Generator dan Transformator
Pengertian Generator
Pengertian generator
adalah mesin dengan energi gerak (mekanik) yang kemudian mampu mengubah menjadi
energi listrik (elektrik).
Sumber energi gerak
dari generator bermacam-macam. Misalnya, pada pembengkit listrik tenaga angin, generator
mampu bergerak karena adanya angin yang menggerakan kincir untuk berputar.
Sama halnya dengan
listrik pembangkit tenaga air yang memanfaatkan aliran air untuk menggerakan
kincir sehingga bisa berputar.
Sedangkan pada
generator sumber tenaga untuk menggerakanya adalah dari proses pembakaran
menggunakan disel sehingga menghasilkan listrik.
Perlu dicatat bahwa
generator tidak mampu memproduksi listrik, hanya mengubah bentuk energi ke
bentuk lain.
Prinsipnya ialah
memanfaatkan energi gerak sesuai hukum faraday yaitu:
Sebenarnya ada
beberapa komponen lain juga yang mampu memanfaatkan perubahan magnet, missal
cara kerja relay dan transformator.
Cara kerja generator
Pada dasarnya gaya
gerak listrik didapatkan dari memanfaatkan perubahan magnet. Sumber untuk
mendapatkan energi kinetik tersebut bisa berasal dari kincir angin yang
memanfaatkan hembusan angin, kincir air yang memanfaatkan aliran air hingga
mesin yang menggunakan bahan bakar diesel.
Proses perubahan
energi gerak menjadi energi listrik yaitu elektron diperoleh dengan adanya
medan magnet dan mempunyai peran penting untuk merubah langsung menjadi energi
listrik yaitu slip ring yang terdapat pada generator berbentuk cincin bulat dan
terdapat 2 buah pada generator listrik.
Pada generator AC slip
ring mempunyai bentuk cincin full, sedangkan pada motor DC mempunyai bentuk
cincin belah.
Bagian-bagian generator
Komponen utama
generator yang diperlukan untuk mengubah energi kinetik menjadi listrik adalah
sebagai berikut:
- Rangka stator badan utama atau body
generator yang terbuat dari baja kuat.
- Stator adalah bagian yang
menempel pada rangka generator dan terdapat lilitan stator yang mempunyai
fungsi sebagai induksi gaya gerak listrik. Bahan stator terbuat dari
ferromagnetic yang disusun berlapis dan ada alur untuk lilitan stator.
- Rotor adalah komponen generator yang
berputar, terdapat kutub magnet dengan lilitan yang terbuat dari tembaga.
- Slip ring berbentuk menyerupai
cincin terdapat 2 buah dan ikut berputar dengan rotor dan poros generator.
Bahan utamanya terbuat daru tembaga atau kuningan. Komponen inilah yang
mempunyai peran untuk mentransfer listrik dari motor.
Ukuran dari generator
AC pun beragam, tergantung kebutuhan. Missal generator PLTA mempunyai ukuran
besar karena kapasitasnya hingga ribuan kilowatt.
Pengertian Transformator (Trafo)
Transformator atau
sering disingkat dengan istilah Trafo adalah
suatu alat listrik yang dapat mengubah taraf suatu tegangan AC ke taraf yang
lain. Maksud dari pengubahan taraf tersebut diantaranya seperti menurunkan
Tegangan AC dari 220VAC ke 12 VAC ataupun menaikkan Tegangan dari 110VAC ke 220
VAC. Transformator atau Trafo ini bekerja berdasarkan prinsip Induksi
Elektromagnet dan hanya dapat bekerja pada tegangan yang berarus bolak balik
(AC).Transformator (Trafo) memegang peranan yang sangat penting dalam
pendistribusian tenaga listrik. Transformator menaikan listrik yang berasal
dari pembangkit listrik PLN hingga ratusan kilo Volt untuk di distribusikan,
dan kemudian Transformator lainnya menurunkan tegangan listrik tersebut ke
tegangan yang diperlukan oleh setiap rumah tangga maupun perkantoran yang pada
umumnya menggunakan Tegangan AC 220Volt.
Bentuk dan Simbol Transformator (Trafo)
Berikut ini adalah
gambar bentuk dan simbol Transformator :
Prinsip Kerja Transformator (Trafo)
Sebuah Transformator yang
sederhana pada dasarnya terdiri dari 2 lilitan atau kumparan kawat yang terisolasi
yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder. Pada kebanyakan Transformator,
kumparan kawat terisolasi ini dililitkan pada sebuah besi yang dinamakan dengan
Inti Besi (Core). Ketika kumparan primer dialiri arus AC (bolak-balik)
maka akan menimbulkan medan magnet atau fluks magnetik disekitarnya. Kekuatan
Medan magnet (densitas Fluks Magnet) tersebut dipengaruhi oleh besarnya arus
listrik yang dialirinya. Semakin besar arus listriknya semakin besar pula medan
magnetnya. Fluktuasi medan magnet yang terjadi di sekitar kumparan pertama
(primer) akan menginduksi GGL (Gaya Gerak Listrik) dalam kumparan kedua
(sekunder) dan akan terjadi pelimpahan daya dari kumparan primer ke kumparan
sekunder. Dengan demikian, terjadilah pengubahan taraf tegangan listrik baik
dari tegangan rendah menjadi tegangan yang lebih tinggi maupun dari tegangan
tinggi menjadi tegangan yang rendah.
