Generator DC Motor DC Sistem Tenaga List

MATERI PERKULIAHAN TEKNIK TENAGA LISTRIK

 WAHYU PUSPA WIJAYA
PTM A1/ 140511602945
 YOGA ADI SAPUTRA
PTM A1/140511602892
 ZAKARIA
PTM A1/ 140511603711

UNIVERSITAS NEGERI MALANG
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK MESIN
PRODI PENDIDIKAN TEKNIK MESIN
Maret 2016

PETA
KONSEP

MOTOR DC
ARUS
SEARAH

(DC)

SISTEM
PEMBANGKI
T TENAGA
LISTRIK

TEKNI
K
TENAG
A
LISTRI
K

GENERATO
R ARUS
SEARAH
(DC)

ENERGI LISTRIK

Energi listrik adalah energi  yang 
berasal dari muatan listrik yang 
menimbulkan medan listrik statis atau 
bergeraknya elektron pada konduktor 
( pengantar listrik ) atau ion ( positif 
atau negatif ) pada zat cair atau 
gas. Listrik memiliki satuan Ampere 
yang disimbolkan dengan A dan 
tegangan listrik yang disimbolkan 
dengan V dengan satuan volt dengan 
ketentuan kebutuhan pemakaian daya 
listrik Watt yang disimbolkan dengan 
W. Energi listrik dapat diciptakan oleh 
sebuah energi lain dan bahkan sanggup 
memberikan energi yang nantinya dapat 
dikonversikan pada energi yang lain.

SUMBER ENERGI LISTRIK
Pengertian sumber energi adalah segala 
sesuatu di sekitar kita yang mampu menghasilkan 

energi. Sedangkan sumber energi listrik adalah 
segala sesuatu yang ada di sekitar kita yang 
mampu menghasilkan energi listrik. Contoh 
sumber energi listrik adalah PLN, accu/aki, baterai 
kering, adaptor dan buah.

1.
2.

3.
4.

5.

CONTOH-CONTOH
SUMBER ENERGI
LISTRIK

Perusahan Listrik Negara ( PLN ) , yaitu melalui pembangkit listrik seperti 
PLTA, PLTS, PLTD atau PLTU.

Accu / Aki , yaitu alat yang dapat menyimpan energi listrik dalam bentuk 
energi kimia. Aki dibedakan menjadi dua jenis yaitu Aki basah / cair dan 
Aki kering. Berdasarkan standar internasional, setiap satu cell Accu 
mempunyai tegangan nominal sebesar 2 Volt. Dengan demikian Accu / Aki 
12 Volt mempunyai cell 6 buah demikian juga dengan Accu / Aki 6 Volt 
yang mempunyai cell 3 buah.
Baterai Kering , yaitu alat yang bisa menyimpan energi listriknya dalam 
zat kimia kering.
Adaptor , yaitu suatu alat elektronik yang terbentuk dari komponen ­ 
komponen elektronika pada sebuah rangkaian regulator yang berfungsi 
untuk menurunkan tegangan tinggi sekaligus merubah tegangan AC 
menjadi DC. Adaptor digunakan sebegai penerus tegangan listrik saat 
pengisisan ( charge battery ) pada perangkat elektronika seperti telepon 
selular, notebook , laptop , dan lain sebagainya.
Buah, Seiring berkembangnya zaman, akhir ­ akhir ini beberapa penelitian 
sudah membuktikan bahwa buah dan tanaman tertentu dapat 
menghasilkan sumber energi listrik meskipun dalam jumlah yang kecil. 
Contohnya kulit pisang dan jeruk.

TEKNIK TENAGA LISTRIK

Teknik tenaga listrik merupakan suatu ilmu 
yang mempelajari konsep dasar kelistrikan dan 
pemakaian alat yang asas kerjanya berdasarkan 
aliran elektron dalam konduktor (arus listrik). 
Arus yang bekerja di dalamnya adalah arus DC 
dan AC. Dalam pengadaannya arus tersebut 
diperoleh melalui Sistem Pengadaan Energi Listrik 
yang terbagi atas:
a. Sistem pembangkit listrik
b. Transmisi 
c. Distribusi

Sistem pengadaan listrik atau
sistem tenaga listrik dapat dilihat
berdasarkan gambar berikut.

Sistem Pembangkit Listrik
Digunakan untuk membangkitkan energi 
listrik melalui berbagai macam pembangkit 
tenaga listrik. Pada sistem ini sumber­sumber 

energi yang berasal  alam diubah melalui 
sistem pengubah energi mekanik 
(generator/turbin) menjadi energi listrik.
Sistem Transmisi
Berfungsi menyalurkan tenaga listrik dari  
pusat pembangkit ke pusat beban  melalui 
saluran transmisi.
Distribusi
Pendistribusian listrik ke konsumen  (pabrik, 
industri, perumahan, dll)

KLASIFKASI SALURAN TRANSMISI
BERDASARKAN TEGANGAN
 Salura Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET) 200 KV­
500KV 
 Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) 30 KV – 150 KV
 Saluran Kabel Tegangan Tinggi (SKTT) 30 KV – 150 KV
Khusus pemasangan di kota­kota besar di Pulau Jawa
 Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) 6 KV – 30 KV
 Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM) 6 KV – 20 KV

 Saluran Udara Tegangan Rendah  (SUTR) 40 Volt – 1000 
Volt
 Saluran Kabel Teganagn Rendah (SKTR) 40 Volt – 1000 
Volt
Perbedaan dasar dengan SUTR adalah posisi pemasangan di 
dalam tanah

PENGELOMPOKAN JARINGAN
DISTRIBUSI1 TENAGA LISTRIK
Keterangan:
1. Daerah  bagian 
pembangkitan
2. Daerah bagian penyaluran 
bertegangan tinggi (HV, 
UHV, EHV)
3. Daerah bagian distribus 
primer bertegangan 
menengah (6 atau 20 kV)
4. Daerah konsumen 
bertegangan rendah 

(instalasi dalam bagunan, 
dll)

2

3

4

PEMBANGKIT LISTRIK
PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air)
 PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap)
 PLTPB (Pembangkit Listrik Tenaga Panas 
Bumi)
 PLTG (Pembangkit Listrik Tenaga Gas)
 PLTS (Pembangkit Listrik Tenaga Surya)
 PLTSa (Pembangkit Listrik Tenaga Sampah)


PLTA (PEMBANGKIT LISTRIK

TENAGA AIR)
Beberapa bagian dari PLTA:
1.

Bendungan, berfungsi menampung air dalam jumlah besar un
tuk menciptakan tinggi jatuh air agar tenaga yang dihasilkan 
juga besar. Selain itu bendungan juga berfungsi untuk 
pengendalian banjir.

2.

Turbin, berfungsi mengubah aliran air menjadi energi mekani
k. Air yang jatuh akan mendorong baling­baling sehingga 
menyebabkan turbin berputar. Perputaran turbin ini 
dihubungkan ke generator. Turbin air 
kebanyakan bentuknya seperti kincir angin.

3.

Generator, dihubungkan dengan turbin melalui gigi­

gigi putar sehingga ketika baling­baling turbin berputar maka 
generator juga ikut berputar. Generator selanjutnya merubah 
energi mekanik dari turbin menjadi energi listrik.

4.

