Prinsip Kerja Generator DC

Mesin Listrik Arus Searah 6-4

6.2. Prinsip Kerja Generator DC

Prinsip kerja generator DC berdasarkan pada kaidah tangan kanan. Sepasang magnet permanen utara-selatan menghasilkan garis medan magnet Ɏ, kawat penghantar di atas telapak tangan kanan ditembus garis medan magnet Ɏ. Jika kawat digerakkan ke arah ibu jari, maka dalam kawat dihasilkan arus listrik I yang searah dengan keempat arah jari tangan gambar-6.5. Bagaimana kalau posisi utara- selatan magnet permanen dibalik ? Ke mana arah arah arus listrik induksi yang dihasilkan ? Percobaan secara sederhana dapat dilakukan dengan menggunakan sepasang magnet permanen berbentuk U, sebatang kawat digantung dikedua sisi ujungnya, pada ujung kawat dipasangkan Voltmeter gambar-6.6. Batang kawat digerakkan ke arah panah, pada kawat dihasilkan ggl induksi dengan tegangan yang terukur pada Voltmeter. Besarnya ggl induksi yang dibangkitkan : u i = B.L.v.z Volt u i Tegangan induksi pada kawat, V B Kerapatan medan magnet, Tesla L Panjang kawat efektif, meter v Kecepatan gerak, mdetik z Jumlah belitan kawat Mesin DC dapat difungsikan sebagai generator DC maupun sebagai motor DC. Saat sebagai generator DC fungsinya mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Sedangkan sebagai Motor DC mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Gambar 6.5 : Kaidah Tangan Kanan Gambar 6.6 : Model Prinsip Kerja Generator DC Mesin Listrik Arus Searah 6-5 Belitan kawat generator berbentuk silinder dan beberapa kawat dibelitkan selanjutnya disebut belitan rotor atau belitan jangkar. Kedudukan I, ketika rotor digerakkan serah jarum jam, kawat 1 tanda silang menjauhi kita, kawat 2 tanda titik mendekati kita ggl induksi maksimum. Posisi II kawat 1 dan kawat 2 berada pada garis netral ggl induksi sama dengan nol. Posisi III kawat kebalikan posisi I dan ggl induksi tetap maksimum gambar-6.7. Gambar 6.7 : Pembangkitan Tegangan DC pada Angker Posisi ini terjadi berulang-ulang selama rotor diputar pada porosnya, dan ggl induksi yang dihasilkan maksimum, kemudian ggl induksi menjadi nol, berikutnya ggl induksi menjadi maksimum terjadi berulang secara bergantian. Gambar 6.8 : a Bentuk tegangan AC dan Slipring; dan b Tegangan DC pada Komutator GGL induksi yang dihasilkan dari belitan rotor gambar-6.7 dapat menghasilkan dua jenis listrik yang berbeda, yaitu listrik AC dan listrik DC. Jika ujung belitan rotor dihubungkan dengan slipring berupa dua cincin gambar-6.8a, maka dihasilkan listrik AC berbentuk sinusoidal. Bila ujung belitan rotor dihubungkan dengan komutator satu cincin gambar-6.8b dengan dua belahan, maka dihasilkan listrik DC dengan dua gelombang positif. Mesin Listrik Arus Searah 6-6 Gambar 6.9 : Prinsip pembangkitan tegangan DC Mesin DC dikembangkan rotornya memiliki banyak belitan dan komutator memiliki beberapa segmen. Rotor memiliki empat belitan dan komutator empat segmen, sikat arang dua buah, akan menghasilkan ggl induksi dengan empat buah buah gelombang untuk setiap putaran rotornya gambar 6.9. Tegangan DC yang memiliki empat empat puncak. Gambar 6.10 : Tegangan DC pada Komutator Medan magnet yang sebelumnya adalah magnet permanen diganti menjadi elektromagnet, sehingga kuat medan magnet bisa diatur oleh besarnya arus penguatan medan magnet. Belitan rotor dikembangkan menjadi belitan yang memiliki empat cabang, komutator empat segmen dan sikat arang dua buah. Tegangan yang dihasilkan penjumlahan dari belitan 1-2 dan belitan 3-4 gambar 6. 10. Dalam perkembangan berikutnya generator DC dibagi menjadi tiga jenis, yaitu: 1. Generator penguat terpisah 2. Generator belitan Shunt 3. Generator belitan Kompoundd Penjelasan singkat mengenai diagram pengawatan, karakteristik tegangan fungsi arus dan pengaturan tegangan dapat dilihat pada tabel di bawah. Mesin Listrik Arus Searah 6-7

6.3. Generator Penguat Terpisah