dasar-dasar listrik arus ac

BAB X
DASAR-DASAR LISTRIK ARUS AC
Tujuan Pembelajaran :
-
Memahami Dasar-dasar listrik AC
-
Mengetahui prinsip kerja dan kontruksi Generator
A. PERBEDAAN AC DAN DC
Perbedaan arus bolak-balik dan arus searah sebagai berikut :
AC
DC
Mempunyai frequensi
tidak mempunyai frekuensi
Mempunyai beda phase
tidak mempunyai beda phase
Berkekuatan tinggi
berkekuatan lemah sampai sedang
Alasan – alasan mengapa arus AC banyak digunakan :
1. AC generator tidak mempunyai commutator sehingga memungkinkan untuk
menghasilkan tenaga besar dgn kecepatan tinggi.
2. Tegangan generator dapat dinaikkan dan diturunkan sesuai kebutuhannya
melalui step up transformator.
3. Motor induksi AC lebih ekonomis dibandingkan dgn motor arus searah.
B. GENERATOR
GENERATOR bekerja berdasarkan prinsip induksi elektro magnet oleh
Faraday. Generator adalah mesin yang mengubah energi kinetic menjadi energi
listrik.
Prinsip kerja generator adalah menghasilkan arus listrik induksi dengan cara
memutar kumparan di antara celah kutub utara – selatan sebuah magnet.
Pada generator AC terdapat dua buah cinicin luncur yang berhubungan dengan
tiap cincin berhubungan dengan tiap ujung kumparan.
Pada generator DC hanya terdapat sebuah cincin yang terbelah di tengahnya
disebut cincin belah ( komutator ).
1
Generator yang menghasilkan arus listrik bolak-balik disebut generator arus bolakbalik (generator AC) atau alternator. Generator yang menghasilkan arus listrik
searah disebut generator arus searah (generator DC).
Sewaktu kumparan pada Gambar B.1 diputar dalam medan magnetik yang
dihasilkan di antara celah kutub utara-selatan, satu sisi kumparan (sisi ab) bergerak
ke atas, sedangkan sisi lainnya (sisi cd) bergerak ke bawah. Supaya sisi-sisi
kumparan bergerak seperti ini, arus listrik induksi yang dihasilkan pada sisi ab
haruslah dari a ke b dan pada sisi cd haruslah dari c ke d. Arus induksi ini
menyebabkan galvanometer menyimpang ke kiri.
Gambar B.1
Setelah seperempat putaran, posisi kumparan adalah seperti pada Gambar 5.10.
Pada posisi vertikal ini, garis-garis gaya magnetik yang dipotong oleh kumparan
sudah mencapai maksimum sehingga pada saat itu tidak terjadi perubahan garisgaris gaya magnetik yang dipotong oleh kumparan. Ini mengakibatkan pada ujungujung kumparan tidak timbul ggl induksi sehingga arus induksi otomatis tidak
mengalir melalui kumparan dan galvanometer menunjuk nol.
Gambar B.2
Gambar B.3
2
Setelah setengah putaran,posisi kumparan seperti pada gambar B.3
Sisi ab yang pada gambar B.1 bergerak ke atas sekarang bergerak ke bawah,
sedangkan sisi cd yang pada Gambar B.1 bergerak ke bawah sekarang bergerak
ke atas. Arus listrik yang mengalir pada sisi ab sekarang adalah dari b ke a
(berlawanan dengan Gambar B.1), sedangkan arus pada sisi cd adalah dari d ke c
(juga berlawanan dengan Gambar B.1). Tampak jarum galvanometer menyimpang
ke kanan (berlawanan dengan Gambar B.1).
Setelah tiga perempat putaran, posisi kumparan kembali vertikal dan arus
induksi tidak mengalir melalui kumparan, seperti pada Gambar B.2. Setelah satu
putaran lengkap, posisi kumparan kembali seperti semula (Gambar B.1).
Jadi, dengan memutar kumparan dalam medan magnetik kita peroleh arus listrik
induksi yang mengalir melalui kumparan dan rangkaian luar, yang ternyata bolakbalik. Pada suatu selang waktu tertentu arus listrik mengalir ke suatu arah tertentu
dan pada selang waktu lainnya arus listrik mengalir ke arah yang berlawanan.
Besar arus listrik pun berubah-ubah. Arus listrik yang besar dan arahnya selalu
berubah-ubah ini disebut arus listrik bolak-balik atau AC (alternating current). Arus
listrik yang arahnya tetap disebut arus listrik searah atau DC (direct current).
Sebuah generator AC sederhana ditunjukkan pada Gambar B.4 Generator AC
dikenal juga dengan sebutan alternator.
Gambar B.4
Alternator sederhana ini digunakan untuk menjalankan sebuah lampu pijar kecil
yang dihubungkan di ujung-ujung terminal. Seperti pada percobaan sebelumnya,
dengan
memutar
kumparan
maka
ggl
bolak-balik
diinduksikan,
dan
ini
menyebabkan arus listrik bolak-balik mengalir. Kumparan dihubungkan ke
3
rangkaian luar oleh dua sikat karbon yang bersentuhan dengan dua cincm luncur
dari tembaga yang dipasang di kedua kumparan.
Untuk memperoleh ggl atau arus induksi pada gambar di atas dapat diperbesar
dengan 4 cara :




Memakai kumparan dengan lilitan banyak
Memakai magnet yang lebih kuat
Melilit kumparan pada inti besi lunak
Memutar kumparan lebih cepat
C. GENERATOR BOLAK-BALIK (AC)
1. Hukum / kaidah generator AC
4
2. Kontruksi generator
3. Rotor pada Generator
5
D. MOTOR ARUS AC (MOTOR INDUKSI)
Rotor diode plate
Arah induksi motor
1. Hukum / kaidah tangan kanan pada motor
2. Perangkat motor dan generator
6
3. Induction motor operation
4. Rotor AC motor
7
SOAL MANDIRI
1. Generator dan motor listrik bekerja berdasarkan atas asas apa ?
2. Sebutkan perbedaan AC dengan DC ?
3. Sebutkan prinsip kerja generator ?
4. Bagaimana terjadinya arus AC pada sebuah generator ?
5. Sebutkan bagian – bagian pada generator ? Jelaskan !
====================== SELAMAT MENGERJAKAN ======================
8