Sedangkan Inti besi pada
Transformator atau Trafo pada umumnya adalah kumpulan lempengan-lempengan besi
tipis yang terisolasi dan ditempel berlapis-lapis dengan kegunaanya untuk
mempermudah jalannya Fluks Magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik kumparan
serta untuk mengurangi suhu panas yang ditimbulkan.
Beberapa bentuk lempengan besi
yang membentuk Inti Transformator tersebut diantaranya seperti :
- E – I Lamination
- E – E Lamination
- L – L Lamination
- U – I Lamination
Dibawah ini adalah Fluks pada Transformator :
Rasio lilitan pada kumparan
sekunder terhadap kumparan primer menentukan rasio tegangan pada kedua kumparan
tersebut. Sebagai contoh, 1 lilitan pada kumparan primer dan 10 lilitan pada
kumparan sekunder akan menghasilkan tegangan 10 kali lipat dari tegangan input
pada kumparan primer. Jenis Transformator ini biasanya disebut dengan
Transformator Step Up. Sebaliknya, jika terdapat 10 lilitan pada kumparan
primer dan 1 lilitan pada kumparan sekunder, maka tegangan yang dihasilkan oleh
Kumparan Sekunder adalah 1/10 dari tegangan input pada Kumparan Primer.
Transformator jenis ini disebut dengan Transformator Step Down.
SOAL
1.Sebuah trafo digunakan untuk menaikkan tegangan AC
dari 12 V menjadi 120 V. Hitunglah kuat arus primer, jika kuat arus sekunder
0,6 A dan hitunglah jumlah lilitan sekunder, jika jumlah lilitan primer 300.
Penyelesaian:
Diketahui:
Vp = 12 V
Is = 0,6 A
Vs = 120 V
Np = 300
Ditanya: IP =
... ? dan Ns= ... ?
Jawab:
Vp/Vs = Is/Ip
Ip = (Vs/Vp) x Is
Ip = (120 V/12 V) x 0,6 A
Ip = 6 A
Vp/Vs
= Np/Ns
Ns = (Vs/Vp) x Ns
Ns = (120 V/12 V) x 300
Ns = 3000
Jadi, kuat arus primernya 0,6 A dan kumparan sekunder
terdiri atas 3.000 lilitan.
2. Sebuah trafo tegangan primer dan sekundernya 220 V dan 55 V. Jika kuat
arus primer 0,5 A dan kuat arus sekunder 1,5, berapakah efisiensi trafo?
Jawab:
Diketahui:
Ip = 0,5 A
Vp = 220 V
Is = 1,5 A
Vs = 55 V
Ditanya: η = ... ?
Penyelesaian:
η = (Is x Vs/ Ip x
Vp) x 100%
η = (1,5 A x 55 V/0,5 A
x 220 V) x 100%
η = (82,5 W/ 110 W) x
100%
η = 0,75 x 100%
η = 75%
Jadi, efisiensi trafo sebesar 75%.
3. Efisiensi sebuah trafo 60%. Jika energi listrik yang dikeluarkan 300 J,
berapakah energi listrik yang masuk trafo?
Jawab:
Diketahui:
η = 60%
Ws = 300 J
Ditanya: Wp = ... ?
Penyelesaian:
η = (Ws/Wp) x 100%
60% = (300 J/Wp) x 100%
60% = (300 J/Wp) x 100%
6 = 3000 J/Wp
Wp = 3000 J/6
Wp = 3000 J/6
Wp = 500 J
Jadi, energi yang masuk trafo sebesar 500 J.
4. Sebuah trafo memiliki perbandingan lilitan 10 : 2 dihubungkan ke sumber
listrik 100V untuk menyalakan sebuah lampu 25 W. Hitunglah tegangan listrik
yang diserap oleh lampu dan kuat arus yang masuk kedalam trafo:
Diket: Np:Ns = 10 : 2
Vp = 100 V
Ps = 25 W
Dit. Vs = …
Ip = …
Jawab:
|
Np : Ns = Vp :
Vs 10 : 2 = 100 :
Vs Vs = 20 V |
Pp = Ps Vp . Ip = Ps 100 . Ip = 25 Ip = 0,25 A |
5. Sebuah trafo memiliki perbandingan lilitan kumparan 10:1 dihubung-kan ke
listrik 100 V untuk menyalakan sebuah lampu 7,5 W. Jika efisiensi trafo 75 %,
berapakah arus listrik pada kumparan primer?
Diket: Np : Ns = 10:1
Vp = 100 V
Ps = 7,5W
η = 75%
Dit Ip = …
Jawab:
|
η = (Ps/Pp)X100
% 75 % = 7,5/Pp X
100% 0,75 = 7,5/Pp Pp = 7,7/0,75 =
10 W |
Pp = Vp . Ip 10 = 100 . Ip Ip = 0,1 A |
Komentar
Posting Komentar