Home » Elektronika » Generator DC Penguat Terpisah (Tersendiri)

Generator DC Penguat Terpisah (Tersendiri)

in - on 7:48 AM - No comments


FAKULTAS TEKNIK UNNES SEMARANG
Laboraturium Elektro
Generator DC Penguat Terpisah (Tersendiri)
Smt :3
Praktikum ke :1
Jurusan : Teknik Elektro
Waktu : 2 SKS

A.    TUJUAN PRAKTIKUM
Mengetahui sifat dasar generator DC penguat tersendiri


B.     DASAR TEORI
Prinsip kerja generator DC berdasarkan pada kaidah tangan kanan. Sepasang magnet permanen utara-selatan menghasilkan garis medan magnet Ф, kawat penghantar di atas telapak tangan kanan ditembus garis medan magnet Ф. Jika kawat digerakkan ke arah ibu jari, maka dalam kawat dihasilkan arus listrik I yang searah dengan keempat arah jari tangan gambar-6.5. Bagaimana kalau posisi utara-selatan magnet permanen dibalik ? Ke mana arah arah arus listrik induksi yang dihasilkan ?

Percobaan secara sederhana dapat dilakukan dengan menggunakan sepasang magnet permanen berbentuk  U, sebatang kawat digantung dikedua sisi ujungnya, pada ujung kawat dipasangkan Voltmeter  gambar-6.6. Batang kawat digerakkan ke arah panah, pada kawat dihasilkan ggl induksi dengan tegangan yang terukur pada Voltmeter.
Besarnya ggl induksi yang dibangkitkan

ui = B.L.v.z Volt

ui = Tegangan induksi pada kawat, V
B = Kerapatan medan magnet, Tesla
L = Panjang kawat efektif, meter
v = Kecepatan gerak, m/detik
z = Jumlah belitan kawat

Belitan kawat generator berbentuk silinder dan beberapa kawat dibelitkan selanjutnya disebut belitan rotor atau belitan jangkar. Kedudukan I, ketika rotor digerakkan serah jarum jam, kawat 1 tanda silang (menjauhi kita), kawat 2 tanda titik (mendekati kita) ggl induksi maksimum. Posisi II kawat 1 dan kawat 2 berada pada garis netral ggl induksi sama dengan nol. Posisi III kawat kebalikan posisi I dan ggl induksi tetap maksimum gambar-6.7.
Posisi ini terjadi berulang-ulang selama rotor diputar pada porosnya, dan ggl induksi yang dihasilkan maksimum, kemudian ggl induksi menjadi nol, berikutnya ggl induksi menjadi maksimum terjadi berulang secara bergantian.
GGL induksi yang dihasilkan dari belitan rotor gambar-6.7dapat menghasilkan dua jenis listrik yang berbeda, yaitu listrik AC dan listrik DC. Jika ujung belitan rotor dihubungkan dengan  slipring berupa dua cincin  gambar-6.8a, maka dihasilkan listrik AC berbentuk sinusoidal. Bila ujung belitan rotor dihubungkan dengan komutatorsatu cincin gambar-6.8b dengan dua belahan, maka dihasilkan listrik DC dengan dua gelombang positif.
Mesin DC dikembangkan rotornya memiliki banyak belitan dan komutator  memiliki beberapa segmen. Rotor memiliki empat belitan dan komutator empat segmen, sikat arang dua buah, akan menghasilkan ggl induksi dengan empat buah buah gelombang untuk setiap putaran rotornya gambar 6.9.Tegangan DC yang memiliki empat empat puncak.
Medan magnet yang sebelumnya adalah magnet permanen diganti menjadi elektromagnet, sehingga kuat medan magnet bisa diatur oleh besarnya arus  penguatan medan magnet. Belitan rotor dikembangkan menjadi belitan yang memiliki empat cabang, komutator empat segmen dan sikat arang dua buah. Tegangan yang dihasilkan penjumlahan dari belitan 1-2 dan belitan 3-4 gambar 6. 10. Dalam perkembangan berikutnya generator DC dibagi menjadi tiga jenis, yaitu:
1. Generator penguat terpisah
2. Generator belitan Shunt
3. Generator belitan Kompoundd

Generator penguat terpisah
Jenis generator penguat terpisah ada dua jenis
1) penguat elektromagnetik gambar-6.11a2) magnet permanen gambar-6.11b. Penguat elektromagnetik melalui belitan F1-F2 diberi
sumber listrik DC dari luar misalnya dengan baterai, dengan mengatur besarnya arus eksitasi Ie, maka tegangan terminal rotor A1–A2 dapat dikendalikan. Generator penguat terpisah dipakai dalam pemakaian khusus, misalnya pada Main Generator Lok Diesel Elektrik CC 201/CC203.




