REVIEW DC GENERATOR VIDEO

            

1. Generator DC

                 Generator adalah sebuah mesin yang berfungsi untuk mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. Listrik yang dihasilkan oleh generator dapat berupa AC ataupun DC, bergantung dari tipe generator. Kali ini kita akan terlebih dahulu membahas generator DC.
              Sama halnya dengan motor listrik, generator listrik juga menggunakan fenomena hukum Faraday mengenai induksi elektromagnetik. Hukum Faraday menyebutkan jika terjadi perubahan garis gaya magnet pada sebuah kumparan kawat, maka akan timbul gaya gerak listrik (ggl) pada kawat tersebut. Jika kumparan kawat dihubungkan dengan rangkaian listrik tertutup, maka akan timbul pula arus listrik yang mengalir pada rangkaian.

            Luasnya penggunaan alat-alat elektronik, mulai dari rangkaian yang sederhana sampai rangkaian yang rumit . Terdapat dua jenis motor generator yang umum digunakan  yaitu generator AC dan generator DC, pada kesempatan ini saya akan menjelaskan prinsip dari generator DC dan mekanisme pembangkitannya. Dasar untuk memahami generator DC dan mekanisme pembangkitannya adalah  bangkitan sederhana dari gaya perpindahan elektron  atau Eletron Mobile Force (EMF),  energi mekanik  pada kawat atau konductor yang bergerak memutus garis-garis gaya medan magnet akan menghasilkan EMF pada konduktor, menggerakan kawat pada satu arah akan menghasil EMF menuju arah tertentu, dan menggerakkan kawat kearah yang berlawanan akan menghasilkan EMF menujun arah yang sebaliknya, dan menggerakkan kawat kearah harizontal tidak akan menimbulkan EMF karena tidak ada garis gaya medan magnet yang terputus.

            Untuk mengilustrasikan aliran arus yang terjadi kita menggunakan cara dengan arus yang bergerak menjauhi dilambangkan dengan x (cross) dan arus yang bergerak mendekati dilambangkan dengan  titik. Pembangkitan EMF dilakukan dengan memutar armatur pada medan magnet statis diantara dua mgnet dengan kutub nagnet yang berlawan, hal ini akan mengkasilkan dua arah EMF yang yang berlawanan secara bergantian, karena sisi armatur akan memutus medan magnet dari bawah dan atas secara bergantian.

            EMF yang dihasilkan tersebut dipengaruhi oleh 3 faktor yaitu:

                 1.      kuat medan magnet atau yang ekuivalen dengan jumlah garis gaya medan magnet yang terbentuk                    (B).

                 2.      Panjang konduktut yang memutus medan magnet (l)

                 3.      Kecepatan gerak dari konduktor (v)

Sehingga dapat dirumuskam sebagai berikut:

e = B x l x v

dan dapat disimpulkan, menambah kuat medan magnet atau menambah panjang dari konduktor atau mempercepat gerak konduktor memotong medan magnet akan dapat meningkatkan EMF yang terbentuk.perumusan ini hanya berlaku jika kawat konduktor bergerak dalam garis lurus, atau dengan kata lain pemutusan garis dengan magnet dengan jumlah yang sama pada setiap gerakannya. Tetapi pada mesin yang sebenarnya konduktor tidak bergerak dalam garis lurus melainkan bergerak secara rotasi.

            Ketika konduktor bergerak sera melingkar, jumlah garis medan magnet yang terputus adalah bervariasi tergantung pada posisi dari konduktor. Pada saat kondutor derada diatas atau di bawah dari medan magnet, maka tidak ada garis gaya magnet yang terpotong sehingga tidak ada EMF yang timbul. Tetapi pada saat konduktor berputar jumlah garis gaya medan magnet yang terpotong akan bertambah dan EMF maksimum yang ditimbulkan adalah pada jumlah pemotongan gaya medan magnet maksimum yaitu pada sudut 90^o dan 270^o . artinya ketika konduktor berputar 360^o secara mekanik akan menghasilkan 360^o EMF secara elektrik. Sehingga besar EMF yang terbentuk bergantung pada posisi sudut dari konduktor, dan dapat diformulasikan menjadi:

e = B.l.v.sin θ

sehingga arus yang di hasilkan secara internal oleh semua generator adalah dalam bentuk gelombang sinus atau arus bolak-balik (AC), dan untuk mendapatkan keluaran arus searah (DC) kita perlu menambahkan komutataor, sehingga EMF yang digunakan hanya satu arah saja.

