l r Newton-meter
Universitas Sumatera Utara
28
Sekarang i = I
a
A, B = Φa dimana a adalah luas penampang jalur fluks per kutub pada jari-jari r. Jelasnya,
a = 2 π r
P
Maka T
a
= Z x
Φ a
x
I
a
A
x l x r
= Z x
Φ 2πr
1 P
x
I
a
A
x l x r
=
ZΦI
a
P 2πA
N-m atau
Ta = 0,159 Z Φ I
a P
A
2.18 karena Z, P dan A nilainya selalu tetap, maka :
T
a
~ Φ I
a
Ekspresi lainnya untuk menyatakan besarnya torsi jangkar yaitu : E
a
=
PΦZn 60 A
PΦZ A
=
60 E
a
n
Dari persamaan diatas diperoleh persamaan untuk T
a
yaitu T
a
= 0,159 x
[
60 E
a
n
] x I
a
atau T
a
= 9,55 x
E
a
I
a
n
N-m 2.19
2.6.2. Torsi Poros
Torsi yang dapat dimanfaatkan pada poros untuk melakukan usaha yang berguna dikenal dengan torsi poros. Ini dilambangkan dengan T
sh
. Torsi poros
Universitas Sumatera Utara
29
merupakan torsi yang akan menghasikan daya keluaran motor yang berguna. Jika kecepatan motor adalah n rpm, maka
Daya keluaran Watt =
π n T
sh
6
Atau T
sh
=
Daya keluaran watt 2 π n60
Atau T
sh
= 9,55 x
Daya keluaran watt n
N-m 2.20
2.7. Efisiensi Pada Mesin Arus Searah
