BAB III PANAS DAN PARAMETER PADA MOTOR INDUKSI ROTOR SANGKAR
III. 1. Umum
Panas pada motor induksi merupakan bagian penting yang perlu dibahas. Pada motor induksi sumber panas yang paling utama adalah berasal dari konduktor
yang dialiri arus yaitu pada kumparan stator dan pada rotor. Sedangkan panas yang timbul pada inti, casing stator, udara di permukaan motor maupun bagian yang
lainnya merupakan hasil dari transfer panas yang dihasilkan rotor maupun belitan stator dengan cara konduksi, konveksi, maupun radiasi.
Pada motor induksi rotor sangkar bagian yang perlu diperhatikan dalam hubungannya dengan panas adalah bagian stator, karena pada bagian stator terdapat
belitan yang memiliki batas ketahanan terhadap temperatur yang jauh lebih rendah dibandingkan pada stator.
III. 2. Panas Pada Konduktor Yang Dialiri Arus
Untuk dapat memahami kenaikan panas pada belitan stator maka terlebih dahulu kita memahami hubungan antara arus yang mengalir pada suatu konduktor
dengan panas yang dihasilkan konduktor tersebut. Arus adalah kecepatan muatan yang mengalir melalui suatu permukaan
tertentu. Arus listrik timbul karena adanya aliran elektron. Arus listrik diluar sumbernya mengalir dari kutub positif ke kutub negatif dan di dalam sumbernya dari
Universitas Sumatera Utara
kutub negatif ke kutub positif. Jadi aliran arus listrik adalah kebalikan dari arah aliran elektron
Persamaan arus dirumuskan pada persamaan 3.1: I
=
t Q
∆ ∆
Ampere 3.1
Dimana: ΔQ
= Muatan yang berubah Coloumb
Δt =
Perubahan waktu Sekon
Jika aliran muatan berubah setiap waktu, maka arus juga akan berubah setiap waktu, untuk waktu yang sesaat maka persamaan untuk arus menjadi:
I =
dt dQ
3.2
Gambar 3.1 Arus yang mengalir pada sebuah tahanan
Pada Gambar 3.1 dapat dilihat bahwa terdapat beda potensial pada rangkaian tersebut, sehingga menyebabkan timbulnya medan listrik dalam konduktor maupun
tahanan pada rangkaian tersebut, medan listrik tersebut akan menyebabkan timbulnya gaya listrik. Akibat adanya gaya listrik, maka elektron-elektron bebas
Universitas Sumatera Utara
pada konduktor tersebut akan berpindah dari satu atom ke atom lainnya, dimana elektron bebas tersebut akan bergerak berlawanan arah jarum jam yaitu dari terminal
d menuju c. Jadi dapat dikatakan bahwa arus adalah perubahan muatan positip dalam setiap waktu akibat elektron-elektron bebas yang berpindah dari satu atom ke atom
lainnya. Gambar 3.2 menunjukkan elektron-elektron bebas yang bepindah dari satu
atom ke atom lainnya.
Gambar 3.2 Elektron-elektron bebas yang berpindah dari satu atom ke atom lainnya
Pada saat elektron-elektron bebas tersebut berpindah ke atom-atom lainnya maka elektron-elektron tersebut akan mengalami kehilangan sebagian energi
potensial listrik electrical potential energy. Hal ini terjadi karena pada saat elektron-elektron bebas tersebut berpindah dari satu atom ke atom yang lainnya maka
elektron-elektron bebas tersebut akan mengalami tubrukan dengan atom-atom
Universitas Sumatera Utara
tersebut. Hal ini mengakibatkan akan dibangkitkan energi dalam pada tahanan R seiring dengan meningkatnya gerakan vibrasi atom-atom pada tahanan R akibat
perpindahan elektron-elektron bebas tersebut, yang mana energi tersebut akan mengakibatkan kenaikan temperatur pada tahanan.
Besar energi potensial listrik yang hilang pada tahanan R dapat diketahui melalui persamaan 3.3:
=
V t
Q .
∆ ∆
=
V I.
3.3
Dimana: I
= Arus yang mengalir pada resistor
V =
Beda potensial diantara c dan d
Kehilangan sebagian energi potensial listrik pada saat arus melalui tahanan sama dengan energi yang dalam dibangkitkan pada resistor tersebut. Besarnya daya
yang menunjukkan energi dalam yang dibangkitkan pada resistor tersebut dirumuskan dalam:
P =
V.I 3.4
Karena besarnya tegangan pada resistor sebanding dengan arus yang mengalir dikali dengan tahanan maka energi dalam yang dibangkitkan pada resistor menjadi:
P =
I
2
I V
.R =
= V.I
Watt 3.5
Karena energi dalam yang dibangkitkan pada resistor menyebabkan kenaikan temperatur, maka energi dalam tersebut sama dengan energi panas yang dibangkitkan
t U
∆ ∆
Universitas Sumatera Utara
pada tahanan tersebut. Untuk selang waktu tertentu besarnya energi panas yang dibangkitkan pada tahanan tersebut adalah:
H =
P.t =
I
2
Dimana: .R.t
Joule Watt.s 3.6
H =
Energi panas yang dibangkitkan Joule I
= arus yang mengalir di tahanan tersebut Ampere
t =
selang waktu sekon R
= Besarnya resistansi dari tahanan tersebut
Ohm
III. 3. Kapasitas Panas dan Panas Spesifik