TUGAS PENERAP PENERAPAN APLIKASI APLIKASI ELEKTRO MAGNETIK D I S U S U N
OLEH
MELINA PUTRI M. SYAHRUL NIZAM
KELAS
9. 3
Aplikasi Induksi Elektromagnetik Pada Generator Generator adalah alat yang digunakan utuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Prinsip kerjanya adalah peristiwa induksi elektromagnetik . Jika kumparan penghantar digerakkan di dalam medan magnetik dan memotong medan magnetik, maka pada kumparan terjadi ggl induksi. Hal ini dapat dilakukan dengan memutar kawat di dalam medan magnet homogen.
Generator AC
Gambar diatas menunjukkan skema sebuah generator AC, yang memiliki beberapa kumparan yang dililitkan pada angker yang dapat bergerak dalam medan magnetik. Sumber diputar secara mekanis dan ggl diinduksi pada kumparan yang berputar. eluaran dari generator tersebut berupa arus listrik, yaitu arus bolak!balik.
Skema induksi gaya gerak listrik dapat diamati pada gambar diatas, yang menunjukkan kecepatan sesaat sisi a – b dan c – d , ketika loop diputar searah jarum jam di dalam medan magnet seragam B. Ggl hanya dibangkitkan oleh gaya!gaya yang bekerja pada bagian a – b dan c – d . "engan menggunakan kaidah tangan kanan, dapat ditentukan bahwa arah arus induksi pada a # b mengalir dari a ke b. Sementara itu, pada sisi c – d , aliran dari c ke d, sehingga aliran menjadi kontinu dalam loop. $esarnya ggl yang ditimbulkan dalam a – b adalah%
ε = B.l.v
Persamaan tersebut berlaku jika komponen & tegak lurus terhadap B. Panjang a – bdinyatakan oleh l. "ari gambar diperoleh v = v sin θ , dengan ' merupakan sudut antara permukaan kumparan dengan garis &ertikal. (esultan ggl yang terjadi merupakan jumlah ggl terinduksi di a – b dan c – d , yang memiliki besar dan arah yang sama, sehingga diperoleh% ε = 2N.B.l.v sin θ
"engan ) merupakan jumlah loop dalam kumparan. Apabila kumparan berputar dengan kecepatan anguler konstan *, maka besar sudutnya adalah ' +*t . "iketahui bahwa% v = ω.r atau v = ω dengan h adalah panjang b – c atau a – d . Sehingga diperoleh % ε = 2N.B.l. ω
sinωt
atau ε = N.B.A. ωsin ωt
"engan A menyatakan luas loop yang nilainya setara dengan lh. Harga ε maksimum bila ωt + -o, sehingga sin ωt = 1. Jadi, ε maksimum= .B.A. ω Generator DC Generator "C hampir sama seperti generator AC. Perbedaannya terletak pada cincin komutator yang digunakannya, yang ditunjukkan pada dibawah eluaran generator dapat ditunjukkan oleh graik hubungan ! terhadap t , dan dapat diperhalus dengan memasang kapasitor secara paralel pada keluarannya. Atau dengan menggunakan beberapa kumparan pada angker, sehingga dihasilkan keluaran yang lebih halus gambar berikut.
a. "enerator #$ dengan 1 set komutator b. "enerator #$ dengan ban%ak komutator Generator elektromagnetik merupakan sumber utama listrik dan dapat digerakkan oleh turbin uap, turbin air, mesin pembakaran dalam, kincir angin, atau bagian dari mesin lain yang bergerak. Pada pembangkit tenaga listrik, generator menghasilkan arus bolak! balik dan sering disebut alternator. Aplikasi Induksi Elektromagnetik Pada Transformator /ransormator merupakan alat yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan AC. Piranti ini memindahkan energi listrik dari suatu rangkaian arus listrik bolak!balik ke rangkaian lain diikuti dengan perubahan tegangan, arus, ase, atau impedansi. /ransormator terdiri atas dua kumparan kawat yang membungkus inti besi, yaitu kumparan primer dan sekunder. /ransormator dirancang sedemikian rupa sehingga hampir seluruh luks magnet yang dihasilkan arus pada kumparan primer dapat masuk ke kumparan sekunder.
a. &rans'ormator (tep )p b. &rans'ormator (tep #own Ada dua macam transormator, yaitu transormator stepup dan transormator step!down. /ransormator step!up digunakan untuk memperbesar tegangan arus bolak!balik. Pada transormator ini jumlah lilitan sekunder 0) s1 lebih banyak daripada jumlah lilitan primer 0)p1. /ransormator step!down digunakan untuk menurunkan tegangan listrik arus bolak!balik, dengan jumlah lilitan primer 0) p1 lebih banyak daripada jumlah lilitan sekunder 0) s1. Apabila tegangan bolak!balik diberikan pada kumparan primer, perubahan medan magnetik yang dihasilkan akan menginduksi tegangan bolak!balik berrekuensi sama pada kumparan sekunder. /etapi, tegangan yang timbul berbeda, sesuai dengan jumlah
lilitan pada tiap kumparan. $erdasarkan Hukum 2araday, bahwa tegangan atau ggl terinduksi pada kumparan sekunder adalah% 3s + )s "engan )s menyatakan banyaknya lilitan pada kumparan sekunder, sedangkan adalah laju perubahan luks magnetik. /egangan masukan pada kumparan primer juga memenuhi hubungan persamaan dengan laju perubahan luks magnetik, yaitu% 3p + )p "engan menganggap tidak ada kerugian daya di dalam inti, maka dari kedua persamaan tersebut akan diperoleh%
Persamaan diatas adalah persamaan umum transormator, yang menunjukkan bahwa tegangan sekunder berhubungan dengan tegangan primer. Hukum ekekalan 4nergi menyatakan bahwa daya keluaran tidak bisa lebih besar dari daya masukan. "aya masukan pada dasarnya sama dengan daya keluaran. "aya * = !.+ , sehingga diperoleh% V p. I p = V s. I s
atau
Jadi, pada transormator berlaku hubungan%
/ransormator
ideal
0eisiensi 5
+
6--71
adalah transormator
yang
dapat
memindahkan energi listrik dari kumparan primer ke kumparan sekunder dengan tidak ada energi yang hilang. )amun, pada kenyataannya, terdapat hubungan magnetik yang tidak lengkap antarkumparan, dan terjadi kerugian pemanasan di dalam kumparan itu sendiri, sehingga menyebabkan daya output lebih kecil dari daya input. Perbandingan antara daya output dan input dinyatakan dalam konsep eisiensi, yang dirumuskan%
/ransormator berperan penting dalam transmisi listrik. 8istrik yang dihasilkan generator di dalam pembangkit mencapai rumah!rumah melalui suatu jaringan kabel atau 9jaringan listrik:. Hambatan menyebabkan sebagian daya hilang menjadi panas. ;ntuk menghindari hal tersebut, listrik didistribusikan pada tegangan tinggi dan arus yang rendah untuk memperkecil hilangnya daya. Pusat pembangkit mengirim listrik ke gardu! gardu induk, di mana transormator step!up menaikkan tegangan untuk distribusi. Sementara itu, pada gardu!gardu step!down, tegangan dikurangi oleh transormator untuk memasok tegangan yang sesuai baik untuk industri maupun perumahan.
Generator terdiri dari Gerator AC dan generator "C, /ransormator dibagi dalam < jenis yaitu transormator Step ;p dan /ransormator Step "own. Peralatan!peraltan tersebut merupakan aplikasi dari induksi elektromagnetik.
