Fungsi dan Pengertian 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 (gaya gerak listrik) induksi. Hal ini dapat dilakukan dengan memutar kawat di dalam medan magnet homogen.

Gambar 1. Generator pada pembangkit listrik. [1]

1.1. Bagian-bagian dan Prinsip Kerja Generator AC

Gambar 2. 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. 

Gambar 2. Generator AC.

Keluaran dari generator tersebut berupa arus listrik, yaitu arus bolak-balik. Skema induksi gaya gerak listrik dapat diamati pada Gambar 3, yang menunjukkan kecepatan sesaat sisi a - b dan c - d, ketika loop diputar searah jarum jam di dalam medan magnet seragam B. 

Gambar 3. Gaya gerak listrik ggl induksi pada potongan a-b dan c-d.

Ggl hanya dibangkitkan oleh gaya-gaya yang bekerja pada bagian a - b dan c - d. Dengan 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. Besarnya ggl yang ditimbulkan dalam a - b adalah:

ε = B.l.v

Persamaan tersebut berlaku jika komponen v tegak lurus terhadap B. Panjang a - b dinyatakan oleh l. Dari gambar diperoleh v = v sin θ , dengan θ merupakan sudut antara permukaan kumparan dengan garis vertikal.

Resultan 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 .............................................. (1)

Dengan N merupakan jumlah loop dalam kumparan. Apabila kumparan berputar dengan kecepatan anguler konstan ω, maka besar sudutnya adalah θ =ωt . Diketahui bahwa:

v = ω.r atau v = ω (h/2)

dengan h adalah panjang b - c atau a - d.

Jadi, dari persamaan (1) diperoleh:

ε = 2N.B.l. ω (h/2) sin ωt .................................... (2)

atau

ε = N.B.A. ω sin ωt ............................................ (3)

Dengan A menyatakan luas loop yang nilainya setara dengan lh. Harga ε maksimum bila ωt = 90^o, sehingga sin ωt = 1. Jadi,

ε _maksimum = N.B.A. ω ................................................ (4)

 

Bagian-bagian dan Prinsip Kerja Generator DC

Generator DC hampir sama seperti generator AC. Perbedaannya terletak pada cincin komutator yang digunakannya, yang ditunjukkan pada Gambar 4(a). 

Gambar 4. Generator DC (a) dengan satu set komutator (b) dengan banyak komutator.

Keluaran generator dapat ditunjukkan oleh grafik hubungan V 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 4(b). 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.