Gelombang DC yang terbentuk masih sangat kasar karena hanya menggunakan satu armatur saja. Dan untuk memperlahus gelombang yang dihasilkan oleh genarator, bisa dilakukan dengan menambah jumlah armatur atau dengan menambah jumlah magnet sehingga medan magnet yang akan terpotong akan semakin banyak.

Penambahan armatur dan penambahn magnet untuk memperhalus gelombang

            Permasalahan yang muncul pada setiap generator adalah berpindahnya garis netral (EMF=0), hal ini terjadi karena ketika armatur berputar memotong medan magnet, ia akan bergesekan dengan medan magnet dan menimbulkan medan magnet baru yang dapat merusak medan magnet yang sebenarnya. Ada dua cara untuk mengatasi masalah ini yaitu dengan mengatur ulang posisi sumbu putar armatur atau dengan menambah magnet baru diantara kedua magnet yang ada sebelumnya, sehingga medan magnet baru akan memperbaiki medan magnet yang awal.

            Generator DC bisa dibuat dengan menggunakan medan elektro magnetik atau menggunakan magnet permanen, magnet permanen biasanya untuk alat-alat yang kecil misalnya generator pada telephone, untuk keperluan yang lebih besar menggunakan generator dengan elektro magnet.

            DC generator dapat disimbolkan dengan lambang induktor dan berdasarkan jenis rangkaian.

 Generator dengan menggunakan medan elektro magnet dapat diklasifikasikan berdasar posisi induktor menjadi:

                    a)      Bangkitan secara terpisah, ketika induktor berada diluar sistem generator.

                    b)      Bangkitan secara mandiri, ketika induktor berhubungan langsung dengan generator.

Dan dapat pula diklasifikasikan berdasarkan jenis rangkaian:

                    a)      Rangkaian seri (series wound), pengaturan tegangannya sangat buruk.

                    b)      Rangkaian paralel (shunt wound), pengaturan tegangan sangat baik tetapi pengaturan                            arusnya sangat buruk.

                  c)    Rangkaian gabungan seri dan paralel (compound wound), mengkombinasikan antara                          rangkaian   seri dan paralel, sehingga arus dan voltasenya menjadi stabil terhadap perubahan                     beban.

Generator DC adalah pemanfaatan perubahan energi mekanik menjadi energi listrik, jika kita menggunakan out put dari generator sebagi in put dan dialirkan listrik, maka generator tersebut akan beralih fungsi menjadi motor DC. Fenomena ini dapat di ilustrasikan sebagai berikut, apabila konduktor yang berada dalam medan magnet dialiri arus listrik, maka akan terjadi polaritas pada konduktor, kutub utara magnet akan menarik kutub selatan kawat dan menolak kutub utaranya. Hal ini akan menciptakan pergerakan yang arahnya tergantung pada arah medan magnet, dengan merubah polaritas dari baterai maka kawat akan bergerak kearah yang berlawanan. Konduktor bergerak kerah medan magnet yang lemah, ketika medan dibawah konduktor lebih kuat dari pada medan diatas konduktor, maka konduktor akan bergerak keatas, tetapi ketika polaritas baterai dirubah maka kondisi yang terjadi akan berlawanan. Hal ini yang menjadi dasar armatur dapat bergerak, tetapi ketika armatur yang digunakan hanya satu maka posisi armatur akan berada sejajar dengan garis netral medan magnet, maka diperlukan armatur tambahan untuk membuat komutator berputar secara kontinyu.

Ketika suatu konduktor bergerak dengan energi mekanik dalam medan magnet maka akan ada EMF yang muncul, inilah yang dimaksud dengan EMF generator. Selanjutnya EMF akan mengalir pada konduktor yang disebut dengan CEMF (Conductor Electro Mobile Force), peningkatan CEMF akan meningkatkan kecepatan rotasi motor. Pengaruh CEMF terhadap kinerja dari motor DC pada praktiknya adalah sebagi merikut:

1)      Motor yang dirangkai secara seri akan memiliki kecepatan (gaya) putar awal (starting) yang baik, kecepatan rotasi akan terus meningkat menyebabkan kerusakan pada motor.  diatasi dengan menambahkan beban pada motor yang berfungsi sebagai kontrol putar.

2)      Motor yang dirangkai secara paralel meliki kecepatan awal yang kurang baik akan tetapi putaran motor akan tetap stabil, penambahan beban berpengaruh pada arus in put yang dibutuhkan tapi tidak akan mempengaruhi kecepatan putar motor tetapi akan

3)      Motor yang dirangkai secara gabungan seri dan paralel, akan memiliki kecepatan awal yang baik dan stabilitas putaran yang baik. Dengan start awal menggunakan rangkaian seri, dan selanjutnya menggunakan rangkaian paralel.