Jalur Transmisi, berfungsi mengalirkan energi listrik dari PL
TA menuju rumah –rumah dan pusat industri. 

SKEMA DAN PRINSIP KERJA

SISTEM KERJA PLTA
1.

2.

Pertama­tama, ada air yang masuk dari sungai/ waduk/ bisa 
juga disebut dengan tandonke turbin melalui suatu alat yang 
dinamakan penstock. Kemudian ada suatu katup pengaman 
yang berguna untuk memberikan atau mengatur aliran air 

dari tempat semula dan masuk ke headrace di tunnel yang 
berfungsi juga untuk menghentikan aliran dari air tersebut.
Kedua, energi yang dihasilkan dari air potensial tersebut 
mampu menggerakkan turbin dan menghasilkan suatu 
energi gerak yang dikonversikan juga menjadi energi listrik 
oleh bantuan generator. Cara kerja pembangkit listrik tenaga 
air sederhana yang selanjutnya yaitu energi listrik dari 
generator tersebut kemudian diatur lalu ditransfer dengan 
alat yang dinamakan main transformer supaya sesuai 
dengan kapasitas dari transmission line yang meliputi 
tegangan, daya dan lainya untuk didistribusikan ke rumah­
rumah warga

KELEBIHAN PLTA
Respon pembangkit listrik yang cepat dalam menyesuaikan 
kebutuhan beban. Sehingga pembangkit listrik ini sangat cocok 
digunakan sebagai pembangkit listrik tipe peak untuk kondisi 
beban puncak maupun saat terjadi gangguan di jaringan.
 Kapasitas daya keluaran PLTA relatif besar dibandingkan 
dengan pembangkit energi terbarukan lainnya dan 
teknologinya bisa dikuasai dengan baik oleh Indonesia.
 PLTA umumnya memiliki umur yang panjang, yaitu 50­100 
tahun.
 Bendungan yang digunakan biasanya dapat sekaligus 
digunakan untuk kegiatan lain, seperti irigasi atau sebagai 
cadangan air dan pariwisata.
 Bebas emisi karbon yang tentu saja merupakan kontribusi 
berharga bagi lingkungan.
 Tidak menyebabkan polusi gas rumah kaca


KELEMAHAN PLTA





Mebutuhkan inventasi yang besar
Membutuhkan lahan yang luas untuk membuat pusat 
listrik yang berkapasitas besar
Penetapan sumber daya angin dan persetujuan untuk 
pengadaan ladang angin merupakan proses yang paling 
lama untuk pengembangan proyek energi angin, dapat 
memakan waktu hingga 4 tahun dalam kasus ladang 
angin yang besar yang membutuhkan studi dampak 
lingkungan yang luas. Memerlukan lapangan yang luas 
dan terbuka (mengurangi areal pertanian dan 
bangunan). mengganggu penerimaan sinyal televisi atau 
transmisi gelombang mikro untuk perkomunikasian. 
Derau aerodinamis merupakan masalah lingkungan, 
oleh karena itu kecepatan perputaran rotor perlu 
dibatasi di bawah 70m/s.

PLTU (PEMBANGKIT LISTRIK
TENAGA UAP)
PLTU atau pembangkit listrik tenaga uap adalah 
pembangkit listrik yang menggunakan uap sebagai fluida 
kerjanya untuk memutar turbin. Turbin memutar 
generator yang membangkitkan listrik. Umumnya PLTU 
menggunakan batubara sebagai bahan bakarnya. Ada juga 
yang menggunakan BBM, tapi saat ini sudah jarang 
karena tidak ekonomis.
Pada PLTU terdapat banyak sekali peralatan. Mulai 
dari valve, pompa, motor, fan, boiler, turbin, generator, dan 
masih banyak lagi dengan jenis yang berbeda­beda. Ada 
beberapa sistem/siklus utama dalam sebuah PLTU: siklus 
air dan uap, siklus air pendingin, sistem pengolahan bahan 
bakar, sistem udara pembakaran, sistem pengolahan air, 
sistem pengolahan air bekas, dan sistem pengolahan abu.

Skema sistem
PLTU

SISTEM/SIKLUS YANG ADA PADA PLTU
1.

2.

3.

4.

Siklus air dan uap itu adalah suatu siklus dimana air diubah fasanya
menjadi uap kering untuk menggerakan turbin, kemudian
dikondensasi kembali menjadi air, dan seterusnya.
Siklus air pendingin, sesuai dengan namanya, untuk pendinginan 
 Terutama digunakan untuk kondensasi uap hasil ekspansi turbin
menjadi air di kondensor. Tergantung dari desain PLTUnya, ada siklus
pendingin yang menggunakan air pendingin dari air laut, ada juga
yang dari air sungai yang telah diolah sebelumnya di sistem
pengolahan air. Kalau yang diambil dari air laut biasanya siklus
terbuka, air dihisap dari laut, digunakan untuk mendinginkan
kondensor, kemudian langsung dibuang ke laut lagi. Kalau yang
diambil dari sungai, ada peralatan yang namanya cooling
towercooling tower ada air yang terbuang dan ada penambahan air
(make up) juga. untuk mendinginkan air pendingin yang sudah panas
karena mendinginkan uap di kondensor. Jadi siklusnya bisa disebut
siklus semi tertutup.
Sistem pengolahan bahan bakar adalah suatu sistem yang mengolah
bahan bakar (batu bara) dari tempat penyimpanan awal (stock pile)
sampai nantinya digunakan untuk pembakaran di boiler.
Sistem udara pembakaran adalah suatu sistem yang berfungsi
menyuplai udara untuk pembakaran. Peralatan utama disana adalah
fan yang berfungsi menghisap udara dari luar dan
menghembuskannya ke dalam boiler untuk pembakaran.

5.

6.

7.

Sistem pengolahan air adalah sistem yang mengolah air baku.
Di PLTU yang mengambil air dari laut, ada
sistem desalination, yakni untuk mengubah air laut menjadi
air tawar, kemudian diolah lagi menjadi air demin (air tanpa
mineral) melalui proses demineralization. Kalau PLTU yang
sumber airnya dari sungai, proses pengolahan awalnya
seperti di PDAM, kemudian sebagian digunakan untuk siklus
pendingin, sebagian lagi untuk dijadikan air demin yang
nantinya digunakan pada siklus air-uap utama.
Sistem pengolahan air bekas mengolah air yang sudah
dipakai sebelum dibuang ke sungai. Tujuannya agar tidak
mencemari lingkungan.
Sistem pengolahan abu adalah sistem yang mengolah abu
hasil pembakaran di boiler. Batubara yang merupakan bahan
bakar PLTU menghasilkan produk limbah berupa
abu, seperti asap pada kendaraan bermotor. Abu yang
dihasilkan sangat banyak. Jika langsung dibuang begitu saja
akan mencemari lingkungan, dan pastinya pengelola PLTU
akan mendapat masalah dengan masyarakat sekitarnya. Oleh
karena itu, ada peralatan yang namanya electrostatic
precipitator (EP) yang fungsinya menangkap abu. Sehingga
abu yang keluar dari cerobong PLTU kadarnya sangat sedikit
dan tidak mencemari lingkungan. Abu yang ditangkap oleh EP
di-drain secara berkala. Abu hasil pembakaran tersebut bisa