Penguat dengan magnet permanen tegangan keluaran generator terminal rotor A1-A2 konstan. Karakteristik tegangan U relatif konstan dan tegangan akan menurun sedikit ketika arus beban I dinaikkan mendekati harga nominalnya gambar 6.12.

C.    ALAT DAN BAHAN YANG DIPERLUKAN

1.      Alat
-          Generator DC                                     1 buah
-          Multimeter                                          1 buah
-          Catu Daya DC                                                1 buah
-          Tachometer                                         1 buah
-          Amperemeter                                      1 buah
-          Voltmeter                                            1 buah
2.      Bahan
-          Lilitan                                                  1 buah
-          Kapasitor                                             1 buah
-          Lampu 12 Volt                                    2 buah
-          Kabel Penghubung                              secukupnya

D.    LANGKAH KERJA

1.      PENGUJIAN TANPA BEBAN
Gambar rangkaian :
shunt.jpg
Petunjuk Kerja
Peubah If dengan langkah :
a.       Terminal tidak disambung dengan beban
b.      Generator diputar dengan kecepatan penuh
c.       Atur If mulai dari 0 ; 100 ; 120 ; 140 ; 160 ; 180 ; 200 ; 220 ; 240 ; bertahap
d.      Ukur tegangan terminal dan catat pada lembar data 1
Peubah n, dengan langkah :
a.       Pengujian tanpa beban peubah n (putaran)
b.      Tetapkan If pada nilai 25 mA (tegangan jenuh)
c.       Atur n mulai dari 0 bertahap hingga tegangan jenuh

2.      PENGUJIAN BERBEBAN
Pengaturan pada If, dengan langkah :
a.       Terminal disambung beban
b.      Pasang amperemeter pada bagian beban
c.       Putar generator sampai putaran penuh
d.      Atur If dari 0 ; 320 ; 340 ; 360 ; 380 ; 400 ; 400 ; 400 ; 400 bertahap hingga memperoleh besar tegangan 24 Volt
e.       Ukur If, V dan IL catat pada lembar data 2

Pengaturan n (putaran), dengan langkah
a.       Terminal disambung beban
b.      Pasang amperemeter pada bagian beban
c.       Atur If dari 0 ; 320 ; 340 ; 360 ; 380 ; 400 ; 400 ; 400 ; 400 bertahap hingga memperoleh besar tegangan 24 Volt
d.      Atur putaran generator sampai putaran penuh
e.       Ukur If, V, IL dan n catat pada lembar data 2
f.       Pada saat beban penuh sakelar dilepas, ukur dan catat tegangan


E.     DATA HASIL PERCOBAAN
LEMBAR DATA 1
1.      Tanpa beban
Peubah If
Peubah n (rpm)
No.
If (A)
V (Volt)
Rpm
N (rpm)
V (volt)
If
1
0
0
(tetap)
0
0
(tetap)
2
100
34
1922
176,5
4
100
3
120
41
1922
292,4
6
100
4
140
49
1922
429
8
100
5
160
56
1922
603,5
11
100
6
180
64
1922
725
12
100
7
200
70
1922
980
18
100
8
220
76
1922
1208
22
100
9
240
80
1922
1352
24
100
10
260
86
1922
1522
28
100

2.      Berbeban Beban
Peubah If
Peubah n (rpm)
No.
If (A)
V (Volt)
Rpm
N (rpm)
V (volt)
If
1
0
0
(tetap)
0
0
(tetap)
2
320
5
536
138
3,6
240
3
340
8,4
536
157,5
4,2
260
4
360
10
536
199
5,5
300
5
380
12
536
218
6,3
320
6
400
14
536
262
7,6
340
7
400
14,5
536
317
10
360
8
400
15
536
391
12
380
9
400
16
536
515
16,5
400
10
-
-
-
-
-
-

Keterangan :
Kolom nomer 10 kosong dikarenakan beban (lampu bohlam) tidak diperbolehkan untuk terlalu terang (tidak boleh lebih dari 24 V) karena dikhawatirkan lampu bohlam akan putus. Karena pada saat paktik di kondisi 16 V kami melihat nyala lampu sudah sangat terang, jadi kami memutuskan untuk tidak melanjutkan praktik selanjutnya untuk mengisi kolom nomor 10 untuk menghindari hal-hal yang tidak diinginkan.

