- Definisi
Generator adalah mesin yang mengubah energi kinetik menjadi energi listrik. Untuk mengenal bentuk nyata dari generator, akan lebih mudah jika kita mengunjungi wilayah pembangkit listrik karena di sana generator banyak digunakan.
2. Bagian-bagian Generator Arus Searah
RANGKA STATOR
Rangka Stator, dibuat dari besi tuang. Rangka stator merupakan rumah dari bagian-bagian lain dalam generator. Fungsi utamanya adalah sebagai tempat untuk mengalirnya fluks magnet yang dihasilkan oleh kutub-kutub magnet.
INTI KUTUB MAGNET
Inti kutub magnet , berfungsi sebagai tempat terjadinya fluks magnet. Untuk generator dengan kapasitas kecil digunakan magnet permanen, dan untuk generator kapasitas besar digunakan magnet buatan (elektromagnetik).
ROTOR
Rotor merupakan bagian yang berputar. Pada Genenrator DC jangkar yang digunakanbiasanya berbentuk silinder yang pada bagian permukaannya diberi alur-alur sebagai tempat kawat-kawat lilitan. Bahan yang digunakan untuk pembuatan jangkar dari bahan ferromagnetic yang dibuat berlapis-lapis.
SIKAT-SIKAT
Sikat-sikat berfungsi sebagai penghubung aliran arus listrik dari lilitan jangkar dengan beban. Bahan yang digunakan untuk pembuatan sikat-sikat dari arang.
KAWAT LILITAN JANGKAR
Kawat Lilitan jangkar, adalah tempat terbentuknya ggl induksi. Dalam satu alur terdiri atas beberapa kawat yang disebut dengan kumparan. Antara kumparan satu dengan lainnya dihubungkan secara seri.
KOMUTATOR
Komutator digunakan sebagai penyearah (komutasi). Komutator pada prinsipnya mempunyai bentuk yang sama dengan cincin yang dibelah menjadi dua yang dipisahkan dengan bahan.
3. Prinsip Kerja
Teori yang mendasari terbentuknya GGL induksi pada generator ialah Percobaan Faraday. Percobaan Faraday membuktikan bahwa pada sebuah kumparan akan dibangkitkan GGL Induksi apabila jumlah garis gaya yang diliputi oleh kumparan berubah-ubah.
Ada 3 hal pok ok terkait dengan GGL Induksi ini, yaitu :
- Adanya flux magnet yang dihasilkan oleh kutub-kutub magnet.
- Adanya kawat penghantar yang merupakan tempat terbentuknya EMF.
- Adanya perubahan flux magnet yang melewati kawat penghantar listrik.
Pada gambar tersebut, dengan memutar rotor ( penghantar ) maka pada penghantar akan timbul EMF.
- Kumparan ABCD terletak dalam medan magnet sedemikian rupa sehingga sisi A-B dan C-D terletak tegak lurus pada arah fluks magnet.
- Kumparan ABCD diputar dengan kecepatan sudut yang tetap terhadap sumbu putarnya yang sejajar dengan sisi A-B dan C-D.
- GGL induksi yang terbentuk pada sisi A-B dan sisi C-D besarnya sesuai dengan perubahan fluks magnet yang dipotong kumparan ABCD tiap detik sebesar :
Prinsip kerja generator (dinamo) DC sama dengan generator AC. Namun, pada generator DC arah arus induksinya tidak berubah. Hal ini disebabkan cincin yang digunakan pada generator DC berupa cincin belah (komutator).
Pembangkitan tegangan induksi oleh sebuah generator diperoleh melalui dua cara:
• Dengan menggunakan cincin-seret, menghasilkan tegangan induksi bolak-balik.
• Dengan menggunakan komutator, menghasilkan tegangan DC.
Proses pembangkitan tegangan tegangan induksi tersebut dapat dilihat pada Gambar 2 dan Gambar 3.
Gambar 2. Pembangkitan Tegangan Induksi.
Jika rotor diputar dalam pengaruh medan magnet, maka akan terjadi perpotongan medan magnet oleh lilitan kawat pada rotor. Hal ini akan menimbulkan tegangan induksi. Tegangan induksi terbesar terjadi saat rotor menempati posisi seperti Gambar 2 (a) dan (c). Pada posisi ini terjadi perpotongan medan magnet secara maksimum oleh penghantar. Sedangkan posisi jangkar pada Gambar 2.(b), akan menghasilkan tegangan induksi nol. Hal ini karena tidak adanya perpotongan medan magnet dengan penghantar pada jangkar atau rotor. Daerah medan ini disebut daerah netral.
Gambar 3. Tegangan Rotor yang dihasilkan melalui cincin-seret dan komutator.
Jika ujung belitan rotor dihubungkan dengan slip-ring berupa dua cincin (disebut juga dengan cincin seret), seperti ditunjukkan Gambar 3.(1), maka dihasilkan listrik AC (arus bolak-balik) berbentuk sinusoidal. Bila ujung belitan rotor dihubungkan dengan komutator satu cincin Gambar 3.(2) dengan dua belahan, maka dihasilkan listrik DC dengan dua gelombang positip.
- Rotor dari generator DC akan menghasilkan tegangan induksi bolak-balik. Sebuah komutator berfungsi sebagai penyearah tegangan AC.
• Besarnya tegangan yang dihasilkan oleh sebuah generator DC, sebanding dengan banyaknya putaran dan besarnya arus eksitasi (arus penguat medan).
4. Aplikasi
Dinamo sepeda merupakan generator kecil yang dapat menghasilkan arus listrik yang kecil pula. pada Dinamo sepeda prinsip kerjanya yaitu energi gerak di ubah menjadi energi listrik .Dinamo sepeda ini hanya menyalakan lampu depan dan belakang. Terangnnya lampu di tentukan oleh cepatnya roda berputar yang mengakibatkan di namo juga cepat dan arus listrik juga akan besar pula . Dinamo sepeda intinya adalah sebuah magnet yang dapat berputar dan sebuah kumparan tetap.bila roda sepeda di putar dan pada dinamo akan memutar sehingga roda akan memutar magnet biasanya dinamo dapat menghasilakan tegangangan 6 sampai 12 Volt.jadi dengan adanya dinamo pada sepeda dapat memudahkan kita bila menggunakan sepeda bila malam hari.
5. Efisiensi
Efisiensi generator dirumuskan : η = Pp/Ps x 100%
6. Referensi
https://condrokacon.wordpress.com/2012/05/01/implementasi-generator-dc/
http://elkasebelas.blogspot.co.id/2014/03/generator-dc.html
https://arifsh2009.wordpress.com/2014/11/02/generator-dan-motor-dc/
http://trikueni-desain-sistem.blogspot.co.id/2014/08/prinsip-kerja-generator-DC.html
https://arifsh2009.wordpress.com/2014/11/02/generator-dan-motor-dc/