PRINSIP KERJA PLTU
1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

Batubara dari luar dialirkan ke penampung batubara dengan conveyor
kemudian dihancurkan dengan the pulverized fuel mill sehingga menjadi
tepung batubara.
Kemudian batubara halus tersebut dicampur dengan udara panas oleh forced
draught fan sehingga menjadi campuran udara panas dan bahan bakar (batu
bara).
Dengan tekanan yang tinggi, campuran udara panas dan batu bara
disemprotkan kedalam Boiler sehingga akan terbakar dengan cepat seperti
semburan api.
Kemudian air dialirkan keatas melalui pipa yang ada dinding Boiler, air
tersebut akan dimasak dan menjadi uap, dan uap tersebut dialirkan ke tabung
boiler untuk memisahkan uap dari air yang terbawa.
Selanjutnya uap dialirkan ke superheater untuk melipatgandakan suhu dan
tekanan uap hingga mencapai suhu 570°C dan tekanan sekitar 200 bar yang
meyebabkan pipa ikut berpijar merah.
Uap dengan tekanan dan suhu yang tinggi inilah yang menjadi sumber
tenaga turbin tekanan tinggi (11) yang merupakan turbin tingkat pertama dari
3 tingkatan.
Untuk mengatur turbin agar mencapai set point, kita dapat menyeting steam
governor valve (10) secara manual maupun otomatis.

8.

9.

10.
11.

12.

13.
14.
15.

Suhu dan tekanan uap yang keluar dari Turbin tekanan tinggi akan sangat berkurang
drastis, untuk itu uap ini dialirkan kembali ke boiler re-heater untuk meningkatkan
suhu dan tekanannya kembali.
Uap yang sudah dipanaskan kembali tersebut digunakan sebagai penggerak turbin
tingkat kedua atau disebut turbin tekanan sedang, dan keluarannya langsung
digunakan untuk menggerakkan turbin tingkat 3 atau turbin tekanan rendah.
Uap keluaran dari turbin tingkat 3 mempunyai suhu sedikit diatas titik didih,
sehingga perlu di alirkan ke condensor agar menjadi air untuk dimasak ulang.
Air tersebut kemudian dialirkan melalui deaerator oleh feed pump untuk dimasak
ulang. awalnya dipanaskan di feed heater yang panasnya bersumber dari high
pressure set, kemudian ke economiser sebelum di kembalikan ke tabung boiler.
Sedangkan Air pendingin dari condensor akan di semprotkan kedalam cooling
tower, dan inilah yang meyebabkan timbulnya asap air pada cooling tower.
kemudian air yang sudah agak dingin dipompa balik ke condensor sebagai air
pendingin ulang.
Ketiga turbin di gabung dengan shaft yang sama dengan generator 3 phase,
Generator ini kemudian membangkitkan listrik tegangan menengah ( 20-25 kV).
Dengan menggunakan transformer 3 phase, tegangan dinaikkan menjadi tegangan
tinggi berkisar 250-500 kV yang kemudian dialirkan ke sistem transmisi 3 phase.
Sedangkan gas buang dari boiler di isap oleh kipas pengisap agar melewati
electrostatic precipitator untuk mengurangi polusi dan kemudian gas yg sudah
disaring akan dibuang melalui cerobong.

PLTP/PLTPB(PEMBANGKIT 

LISTRIK TENAGA PANAS BUMI)
Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi adalah Pembangkit Listrik 
(Power generator) yang menggunakan panas bumi(Geothermal) sebagai 
energi penggeraknya. Indonesia dikaruniai sumber panas bumi yang 
berlimpah karena banyaknya gunung berapi di indonesia,kecuali pulau 
Kalimantan. 
Keuntungan teknologi ini antara lain : bersih, dapat beroperasi pada 
suhu yanglebih rendah daripada PLTN, dan aman, bahkan geothermal 
adalah yang terbersih dibandingkan dengan nuklir, minyak bumi dan 
batu bara. Meskipun tergolong ramah lingkungan, namun beberapa hal 
perlu dipertimbangkan apabila pembangkit listrik tenaga panas bumi 
ingin dikembangkan sebagai pembangkit dengan skala besar adalah 
kandungan uap panas dan sifat fisika dari uap panas didalam reservoir 
dan penurunan tekanan yang terjadi sebagai akibat digunakannya uap 
panas di dalam reservoir. PLTP juga membawa pengaruh yang 
merugikan pada lingkungan dan harus diminimalisasi, antara lain : 
polusi udara, polusi air, polusi suara, dan penurunan permukaan tanah.

CARA KERJA PEMBANGKIT LISTRIK
TENAGA PANAS BUMI (PLTP)
Pada prinsipnya PLTP
merupakan Pembangkit
listrik tenaga uap seperti
pada umumnya. Hanya
untuk PLTP ini uap yang
digunakan bukan berasal
dari boiler tetapi uap
berasal dari dapur di
dalam perut bumi.
Secara sederhana cara
kerja PLTP dapat
digambarkan seperti di
samping:

1.
2.
3.
4.

5.

Air disuntikan kedalam perut bumi dimana terdapat sumber
panas alami melalui injektor.
Air akan mengalami pemanasan dan menjadi uap
bertekanan dan keluar melalui sumur produksi.
Uap yang keluar masih mengandung air sehingga harus
dilakukan pemisahan antara uap dan air pada separator.
Dari sini uap kering akan menuju turbin dan selanjutnya
menjalankan generator untuk digunakan sebagai
pembangkit listrik, sedangkan airnya akan menuju kembali
kedalam injektor.
Setelah uap menyelesaikan tugasnya menggerakan turbin
maka akan menuju kondensor untuk dijadikan air kembali.
Air dari kondensor akan didinginkan pada tangki pendingin
melalui sistim pendinginan udara untuk selanjutnya air
dapat di injeksikan kembali pada sumur injeksi.

PLTG (PEMBANGKIT LISTRIK
TENAGA GAS)
Pembangkit listrik tenaga gas (PLTG) merupakan sebuah 
pembangkit energi listrik yang menggunakan 
peralatan/mesin turbin gas sebagai penggerak generatornya. 
Turbin gas dirancang dan dibuat dengan prinsip kerja yang 
sederhana dimana energi panas yang dihasilkan dari proses 
pembakaran bahan bakar diubah menjadi energi mekanis 
dan selanjutnya diubah menjadi energi listrik atau energi 
lainnya sesuai dengan kebutuhannya.

KEKURANGAN TURBIN GAS
Kekurangan dari turbin gas adalah sifat korosif pada material 
yang digunakan untuk komponen­komponen turbinnya karena 
harus bekerja pada temperature tinggi dan adanya unsure kimia 
bahan bakar minyak yang korosif (sulfur, vanadium dll), tetapi 
dalam perkembangannya pengetahuan material yang terus 
berkembang hal tersebut mulai dapat dikurangi meskipun tidak 
dapat secara keseluruhan dihilangkan. Dengan tingkat efisiensi 
yang rendah hal ini merupakan salah satu dari kekurangan 
sebuah turbin gas juga dan pada perkembangannya untuk 
menaikkan efisiensi dapat diatur/diperbaiki temperature kerja 
siklus dengan menggunakan material turbin yang mampu bekerja 
pada temperature tinggi dan dapat juga untuk menaikkan 
efisiensinya dengan menggabungkan antara pembangkit turbin 
gas dengan pembangkit turbin uap dan hal ini biasa disebut 
dengan combined cycle.

