AC,DC,GENERATOR AC DAN GENERATOR DC

KELOMPOK 3

AC,DC,GENERATOR AC DAN GENERATOR

Disusun oleh :

1. Eli Rahmawati Kusumah (11)

2. Ika Diani (20)

3. Irma Lovita (21)

4. Pramesthi Dewi Kusumaningrum (29)

5. Safitri Dwi Martanti (32)

Pengertian AC :

 AC atau Alternating Current =

Arus bolak-balik .

 Arus listrik dimana besarnya dan

 Kutub-kutubnya berganti-ganti.

Ketika mengalir pada kawat berbolak-balik dari A ke B, B menjadi positif dan A menjadi negatif, begitu seterusnya.

 Arah arus AC yang mengalir tidak

 Bentuk gelombangnya : sinusoida,

karena ini yang memungkinkan

pengaliran energi yang paling efisien.

 Gelombang sinus (analog) mewakili

gelombang untuk satu frekuensi saja.

 Gelombang ini mengikuti fungsi y=

 Bentuk gelombang yang lain : segitiga

(triangular wave) atau segi empat (square wave).

 Gelombang segitiga biasanya

digunakan sebagai tegangan sweep (naik secara periodik) contoh

penggunaannya digunakan sebagai

komponen pembanding tegangan yang sedang diukur pada rangkaian

 Gelombang segiempat atau square

wave merupakan jumlah harmonic

frekuensi gelombang sinus ditambah dengan komponen tegangan searah dan digunakan sebagai clock untuk rangkaian digital.

 AC Dalam kehidupan sehari-hari :

penerangan rumah dan keperluan rumah tangga lainnya seperti menjalankan kipas angin, setrika, dan lain-lain.

 Contoh listrik bolak-balik yang lain,

misalnya sinyal-sinyal radio atau audio

yang disalurkan melalui kabel, yang juga merupakan listrik arus bolak-balik. Di

 Listrik arus bolak-balik ini dihasilkan

oleh sumber pembangkit tegangan

 Apa kelebihan AC dibandingkan DC?

Kelebihannya adalah pada

pengangkutan listrik jarak jauh. Misalnya bagaimana cara

menyampaikan listrik yang dihasilkan oleh PLTA Saguling utuk sampai ke

 Arus searah atau dalam bahasa

bakunya disebut Direct Current atau Arus AC. Kalau kita perhatikan lampu penerangan yang terdapat pada

kendaraan bermotor, sumber listriknya tidak lain berasal dari battery atau

akumulator (accu).

 Battery adalah termasuk sumber listrik

 Dengan perkembangan tekologi

elektronika saat ini, listrik arus searah (DC) dapat dihasilkan dengan cara

merubah arus bolak balik (AC) menjadi arus searah (DC) dengan menggunakan suatu alat yang disebut dengan power supply atau adaptor, alat ini fungsinya sama denga trafo charger yang

terdapat pada handphone.

 Salah satu dari rangkaian power supply

 Arus searah (bahasa Inggris direct current atau DC)

adalah aliran elektron dari suatu titik yang energi

potensialnya tinggi ke titik lain yang energi potensialnya lebih rendah. Sumber arus listrik searah biasanya adalah baterai (termasuk aki dan Elemen Volta) dan panel surya . Arus searah biasanya mengalir pada sebuah konduktor, walaupun mungkin saja arus searah mengalir pada

semi-konduktor, isolator, dan ruang hampa udara

 Arus searah dulu dianggap sebagai arus positif yang

mengalir dari ujung positif sumber arus listrik ke ujung negatifnya. Pengamatan-pengamatan yang lebih baru menemukan bahwa sebenarnya arus searah merupakan arus negatif (elektron) yang mengalir dari kutub negatif ke kutub positif. Aliran elektron ini menyebabkan

terjadinya lubang-lubang bermuatan positif, yang

 Penyaluran tenaga listrik komersil yang pertama (yang dibuat oleh Thomas Edison di akhir abad ke 19) menggunakan listrik arus searah. Karena listrik arus bolak-balik lebih mudah digunakan dibandingkan

dengan listrik arus searah untuk transmisi (penyaluran) dan pembagian tenaga

listrik, di zaman sekarang hampir semua transmisi tenaga listrik menggunakan

listrik arus bolak-balik.

Sumber

 Hampir semua tenaga listrik yang

dipergunakan saat ini bekerja pada sumber tegangan bolak balik (ac),

karenanya, generator ac adalah alat yang paling penting untuk

menghasilkan tenaga listrik.

