Kemagnetan - Kuliah Online UNIKOM
advertisement
Elektromagnet Medan Magnet • Magnet : suatu obyek yang mempunyai medan magnet • Medan magnet dinyatakan dengan garis-garis khayal yang disebut garis gaya magnet atau garis medan magnet (flux) Medan Elektromagnet • Magnet dapat dihasilkan oleh arus listrik • Disekitar kawat yang diberi arus listrik timbul medan magnet (medan elektromagnet) Induksi Elektromagnet * • Jika garis gaya magnet dipotong-potong oleh suatu penghantar/kumparan, maka di kedua ujung penghantar tersebut akan terjadi beda potensial listrik yang menimbulkan adanya arus listrik. Beda potensial tersebut dinamakan gaya gerak listrik induksi Menggerakkan medan magnet melewati penghantar yang diam Menggerakkan penghantar melewati medan magnet yang diam Menggerakkan penghantar secara berputar Induksi Elektromagnet ** • Faktor yang menentukan besar ggl induksi: - banyaknya lilitan kumparan - kecepatan keluar masuk magnet kedalam kumparan - kuat medan magnet Source: www.radioelectronicschool.net Peralatan Listrik • Peralatan listrik yang bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnet : - Transformator (trafo) - Generator/dinamo - Motor listrik Transformator • Transformator (trafo) adalah alat yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan AC • Prinsip kerja: induksi elektromagnet 1 kumparan primer 2 kumparan sekunder 3 medan magnet Jenis Transformator • Trafo step up : untuk menaikkan tegangan listrik - lilitan kumparan primer lebih sedikit daripada kumparan sekunder - tegangan primer lebih kecil daripada tegangan sekunder • Trafo step down : untuk menurunkan tegangan listrik - lilitan kumparan primer lebih banyak daripada kumparan sekunder - tegangan primer lebih besar daripada tegangan sekunder Persamaan Transformator Keterangan: Vp = tegangan primer (volt) Vs = tegangan sekunder (volt) Np = jumlah lilitan primer Ns = jumlah lilitan sekunder Ip = arus listrik primer (A) Is = arus listrik sekunder (A) Efisiensi Transformator • Pada kenyataannya tidak ada trafo yang ideal. Daya yang masuk kedalam trafo tidak sama dengan daya yang keluar disebabkan adanya rugi-rugi pada trafo • Efisiensi transformator: Ps x100 % Pp = efisiensi transformator Pp = daya primer (watt) Ps = daya sekunder (watt) Trafo Pada Transmisi Listrik 20 kV Generator PLTA 30MW 10000 V 220 V Trafo Step down Latihan Soal • Sebuah trafo memiliki perbandingan lilitan 10:2 dihubungkan ke sumber tegangan 100 volt untuk menyalakan lampu 25 watt. Hitunglah tegangan listrik yang diserap lampu dan arus yang masuk kedalam trafo tersebut. Anggaplah trafo ideal • Sebuah trafo yang efisiensinya 80% menghasilkan tegangan 50 volt dan kuat arus 10 A pada kumparan sekunder. Jika kumparan primer trafo tersebut diberi tegangan 200 volt, berapakah kuat arusnya? Generator • Generator: mengubah energi mekanik menjadi energi listrik menggunakan prinsip induksi elektromagnet • Jenis: - generator DC - generator AC GGl Induksi • • Faraday: Besaran yang berpengaruh terhadap munculnya arus induksi adalah fluks magnet Fluks Magnet: Jumlah garis-garis gaya magnet yang menembus tegak lurus bidang dengan luas tertentu BAcos fluks magnet (weber) d N dt A luas bidang kumparan B kuat medan magnet (tesla) ggl induksi sesaat (volt) N jumlah lilitan d perubahan flux magnet (Weber/detik) dt Generator DC • Generator DC: menghasilkan arus searah (DC) Magnet Sikat karbon Komutator Cincin belah Kumparan ind N A B cost Generator AC • Generator AC: menghasilkan arus bolak balik Cincin luncur Magnet Sikat karbon Kumparan Motor Listrik • Motor listrik: mengubah energi listrik menjadi energi mekanik dengan prinsip elektromagnet • Energi mekanik digunakan untuk memutar pompa, blower, fan, mixer, bor listrik, dan lain sebagainya Klasifikasi Motor Listrik Prinsip Kerja Motor Prinsip Kerja Motor F I L B sin Aturan tangan kiri : Ibu jari menyatakan gaya lorentz Telunjuk menyatakan medan magnet Jari tengah menyatakan arus F= gaya lorentz (N) I = arus listrik (A) L = panjang kawat (m) B = induksi magnet (T) Θ = sudut antara B dan I Prinsip Kerja Motor DC Polaritas (posisi N dan S) berubah bila arus dirubah arahnya Prinsip Kerja Motor DC Prinsip Kerja Motor DC Arus Pada Motor DC Medan Magnet Pada Motor Gaya Lorentz Pada Motor Torsi Pada Motor Perubahan Torsi dalam Motor DC Kelebihan dan Kekurangan Motor DC • Kelebihan: - Torsi dan kecepatan mudah dikendalikan - Torsi awal besar - Untuk aplikasi daya rendah, motor DC lebih murah dari motor AC • Kekurangan: - membutuhkan perawatan - tidak cocok untuk aplikasi kecepatan tinggi - tidak cocok untuk aplikasi daya besar Motor AC • Motor AC : menggunakan arus listrik AC yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu • Jenis: - motor sinkron - motor induksi (asinkron) Motor Sinkron • Motor sinkron adalah motor AC yang bekerja pada kecepatan tetap pada frekuensi tertentu • Jumlah putarannya sinkron atau sama dengan jumlah frekuensinya, mis jika f=50 Hz maka putarannya 50 x perdetik • Memerlukan arus searah DC untuk pembangkitan daya dan memiliki torsi awal rendah • Aplikasi: kompresor udara, Motor Induksi • Motor induksi dinamakan juga motor asinkron karena jumlah putarannya tak sama dengan jumlah frekuensinya • Motor yang paling umum digunakan di industri • Murah, sederhana, dapat dihubungkan langsung ke sumber AC Bagian Motor Induksi • Bagian motor induksi • - Rotor, bagian motor yang berputar terdiri atas rotor sangkar tupai dan poros rotor - Stator, bagian yang diam, terdiri dari badan motor, inti stator, belitan stator, bearing dan terminal box Klasifikasi Motor Induksi • Motor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama: • - Motor induksi satu fase: hanya mempunyai satu gulungan stator, beroperasi dengan pasokan daya satu fase , dan mempunyai satu rotor sangkar. Aplikasi kipas angin, mesin cuci, vacuum cleaner, dan untuk penggunaan 3-4 HP • Motor induksi tiga fase : medan magnet dihasilkan oleh pasokan tiga fase, mempunyai kemampuan daya tinggi. Aplikasi: peralatan imdustri, pompa, kompresor, belt conveyor dll