SKEMA SISTEM PLTG

CARA KERJA PLTG
Udara dengan tekanan atmosfir ditarik masuk ke dalam 
compressor melalui pintu, udara ditekan masuk ke dalam 
compressor. Udara ditekan masuk ke dalam ruang bakar 
dengan tekanan 250 Psi dicampur dengan bahan bakar dan 
di bakar dalam ruang bakar dengan temperatur 2000–
3000ᴼF. Gas hasil pembakaran yang merupakan energi 
termal dengan temperature dan tekanan yang tinggi 
suhunya kira­kira 900ᴼC.
Dari energi panas yang dihasilkan inilah kemudian akan 
dimanfaatkan untuk memutar turbin dimana didalam sudu­
sudu gerak dan sudu­sudu diam turbin, gas panas tersebut 
temperature dan tekanan mengalami penurunan dan proses 
ini biasa disebut dengan proses ekspansi. Selanjutnya energi 
mekanis yang dihasilkan oleh turbin digunakan untuk 
memutar generator hingga menghasilkan energi listrik.

PLTS (PEMBANGKIT LISTRIK
TENAGA SURYA)
Sejarah PLTS tidak terlepas dari 
penemuan teknologi sel surya berbasis 
silikon pada tahun 1941. Ketika itu 
Russell Ohl dari Bell Laboratory 
mengamati silikon polikristalin akan 
membentuk buit in junction, karena 
adanya efek segregasi pengotor yang 
terdapat pada leburan silikon. Jika berkas 
foton mengenai salah satu sisi junction, 
maka akan terbentuk beda potensial di 
antara junction, dimana elektron dapat 
mengalir bebas. Sejak itu penelitian untuk 
meningkatkan efisiensi konversi energi 
foton menjadi energi listrik semakin 
intensif dilakukan. Berbagai tipe sel surya 
dengan beraneka bahan dan konfigurasi 
geometri pun berhasil dibuat.

KOMPONEN UTAMA PLTS
Sel surya adalah dioda semikonduktor yang dapat
mengubah cahaya menjadi listrik dan merupakan
komponen utama dalam sistem PLTS.

Gambar sel surya 
sebagai komponen 
utama PLTS

PRINSIP KERJA PLTS
Selain terdiri atas modul­modul sel surya, komponen lain 
dalam sistem PLTS adalahBalance of System (BOS) berupa 
inverter dan kontroller. PLTS sering dilengkapi dengan 
batere sebagai penyimpan daya, sehingga PLTS dapat tetap 
memasok daya listrik ketika tidak ada cahaya matahari.
Pembangkitan energi listrik pada sel surya terjadi 
berdasarkan efek fotolistrik, atau disebut juga efek 
fotovoltaik, yaitu efek yang terjadi akibat foton dengan 
panjang gelombang tertentu yang jika energinya lebih besar 
daripada energi ambang semikonduktor, maka akan diserap 
oleh elektron sehingga elektron berpindah dari pita valensi 
(N) menuju pita konduksi (P) dan meninggalkan hole pada 
pita valensi, selanjutnya dua buah muatan, yaitu pasangan 
elektron­hole, dibangkitkan. Aliran elektron­hole yang 
terjadi apabila dihubungkan ke beban listrik melalui 
penghantar akan menghasilkan arus listrik.

GAMBAR PRINSIP KERJA
SEL SURYA

PLTSA (PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA
SAMPAH)
Pembangkit listrik tenaga sampah ialah sumber energi
listrik yang menggunakan sampah sebagai bahan bakar
penggerak turbin. Tujuan dari sebuah PLTSa ialah untuk
mengkonversi sampah menjadi energi. Pada dasarnya ada
dua alternatif proses pengolahan sampah menjadi energi,
yaitu proses biologis yang menghasilkan gas-bio dan
proses thermal yang menghasilkan panas. PLTSa yang
sedang diperdebatkan untuk dibangun di Bandung
menggunakan proses thermal sebagai proses
konversinya. Pada kedua proses tersebut, hasil proses
dapat langsung dimanfaatkan untuk
menggerakkan generator listrik. Perbedaan mendasar di
antara keduanya ialah proses biologis menghasilkan gasbio yang kemudian dibarak untuk menghasilkan tenaga
yang akan menggerakkan motor yang dihubungkan
dengan generator listrik sedangkan proses thermal
menghasilkan panas yang dapat digunakan untuk

PROSES KONVERSI THERMAL
Proses konversi thermal dapat dicapai melalui beberapa cara, 
yaitu insinerasi, pirolisa, dan gasifikasi. Insinerasi pada dasarnya 
ialah proses oksidasi bahan­bahan organik menjadi bahan 
anorganik. Prosesnya sendiri merupakan reaksi oksidasi cepat 
antara bahan organik dengan oksigen. Apabila berlangsung secara 
sempurna, kandungan bahan organik (H dan C) dalam sampah 
akan dikonversi menjadi gas karbondioksida (CO2) dan uap air 
(H2O). Unsur­unsur penyusun sampah lainnya seperti belerang (S) 
dan nitrogen (N) akan dioksidasi menjadi oksida­oksida dalam fasa 
gas (SOx, NOx) yang terbawa di gas produk. Beberapa contoh 
insinerator ialah open burning, single chamber, open pit, multiple 
chamber, starved air unit, rotary kiln, dan fluidized bed incinerator. 
Pirolisa merupakan proses konversi bahan organik padat 
melalui pemanasan tanpa kehadiran oksigen. Dengan adanya proses 
pemanasan dengan temperatur tinggi, molekul­molekul organik 
yang berukuran besar akan terurai menjadi molekul organik yang 
kecil dan lebih sederhana. Hasil pirolisa dapat berupa tar, larutan 
asam asetat, methanol, padatan char, dan produk gas.

Gasifikasi merupakan proses konversi termokimia padatan organik 
menjadi gas. Gasifikasi melibatkan proses perengkahan dan pembakaran 
tidak sempurna pada temperatur yang relatif tinggi (sekitar 900­1100 C). 
Seperti halnya pirolisa, proses gasifikasi menghasilkan gas yang dapat 
dibakar dengan nilai kalor sekitar 4000 kJ/Nm3. 
Pembangkit listrik tenaga sampah yang banyak digunakan saat ini 
menggunakan proses insenerasi. Sampah dibongkar dari truk pengakut 
sampah dan diumpankan ke inserator. Didalam inserator sampah dibakar. 
Panas yang dihasilkan dari hasil pembakaran digunakan untuk merubah 
air menjadi uap bertekanan tinggi. Uap dari boiler langsung ke turbin. Sisa 
pembakaran seperti debu diproses lebih lanjut agar tidak mencemari 
lingkungan (truk mengangkut sisa proses pembakaran). Teknologi 
pengolahan sampah ini memang lebih menguntungkan dari pembangkit 
listrik lainnya. Sebagai ilustrasi : 100.000 ton sampah sebanding dengan 
10.000 ton batu bara. Selain mengatasi masalah polusi bisa juga untuk 
menghasilkan energi berbahan bahan bakar gratis juga bisa menghemat 
devisa.