F.     ANALISIS DAN PEMBAHASAN
a.       Berdasarkan hasil pengamatan pada tabel 1 diperoleh nilai Ir yang semakin tinggi, maka Volt atau tegangan juga akan tinggi walaupun  nilai rpm tetap dan sebaliknya jika arus konstan namun nilai rpm dirubah rubah maka tegangan juga akan berubah sesuai perubahan rpm.
b.      Berdasarkan hasil pengamatan pada tabel 4 diperoleh nilai Ir peubah yang semakin tinggi, maka nilai tegangan pada beban berupa lampu juga akan semakin tinggi dengan catatan rpmnya konstan dan sebaliknya jika Ir konstan namun rpm dirubah rubah tegangan beban  lampu juga akan naik mengikuti perubahan rpm.

G.    KESIMPULAN
Dari hasil pengukuran yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa besarnya arus yang mengalir berbanding lurus dengan besarnya tegangan,semakin besar arus yang dihasilkan,semakin besar pula tegangan yang dihasilkan pada pengukuran dengan putaran motor konstan. Lalu, besarnya putaran motor berbanding lurus dengan besarnya tegangan, semakin tinggi putaran motor semakin tinggi pula tegangan yang dihasilkan pada pengukuran dengan arus konstan.


H.    JAWABAN TUGAS
1.      Apa keuntungan penguatan terpisah ?
Ø  Arus medan yang dibutuhkan merupakan bagian yang sangat kecil dari arus armatur ukuran sekitar 1-3% pada generator umumnya sejumlah kecil daya pada rangkaian medan dapat mengatur daya yang relatif besar pada rangkaian armaturnya.
Ø  Tegangan armatur dapat diatur dalam rentang yang lebar serta lilitan medan dari generator dapat diatur melalui 3 cara yaitu seri, shunt, dan kompon.

2.      Berapa besar regulasi tegangan ?
Dengan arus tetap sebesar 0,10 ampere.
Ø  Pada saat putaran motor sebesar 176.5 rpm tegangan yang dihasilkan adalah 0 volt.
Ø  Pada saat putaran motor sebesar 292.5 rpm tegangan yang dihasilkan adalah 6 volt.
Ø  Pada saat putaran motor sebesar 429 rpm tegangan yang dihasilkan adalah 8 volt.
Ø  Pada saat putaran motor sebesar 603.5 rpm tegangan yang dihasilkan adalah 11 volt.
Ø  Pada saat putaran motor sebesar 725 rpm tegangan yang dihasilkan adalah 12 volt.
Ø  Pada saat putaran motor sebesar 980 rpm tegangan yang dihasilkan adalah 18 volt.
Ø  Pada saat putaran motor sebesar 1208 rpm tegangan yang dihasilkan adalah 22 volt.
Ø  Pada saat putaran motor sebesar 1352 rpm tegangan yang dihasilkan adalah 24 volt.

3.      Berapakah daya keluar jangkar ?
Dengan putaran motor tetap sebesar 1922 rpm.
Ø  Pada saat tegangan yang diberikan sebesar 34 volt menghasilkan arus sebesar 0,10 ampere, sehingga daya yang dihasilkan adalah 3.4 watt.
Ø  Pada saat tegangan yang diberikan sebesar 41 volt menghasilkan arus sebesar 0.12 ampere, sehingga daya yang dihasilkan adalah 4.92 watt.
Ø  Pada saat tegangan yang diberikan sebesar 49 volt menghasilkan arus sebesar 0.14 ampere, sehingga daya yang dihasilkan adalah 6.86 watt.
Ø  Pada saat tegangan yang diberikan sebesar 56 volt menghasilkan arus sebesar 0.16 ampere, sehingga daya yang dihasilkan adalah 8.96 watt.
Ø  Pada saat tegangan yang diberikan sebesar 64 volt menghasilkan arus sebesar 0.18 ampere, sehingga daya yang dihasilkan adalah 11.52 watt.
Ø  Pada saat tegangan yang diberikan sebesar 70 volt menghasilkan arus sebesar 0.2 ampere, sehingga daya yang dihasilkan adalah 14 watt.
Ø  Pada saat tegangan yang diberikan sebesar 76 volt menghasilkan arus sebesar 0,22 ampere, sehingga daya yang dihasilkan adalah 16.72 watt.
Ø  Pada saat tegangan yang diberikan sebesar 80 volt menghasilkan arus sebesar 0,24 ampere, sehingga daya yang dihasilkan adalah 19.2 watt.
Ø  Pada saat tegangan yang diberikan sebesar 86 volt menghasilkan arus sebesar 0,26 ampere, sehingga daya yang dihasilkan adalah 22.36 watt.

 Download tulisan ini secara lengkap dan gratis dengan klik DISINI

Terima Kasih Anda Telah Membaca Artikel
Judul: Generator DC Penguat Terpisah (Tersendiri)
Ditulis Oleh Handi
Berikanlah saran dan kritik atas artikel ini. Salam blogger, Terima kasih
Label:

Post a Comment