dari mekanik menjadi listrik

DARI MEKANIK MENJADI
LISTRIK
PENDAHULUAN
KONSEP DASAR EMISI
ELEKTRON
MACAM-MACAM PERKAKAS
PRINSIP PRINSIP DASAR
PENDAHULUAN
 Energi listrik adalah energi yg telah akrap dengan
peradapan modern.
 Konversi Energi yang paling sering dilakukan dlm
kehidupan sehari-hari Konversi energi dari mekanik
ke listrik.
 Untuk itu membahas konversi energi mekanik ke
listrik, adalah bahasan utama dalam teknik konversi
energi
 Pada umumnya konversi energi mekanik ke listrik
diperlukan untuk pembangkit sumber energi.
 Perkakas Konversi dari Mekanik ke Elektrik =
KONSEP DASAR EMISI
ELEKTRON
Konversi Energi mekanik ke listrik terjadi
berdasar pemanfatan :
1. konsep emisi elektron sekunder dan
2. konsep emisi elektron medan listrik.
KONSEP DASAR EMISI
ELEKTRON
 Emisi Medan Listrik (Field Emission)
Pada katoda dikenakan medan listrik
yang cukup besar sehingga tarikan yang
terjadi dari medan listrik pada
elektron menyebabkan elektron
memiliki energi yang cukup untuk
lompat keluar dari permukaan katoda.
KONSEP DASAR EMISI
ELEKTRON
Emisi Medan Listrik
KONSEP DASAR EMISI
ELEKTRON
Emisi Sekunder
 energi yang menjadi penyebab lepasnya
elektron datang dalam bentuk energi
mekanik yaitu energi yang diberikan
dalam proses tumbukan antara
elektron luar yang datang dengan
elektron yang ada pada katoda
KONSEP DASAR EMISI
ELEKTRON
Emisi Sekunder
MACAM-MACAM
PERKAKAS
 GENERATOR ELEKTROSTATIK
1. Mesin Wimshurst
2. Generator Van de Graaff
 GENERATOR ELEKTROMAGNETIK
1.Dinamo Faraday
2. Dinamo Gramme
GENERATOR
ELEKTROSTATIK
 GENERATOR adalah mesin pembangkit listrik
(konversi dari energi mekanik ke listrik)
 Sebelum hubungan antara magnet dan listrik
ditemukan, generator menggunakan prinsip
elektrostatik
 Elektrostatik adalah cabang fisika yang
berhadapan dengan gaya yang dikeluarkan oleh
medan listrik statik (yaitu, tidak berubah) kepada
sebuah objek bermuatan.
GENERATOR
ELEKTROSTATIK
 Mesin Wimshurst adalah generator elektrostatik
yg menggunakan induksi elektrostatik atau
"influence“ (emisi sekunder)
 Generator elektrostatik Van de Graaff
menggunakan satu dari dua mekanisme:
1. Penyaluran muatan dari elektroda voltase-tinggi
2. Muatan yang dibuat oleh efek triboelectric
menggunakan pemisahan dua insulator
GENERATOR
ELEKTROMAGNETIK
 Pada 1831-1832 Michael Faraday menemukan
bahwa perbedaan potensial dihasilkan antara ujungujung konduktor listrik yang bergerak
"perpendicular" terhadap medan magnet. Dia
membuat generator elektromagnetik pertama
berdasarkan efek ini, menggunakan disk "copper"
berputar antara kutub magnet tapal kuda. Proses ini
menghasilkan arus searah yang kecil
GENERATOR
ELEKTROMAGNETIK
 Dinamo Faraday adalah generator listrik pertama
yang mampu mengantarkan tenaga untuk industri,
dan masih merupakan generator terpenting yang
digunakan pada abad 21.
 Dinamo ini menggunakan prinsip elektromagnetisme untuk mengubah putaran mekanik menjadi
listrik arus bolak-balik. Pertama kali dibuat pada
1832 oleh Hippolyte Pixii, seorang pembuat alat
Prancis. Alat ini menggunakan magnet permanen
yang diputar oleh sebuah "crank".
GENERATOR
ELEKTROMAGNETIK
Dinamo Faraday…..
 Magnet yang berputar diletakaan sedemikian rupa
sehingga kutub utara dan selatannya melewati
sebongkah besi yang dibungkus dengan kawat.
 Pixii menemukan bahwa magnet yang berputar
memproduksi sebuah pulsa arus di kawat setiap kali
sebuah kutub melewati "coil". Lebih jauh lagi,
kutub utara dan selatan magnet menginduksi arus di
arah yang berlawanan. Dengan menambah sebuah
komutator, Pixii dapat mengubah arus bolak-balik
menjadi arus searah
GENERATOR
ELEKTROMAGNETIK
 Dinamo Gramme adalah penyempurnaan dari
Dinamo sebelumnya, karena kedua desain sebelumnya mempunyai masalah yang sama : mereka menginduksi "spike" arus diikuti tanpa arus sama sekali.
 Antonio Pacinotti, seorang ilmuwan Italia, memperbaikinya dengan mengganti "coil" berputar
dengan yang "toroidal", yang dia ciptakan dengan
mebungkus cincin besi.
GENERATOR
ELEKTROMAGNETIK
Dinamo Gramme….
 Dengan demikian sebagian dari "coil" terus melewati magnet, membuat arus menjadi lancar.
 Zénobe Gramme menciptakan kembali desain ini
beberapa tahun kemudian ketika mendesain
pembangkit listrik komersial untuk pertama
kalinya, di Paris pada 1870-an. Desainnya sekarang
dikenal dengan nama dinamo Gramme. Beberapa
versi dan peningkatan lain telah dibuat, tetapi
konsep dasar dari memutar loop kawat yang tak
pernah habis tetap berada di hati semua dinamo
modern
PRINSIP DASAR
 Prinsip dasar genartor elektromagnetik,
memanfaatkan perubahan fluks medan
magnit menimbulkan tegangan
 v = - d(fluks)/dt
 F = il x B (F=gaya, l= panjang
kawat, i=arus yang mengalir di kawat l, B
= fluks medan magnet, x operator cross
vektor )
PRINSIP DASAR
 Pada umumnya generator-generator kecil untuk
mendapatkan tegangan yang memenuhi cukup dengan
magnet permanent. Walaupun magnetnya permanent
tapi fluks di rotor berubah-ubah karena putaran.
 Generator besar pada umumnya menggunakan
elektromagnetik, tapi juga ada yang pakai magnet
permanent di sisi exciter generatornya, hanya saja
tegangannya disini memang cukup kecil < 100 Volt.
 Satu hal lagi yang harus dicatat sifat kemagnetan
magnet permanent dipenguruhi oleh temperatur, kalau
temperaturnya tinggi kuat medan magnetnya akan
TERIMA KASIH
SEMOGA BERMANFAAT