SKEMA KERJA PLTSA KONVERSI 
THERMAL

PROSES KONVERSI BIOLOGIS
Proses konversi biologis
dapat dicapai dengan cara
digestion secara anaerobik
(biogas) atau tanah urug
(landfill). Biogas adalah
teknologi konversi biomassa
(sampah) menjadi gas
dengan bantuan mikroba
anaerob. Proses biogas
menghasilkan gas yang
kaya akan methane dan
slurry. Gas methane dapat
digunakan untuk berbagai
sistem pembangkitan
energi sedangkan slurry
dapat digunakan sebagai
kompos. Produk dari
digester tersebut berupa
gas methane yang dapat
dibakar dengan nilai kalor

Apakah
GENERATOR
itu?????

GENERATOR 

GENERATOR adalah seperangkat sistem atau alat
yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik.
Dengan induksi elektromagnetik.

ENERGI MEKANIK

adalah jumlah energi dalam sistem
mekanis atau kelompok benda yang berinteraksi berdasar prinsip
mekanik dasar. Suber tenaga mekanik yang diubah menjadi listrik
berasal dari air, angin, uap, nuklir, dll (sumber pembangkit)
ilmualam.net.

ENERGI LISTRIK

adalah energi utama yang dibutuhkan
untuk berbagai peralatan listrik yang tersimpan dalam arus
(Ampere), tegangan listrik (Volt)dan dengan ketentuan kebutuhan
konsumsi daya listrik (Watt). Energi listrik yang dihasilkan bisa
berupa arus DC atau AC. Pada kesempatan ini akan dibahas LEBIH
khusus mengenai GENERATOR DC.

DEFINISI GENERATOR DC
GENERATOR DC adalah alat yang mengubah energi mekanik
dinamis menjadi energi listrik berauskan DC (arus searah).
Dihasilkan melalui proses induksi yang terjadi pada kawat yang
melingkari dua kutub (Utara dan Selatan). Perpotongan garisgaris gaya di dalamnya mengakibatkan induksi magnet.
Arus yang dihasilkan berupa bolak-balik yan kemudian diubah
menjadi arus searah dengan dua sekat lempengan logam setengah
lingkaran (komutator). Besar GGL induksi tergantung pada garis
gaya yang dipotong tiap sekon.

KONSTRUKSI 
GENERATOR DC
Secara umum generator DC dibagi atas dua bagian utama:

1. ROTOR

adalah bagian generator yang bergerak atau berputar.
Terdiri atas:
 Poros jangkar 
(armatur)
 Jangkar (angker)
 Lilitan Jangkar
 Komutator

 POROS JANGKAR

Tempat diletakkannya seluruh kompenen rotor yang nanti secara bersamaan akan
berputar dengan poros. Poros bersama inti rotor juga memiliki fungsi sebagai jalan atau
jalur fluks yang telah dibangkitkan oleh kuparan medan

 JANGKAR

Jangkar pada generator DC berbentuk silinder yang diberi alur-alur sebagai tempat
pelilitan kumparan –kumparan jangkar . Pada kumparan tersebut akan terbentuk induksi
magnet atau GGl induksi. Umumnya jangkar terbuat dari bahan yang kuat, memiliki sifat
feromagnetik dengan permiabilitas yang lumayan besar. Permiabilitas yang besar
ditujukan agar lilitan jangkar terletak pada induksi megnet yang besar sehingga mampu
mengahasilkan GGl induksi yang besar pula

 LILITAN JANGKAR

Lilitan jangkar terdiri atas bahan tembaga yang berisolasi email. Ditempatkan pada alur
jangkar berbentuk lilitan jangkar generator. Hal tersebut juga bergantung pada
karakteristik generator. Fungsi dari lilitan jangkar adalah sebagai tempat penyaluran dan
terbentuknya GGL induksi.

 KOMUTATOR

Komutator dipres pada poros anker. Terdiri atas segmen-segmen dari tembaga yang
berbentuk irisan memanjang searah dengan poros. Kemudian diisolasi dengan mika atau
phenolic resin pada masing-masing sisi. Komumtator juga dihubungkan dengan
kumparan anker dengan tujuan membentuk rangkaian kontinyu. Fungsi komutator adalah
menyearahkan aru bolak-balik menjadi arus searah yang akan digunakan pada beban
kelistrikan kendaraan.

2. STATOR

adalah bagian generator yang statis atau diam.

Secara umum bagian stator trdiri atas:
 Rumah/Bingkai/ kerangka generator
 Kutub utama beserta lilitan
 Kutub sepatu
 Bantalan poros
 Sikat
 Papan Terminal

 RUMAH/BINGKAI/KERANGKA GENERATOR
Tempat pemasangan komponen-komponen generator terutama pemasangan inti kutub utama

 KUTUB UTAMA BESERTA LILITAN

Kutub utama terbuat dari bahan yang sama dengan jangkar generator DC. Dibentuk dan dilitkan pada
penghantar dan kemudian diisolasi. Keguanaan utamanya adalah untuk menyalurkan medan magnet
dari kutub utara ke kutub selatan. Sedangkan lilitan kutub utama terdiri dari bahan penghantar
berisolasi email yang memberikan penguatan medan pada sepatu kutub.

 KUTUB SEPATU

Bisa juga dikatakan sepatu kutub. Merupakan magnet tetap yang diletakkan di bawah kutub utama.
Kegunaannya untuk memberikan medan magnet awal yang kemudian diperkuat oleh kutub utama
berdasarkan besar kecilnya arus yang mengalir pada kutub utama

 BANTALAN POROS

Kegunaannya sebagai tempat berputarnya poros

 SIKAT

Terdiri dari beberapa campuran logam. Fungsinya sebagai jembatan bagi aliran arus dari lilitan
jangkar menuju beban.

 PAPAN TERMINAL

Merupakan tempat ujung-ujung lilitan generator yang dihubungkan dengan baut. Kegunaanya untuk
menghubungkan lilitan yang terdapat pada generator sehingga keperluan energi dapat terpenuhi
didapat dari hasil proses kerja generator yang diambil melalui baut-baut pada terminal.

JENIS­JENIS JANGKAR pada 
GENERATOR DC

Sesuai gambar di atas 
1. Gambar kiri adalah Belitan 
komutator gelombang yang bercirikan 
a = 2.
2. Gambar kanan adalah belitan 
komutator gelung yang bercirikan a=P

a = Jumlah pararel 
jangkar
P = Jumlah kutub 
magnet 

PRINSIP KERJA 
GENERATOR DC
 Pada dasarnya  prinsip  kerja generator DC didasarkan atas dua hukum 

berikut:

1.HUKUM FARADAY

Menurut percobaan Faraday, sifat magnet timbul karena listrik, maka 
sebaliknya pun bisa. Percobaan Faraday  menyimpulkan  bahwa selama 
magnet digerakkan, dalam kumparan akan terjadi arus lisrik.  Arus ini 
disebut arus induksi karena diperoleh dari induksi elektromagnetik. 
Sedangkan beda tegangannya disebut GGL (Gaya Gerak Listrik). Konsep 
Faraday juga dapat dinyatakan dengan rumus berikut:

e = ­ N d / dt

Keterangan :
N : jumlah lilitan
e  : GGL (gaya gerak listrik
 fluks magnet
Percobaan Faraday

2. HUKUM LENZ

Lenz mengatakan bahwa, “Arah arus induksi dalam suatu pengantar 
sedemikian, sehingga menghasilkan medan magnet yang melawan 
perubahan gaya yang menimbulkannya”. 
Dari hukum tersebut dapat dikatakan juga bahwa arus listrik yang 
diberikan oleh penghantara rotor  dapat menimbulkan elektromagnetik 
yang sifatnya melawan putaran yang akhirnya menimbulkan GGL (Gaya 
Gerak Listrik). Perlu diingat pula bahwa GGL yang dibangkitkan tersebut 
mengahasilkan arus jangkar.

Arah gaya magnet berdasar HUKUM 
LENZ

Berdasarkan kedua hukum tersebut diperoleh 
syarat dan cara penentuan Tegangan GGL 
beserta Arah Arus.
Syarat untuk mendapatkan tegangan 
GGL:

Penentuan ARAH ARUS , 
berlaku kaidah tangan Kanan:

Berdasarkan arah 
gaya magnet hukum 
Lenz

 Memiliki konduktor (hantaran 
kawat)
 Memiliki medan magnet
 Terdapat fluks yang mampu merubah 
dan memotong konduktor tsb.

Keterangan:
 Ibu jari : gerak perputaran
 Panah dari N ke S adalah 
medan magnet kutub U dan S
 Empat jari: besaran  arus I 
dan galvanis tegangan U

Ketika syarat pembangkitan tegangan induksi terpenuhi, 
maka berikut adalah  proses pembangkitannya

 Di atas adalah gambar rotor yang sedang berputar dan tengah berada dalam 
pengaruh medan magnet.  Kondisi ini  menyebabkan terjadinya perpotongan 
medan magnet oleh lilitan kawat pada rotor. Peprpotongan medan magnet 
inilah yang menimbulkan tegangan induksi (GGL). 
 Tegangan induksi akan diperoleh dengan jumlah yang besar ketika posisi 
rotor seperti gambar (a) dan (c) . Hal ini dikarenakan  pada posisi tersebut 
terjadi proses perpotongan medan magnet secara maksimum oleh 
penghantar. Sedangkan posisi (b) tidak akan menghasilkan tegangan 
induksi, karena posisi tersebut adalah posisi netral  yang mana tidak terjadi 
perpotongan medan  magnet.

Proses pembangkitan seperti gambar sebelumnya di 
dapatkan melalui dua cara yakni:
1. Menggunakan cincin­seret  dan menghasilkan arus 
bolak­balik
2. Menggunakan komutator dan menghasilkan tegangan 
DC

Cincin 
Seret
Gambar 1 adalah rotor yang 
dipasang pada cincin seret; 
Gambar 2 adalah rotor yang 
dipasang pada komutator

 Rotor dari hasil cincin seret 
mengahsilkan GGl bolak­balik 
yang disearahkan oleh 
komutator menjadi tegangan DC
 Besarnya GGL sebanding 
dengan banyaknya putaran dan 
arus penguat medan

JENIS­JENIS 
GENERATOR

 

Berikut adalah persamaan­persamaan yang umum 
digunakan pada perhitungan generator DC.

 (*)
 Keterangan:
 Ingat bahwa…..  !!!!!!!

Sehingga…

 (*) Bentuk persamaan jika ɸ (Weber), 
jika  ɸ (max well) maka pada 
persamaan harus dikalikan  

Ea
V
z
N
a
ɸ

: Gaya Gerak Listrik (GGL)
: Tegangan Terminal Generator D
: jumlah penghantar total
: kecapatan putar (Rpm)
: jumlah pararel jangkar
: fluks  per kutub
: arus jangkar
: tahanan jangkar

Generator DC penguat TERSENDIRI
Generator jenis  ini 
memiliki lilitan medan 
magnet yang 
dihubungkan ke sumber 
DC yang secara listrik 
tidak tergantung dari 
mesin.

 

 

 

 

 Dimana:

…
… (*)
… (**)
Dan 

Nb:
(*) Rugi sikat diabaikan  = 0
(**) Rugi sikat diperhitungkan  

 

 

 KETERANGAN GAMBAR dan 

PERSAMAAN:
 = GGl yang dibangkitkan 
generator DC
  =  tegangan pemakai/ beban/ luar
 =  rugi tegangan setiap sikat
 =  tahanan anker
  =  tahanan luar
 =  tahanan penguat kutub magnet
  =  arus listrik belitan anker
  = arus listrik pada pemakai
  =  arus listrik penguat kutub 
magnet
  = rugi tegangan kumparan anker

 

 

 

 

 

 

Generator DC penguat 
SENDIRI

Generator jenis  ini memiliki lilitan medan magnet yang dihubungkan 
ke sumber DC yang secara listrik tergantung dari mesin atau dengan 
kata lain mengambil dari mesin itu sendiri.

1. GENERATOR SERI
RL
IL

V

IL

IL
Ra

G

=
Ia

Ra

Rd
Id

Diagram Arus Listrik

VL

Rs

Rs
Is

Ea
Vs

G

Is

=

Rd

Ia

Id

RL

IL

Vd
Diagram Tegangan Listrik

PERSAMAAN BERDASARKAN GRAFIK D.A.L dan D.T.L
 
•
•
•
•
•  

(GGl yang dibangkitkan generator)
(Rugi tegangan dalam jangkar)
(Rugi tegangan dalam belitan penguat kutub magnet)
(Tegangan beban)
(Tegangan terminal generator DC)
 …………………….. (1)
……………….. (2)
(1) dan(2), maka 
Berdasarkan persamaan tersebut, maka diperoleh…
Jika rugi sikat diperhitungkan, () maka..

2. GENERATOR SERI DENGAN TAHANAN DIVERTOR
RL
IL

V

IL

IL
Ra

G

=
Ia

Ra

Rd
Id

Diagram Arus Listrik

VL

Rs

Rs
Is

Ea
Vs

G

Is

=

Rd

Ia

Id

RL

IL

Vd
Diagram Tegangan Listrik

Keterangan:
 
  =  tegangan pemakai/ beban/ luar
  =  arus listrik  penguat kutub magnet
  =  tahanan luar
   = arus listrik pada DIVERTOR
 =  tahanan anker
(Rugi tegangan dalam jangkar)
  =  tahanan  penguat kutub magnet
  rugi teg. Penguat kutub magnet
 =  tahanan DIVERTOR
  =  arus listrik belitan anker
  = arus listrik pada pemakai

PERSAMAAN BERDASARKAN GRAFIK D.A.L dan D.T.L
 

 Tahanan divertor   dan Tahanan penguat kutub magnet  dipasang 
PARAREL, maka…

 
……………………..
(1)
………………..
(2)
(1) dan(2), maka 
Berdasarkan persamaan tersebut, maka diperoleh…
Jika rugi sikat diperhitungkan, () maka..

3. GENERATOR SHUNT
RL

Ea
V

IL
IL

Ra

G
If

RL

IL
Ra

=I
a

Rf
If

Diagram Arus Listrik

G
If

VL

=I
a

IL
Rf
If

Vf

Diagram Tegangan Listrik

Pada generator shunt penguat eksitasi terhubung pararel dengan rotor. Tegangan
awal generaor diperoleh dari sisa medan magnet pada stator. Perptuaran medan
magnet rotor yang lemah akan membangkitkan dan memperkuat medan magnet
stator hingga dicapai angka tegangan nominal yang diinginkan.

 Keterangan:

  =  tegangan pemakai/ beban/ luar
  =  tahanan luar
  = arus listrik pada pemakai
 =  tahanan anker
  =  arus listrik belitan anker
(Rugi tegangan dalam jangkar)
(GGl)
  =  rugi tegangan  pada kumparan magnet shunt
  =  tahanan kumparam magnet shunt
  = arus listrik kumparan magnet shunt

PERSAMAAN BERDASARKAN GRAFIK 
D.A.L dan D.T.L
  Berdasarkan alur jalannya arus dari sebelah
a. Kanan, maka  ( )
b. Kiri, maka 
()
 Sedangkan untuk tegangan, jika dianalogikan seperti gambar berikut
A

RL
IL

IL

A
If

B Maka, atau   
 
IL

Ra

G

=I
a

B
If

Rf

A

If

Diagram Arus Listrik

B

 
………………..(1)
………………………………………(2)
……………………………………..(3)
Berdasarkan ketentuan tegangan di atas , 
maka untuk mencari Ea adalah
 (1) dan (2)
 = 
 
 (1) dan  (3)
 = 
 

GENERATOR SHUNT dengan TAHANAN  RHEOSTAT

 
Keterangan:
  =  tegangan pemakai/ beban/ luar
  =  tahanan luar
  = arus listrik pada pemakai
 =  tahanan anker
  =  arus listrik belitan anker
(Rugi tegangan dalam jangkar)
  = (Tegangan terminal generator DC)
(GGl yang dibangkitkan generator)

 
  =  tahanan kumparam magnet shunt
  = arus listrik kumparan magnet shunt
  =  rugi tegangan  pada kumparan magnet 
shunt
  =  tahanan rheostat
  = arus listrik rheostat
  =  rugi tegangan  pada  rheostat

PERSAMAAN BERDASARKAN GRAFIK 
D.A.L dan D.T.L

  Berdasarkan alur jalannya arus dari sebelah
a. Kanan, maka  ( )
b. Kiri, maka 
()
Nb:  Perlu diingat  bahwa  (karena pemasangan seri)

A

A

A

B

B

B

 

Maka, atau   
 
………………..(1)
………………………………………(2)
……………….(3)
Berdasarkan ketentuan tegangan di atas , maka 
untuk mencari Ea adalah
 (1) dan (2)
 = 
 
 (1) dan  (3)
 = 
 

5.  GENERATOR DC KOMPON
Merupakan salah satu jenis generator penguat sendiri 
yang memilki dua eksitasi, yaitu eksitasi penguat kutub 
magnet seri dan eksitasi penguat kutub magnet shunt. 
a. Generator Kompon Panjang
RL

A

IL

Vs

V

VL
RL

IL

IL

A
If

Ea

C

Ra

Rs

G

C

=I

Is
If

a

Rf

A
If
Diagram Arus Listrik

C

Ra

A

G

=I
a

Rs

B

Is

IL

C

Rf
If

Vf

Diagram Tegangan Listrik

A

 Keterangan:

  =  tegangan pemakai/ beban/ luar
  =  tahanan luar
  = arus listrik pada pemakai
  =  tahanan kumparam magnet shunt
  = arus listrik kumparan magnet shunt
  =  rugi tegangan  pada kumparan magnet shunt
  =  tahanan  penguat kutub magnet
  =  arus listrik  penguat kutub magnet
  rugi teg. Penguat kutub magnet
 =  tahanan anker
  =  arus listrik belitan anker
(Rugi tegangan dalam jangkar)
  = (Tegangan terminal generator DC)
(GGl yang dibangkitkan generator)

PERSAMAAN BERDASARKAN GRAFIK 
D.A.L dan D.T.L

  Berdasarkan alur jalannya arus dari sebelah
a. Kanan, maka  ( )
b. Kiri, maka 
()
Nb: Perlu diingat bahwa (karena pemasangan seri)
 ………………..(1)
………………………………….(2)
………………………………….(3)

Berdasarkan ketentuan tegangan di 
atas , maka untuk mencari Ea 
adalah
 

  (1) dan (2)
 = 
 (1) dan (3) 
 = 

b. Generator Kompon Pendek
RL
IL

V

VL
RL

Rs

IL
Ra

Rs

G
If

Ea
Vs

=
Ia

Is
If

Rf
If

Diagram Arus Listrik

Ra

G

=
Ia

Is

IL
Rf
If

Vf

Diagram Tegangan Listrik

Perbedaan kompon pendek dan panjang terletak pada penyambungan 
tahanan penguat shunt. Tahanan tersebut akan dirangkai pararel 
menyambung dengan batas antara tahanan jangkar dan tahanan penguat 
kutub seri. 

 Keterangan:

  =  tegangan pemakai/ beban/ luar
  =  tahanan luar
  = arus listrik pada pemakai
  =  tahanan kumparam magnet shunt
  = arus listrik kumparan magnet shunt
  =  rugi tegangan  pada kumparan magnet 
shunt
  =  tahanan  penguat kutub magnet
  =  arus listrik  penguat kutub magnet
  rugi teg. Penguat kutub magnet
 =  tahanan anker
  =  arus listrik belitan anker
(Rugi tegangan dalam jangkar)
  = (Tegangan terminal generator DC)
(GGl yang dibangkitkan generator)

PERSAMAAN BERDASARKAN GRAFIK 
D.A.L dan D.T.L
  Berdasarkan alur jalannya arus dari sebelah
a. Kanan, maka  ( )
b. Kiri, maka 
()
Nb: Perlu diingat bahwa 
V

Ea
Vs

V
L

RL

Rs
Ra

G

=
Ia

Is

IL
Rf
If

Vf

Diagram Tegangan Listrik

 
………………..(1)
……………………………(2)
…………………………………(3)
Berdasarkan ketentuan tegangan di 
atas , maka untuk mencari Ea 
adalah
  (1) dan (2)
 = 
 (1) dan (3) 
 = 

DIAGRAM DAYA DAN 
EVISIENSI
KUMPARAN SHUNT

P in

A

Pem

B

Ia

C
D

F

P

n

 
Keterangan
A
= Rugi­rugi putaran tanpa beban
B
= Rugi­rugi beban
C
= Rugi­rugi kumparan angker  
D
= Rugi­rugi motor sikat  
F
= Rugi­rugi kumparan shunt 
Pin
Pb 
Pem
Pcu
Pn

= Daya input
= Rugi besi dan gesekan  (AB)
=  Daya elektro magnet 
= Rugi tembaga (CDF)
= Daya out put 

KUMPARAN SERI

P in

Pem

A
B
C

Ia

D
E

P

n

 
Keterangan
A
= Rugi­rugi putaran tanpa beban
B
= Rugi­rugi beban
C
= Rugi­rugi kumparan angker  
D
= Rugi­rugi motor sikat  
E
= Rugi­rugi kumparan seri  
Pin
Pb 
Pem
Pcu
Pn

= Daya input
= Rugi besi dan gesekan (AB)
=  Daya elektro magnet 
= Rugi tembaga (CDE)
= Daya out put 

KUMPARAN KOMPON

P in

Pem

A
B
C

Ia

D
E
F

P

n

 
Keterangan
A
= Rugi­rugi putaran tanpa beban
B
= Rugi­rugi beban
C
= Rugi­rugi kumparan angker  
D
= Rugi­rugi motor sikat  
E
= Rugi­rugi kumparan seri  
F
= Rugi­rugi kumparan shunt 
Pin
Pb 
Pem
Pcu
Pn

= Daya input
= Rugi besi dan gesekan  (AB)
=  Daya elektro magnet 
= Rugi tembaga (CDEF)
= Daya out put 

Persamaan menurut Diagram Daya 
Efisiensi





Pin
Pem
Pb
Pcu

= Pem + Pb
= Pn + Pcu
= Pin – Pem
= Pem – Pn

 

TORSI 
JANGKAR

 
Hubungan Kerja dengan Torsi 
Angker

 
Pada gambar di atas sebuah jangkar 
generator yang memiliki jari jari (R) dan 
sebuah gaya keliling yaitu F. 
Berdasarkan hal tersebut maka usaha 
atau kerja jangkar dapat dihitung :
 Hubungan dengan jarak putar
 Jarak (untuk satu putaran )
 Hubungan dengan waktu putar
 (untuk 1 menit  dalam Rpm)
 (untuk 1 detik dalam Rps

 
Kerja yang terjadi pada jangkar 
sebanding dengan daya armatur 
(Pem)
 x  
Sehingga….

 Berdasarkan persamaan berikut

Maka perhitungan tersebut dapat dikonversikan 
menuju satuan British (lb.ft) atau CGS (kg. m)
 
 KONVERSI

SATUAN

  Britsh

 CGS

 Jika  dan Ea dijabarkan berdasarkan rumusan awal yaitu , 

maka akan dihasilkan…
 

 Perlu diingat untuk satuan Britsah 
dan CGS juga mengkuti!!!!
• British

• CGS

TORSI POROS
Torsi jangkar menyebabkan generator mengeluarkan daya output atau 
Pn yang mana menimbulkan torsi bagi poros. Torsi poros biasa disebut 
sebagai Ts atau Tsh
Daya torsi  yang dihasilkan bisa berupa daya kuda yang biasa disingkat 
BHP (Break Horse Power) atau daya kuda rem
 

 Hubungan BHP dan daya input Pin

 
 
 Nm

 
Untuk satuan Bristish dan CGS maka 
rumus menjadi

MOTOR LISTRIK
Apa yang dimaksud 
MOTOR LISTRIK?

Motor listrik adalah alat yang dapat 
mengubah energi listrik menjadai energi 
mekanik.
Dasar kerja motor dapat diasumsikan juga 
seperti alat pengukur listrik yaitu 
perputaran kumparan berarus istrik pada 
medan magnet.

MOTOR DC
MOTOR DC adalah jenis motor listrik 
yang bergerak menggunakan smber 
tegangan DC.
Perubahan energi yang terjadi adalah 

KONSTRUKSI MOTOR DC

Keterangan:

1. Badan rangka, merupakan sarana pendukung mekanik untuk 
mesin secaa menyeluruh (rumah mesin). Membawa fluks 
magnet yang dihasilkan kutub­kutub.
2. Kutub merupakan medan penguat magnet yang terdiri atas 
inti kutub dan sepatu kutub. Sebagai pendukung mekanik 
untuk kumparan penguat medan magnet.
3. Inti jangkar digunakan sebagai tempat melilitnya kumparan 
kumpran penghasil GGL induksi
4. Kumparan jangkar, tempat penghasil GGl induksi.
5. Kumparan medan, tempat pembangkitan fluks yang dipotong 
oleh konduktor jangkar.
6. Komutator, penghubung arus dari konduktor jangkar. 
Fungsinya sebagai penyearah arus.
7. Sikat­Sikat, digunakan sebagai jembatan bagi aliran arus ke 
kumparan jangkar.

PRINSIP KERJA  MOTOR DC
 Secara sederhana dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran 
pada motor DC. 
 Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan kumparan motor DC 
yang menggerakkan bearing pada ruang diantara kutub medan : kutub 
Utara dan kutub Selatan. 
 Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub­kutub 
dari utara ke selatan. 
 Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau 
lebih elektromagnetik. Elektromagnetik menerima listrik dari sumber 
daya dari luar sepagai penyedia struktur medan. 
 Bila arus masuk menuju kumparan motor DC, maka arus ini akan 
menjadi elektromagnetik. 
 Kumparan motor DC yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as 
penggerak untuk menggerakkan beban.

Arus dalam MOTOR DC

Gaya dalam MOTOR DC

Medan Magnet dalam MOTOR DC

Untuk lebih jelasnya prinsip arah putar pada motor DC 
dapat menggunakan kaidah tangan kiri.

 Kutub magnet akan 
menghasilkan medan magnet 
dari arah kutub Utara ke 
Selatan.
 Medan magnet akan emotong 
kawat penghantar yang dialiri 
arus listrik (ditunjukkan oleh 
empat jari)
 Akibatnya akan timbul gaya 
gerak listrik yang searah 
dengan ibu jari
 
Dapat ditunjukkan dengan rumus 
berikut:

JENIS­JENIS 
MOTOR DC

Motor DC

Motor DC
penguat
TERSENDIRI

Motor Seri

Motor DC
penguat SENDIRI

Motor Shunt
Motor
Kompon

Motor K.
panjang
Motor K.
pendek

 Dalam perhitungan motor DC terdapat beberapa ketentuan umum 

yang digunakan sebagai pedoman dalm perhitungan lanjutan:

• Dalam motor DC tegangan  berlawana arah dengan , sehingga 
nilai     
• Persamaan umum dalam perhitungan  dalam motor DC adalah
……
……
• Setiap selesai perhitungan GGl, maka dapat dicari besar nilai 
daya menggunakan  rumus GGl tersebut
….. 
         x 
…... 
……
• Untuk mencari  dapat berdasarkan jumlah kutub manet dan 
jumlah pararel jangkar dapat menggunakan rumus berikut:
  

 

Keterangan:
Ea: Gaya Gerak Listrik (GGL)
V : Tegangan Luar
z : jumlah penghantar total
N : kecapatan putar (Rpm)
a : jumlah pararel jangkar
ɸ : fluks  per kutub
: arus jangkar
: tahanan jangkar
: daya input
: daya mekanik setara dengan daya 
listrik yang timbul dalam jangkar 
: daya kawat tembaga

MOTOR DC PENGUAT
TERSENDIRI
Motor DC penguat tersendiri atau bisa 
disebut sebagai motor DC tanpa penguat 
medan. Disebut demikian dikarenakan arus 
untuk lilitan kutub magnet berasal dari 
sumber arus DC yang terletak di luar motor.
VL
 Dimana, 
Tetapi,
Sehingga… 1.……
 … 2.……
 Daya yang diperoleh
….. 
         x 
…... 
……

n

IL
  

IL

Ea

Ia

Note
Rumus tersebut digunakan jika nila 
Vsi bernilai 0. Jika tidak, maka 
ditambahkan pada rumus 1.  …+ 2Vsi

K