 Generator ac umumnya disebut

Contoh :

 alternator pada PLTA mempunyai

ukuran yang sangat besar,

membangkitkan ribuan kilowatt pada tegangan yang sangat tinggi.

 alternator di mobil, yang sangat

kecil sebagai perbandingannya.

Dasar-dasar Generator AC :

 Berapapun ukurannya, semua

generator listrik, baik ac maupun dc,

bergantung kepada prinsip induksi magnet.

 EMF diinduksikan dalam sebuah

kumparan sebagai hasil dari (1) kumparan yang memotong medan

 Sepanjang ada gerak relative antara

sebuah konduktor dan medan magnet, tegangan akan diinduksikan dalam

konduktor.

 Bagian generator yang mendapat

induksi tegangan adalah armature.

 Agar gerak relative terjadi antara

konduktor dan medan magnet, semua generator haruslah mempunyai dua

Tipe Generator AC :

ROTATING-ARMATURE ALTERNATOR  Alternator armature bergerak

(rotating-armature alternator)

mempunyai konstruksi yang sama dengan generator dc yang mana

armature berputar dalam sebuah medan magnet stasioner.

 Pada generator dc, emf dibangkitkan

dalam belitan armature dan dikonversikan dari ac ke dc dengan menggunakan

 Pada alternator, tegangan ac yang

dibangkitkan tidak diubah menjadi dc dan

 diteruskan kepada beban dengan

menggunakan slip ring.

 Armature yang bergerak dapat

ROTATING-FIELD ALTERNATORS

 Alternator medan berputar

mempunyai belitan armature yang stasioner dan sebuah belitan medan yang berputar.

 Keuntungan menggunakan system

belitan armature stasioner adalah bahwa tegangan yang dihasilkan dapat dihubungkan langsung ke beban.

 Jenis armature berputar memerlukan

 Armature, sikat dan slip ring sangat sulit untuk

diisolasi, dan percikan bunga api dan hubung singkat dapat terjadi pada tegangan tinggi.

 Karenanya, alternator tegangan tinggi

biasanya menggunakan jenis medan

berputar. Karena tegangan yang dikenakan pada medan berputar adalah tegangan searah yang rendah, problem yang dijumpai pada tegangan tinggi tidak terjadi.

 Armature stasioner, atau stator, pada

alternator jenis ini mempunyai belitan yang dipotong oleh medan putar (rotating

 Tegangan yang dibangkitkan pada

armature sebagai hasil dari aksi potong ini adalah tegangan ac yang akan

dikirimkan kepada beban.

 Stator terdiri dari inti besi yang

Fungsi-Fungsi Komponen Alternator :

 Secara umum generator ac medan

berputar terdiri atas sebuah alternator dan sebuah generator dc kecil yang

dibangun dalam satu unit. Keluaran

dari alternator merupakan tegangan ac untuk menyuplai beban dan generator dc dikenal sebagai exciter untuk

 Exciter adalah sebuah generator dc

eksitasi sendiri dengan belitan shunt. Medan exciter menghasilkan intensitas fluks magnetic antara kutub-kutubnya. Ketika armature exciter berotasi dalam fluks medan exciter, tegangan

diinduksikan dalam belitan armature

 Karena arusnya adalah arus searah,

maka arus selalu mengalir dalam satu arah melalui medan alternator.

Sehingga, medan magnet dengan

polaritas tetap selalu terjadi sepanjang waktu dalam belitan medan alternator. Ketika alternator diputar, fluks

magnetiknya dilalukan sepanjang

belitan armature alternator. Tegangan bolak balik pada belitan armature

PRIME MOVER (Penggerak Utama)

 Semua generator, besar dan kecil, ac dan dc,

membutuhkan sebuah sumber daya mekanik untuk memutar rotornya. Sumber daya

mekanis ini disebut prime mover. Prime mover dibagi dalam dua kelompok yaitu

 Jenis prime mover memainkan peranan

penting dalam desain alternator karena kecepatan pada mana rotor diputar

ROTOR ALTERNATOR

 Ada dua jenis rotor yang digunakan untuk alternator medan berputar yaitu turbine-driven dan salient-pole rotor. Jenis

turbine-driven digunakan untuk

kecepatan tinggi dan salient-pole untuk kecepatan rendah. Belitan pada turbine-driven rotor disusun sedemikian rupa

sehingga membentuk dua atau empat kutub yang berbeda. Belitan-belitan

tersebut dilekatkan erat-erat di dalam

 Salient-pole rotor seringkali terdiri dari

beberapa kutub yang dibelit terpisah, dibautkan pada kerangka rotor. Salient-pole rotor mempunyai diameter yang lebih besar dari turbine-driven rotor. Pada putaran per menit yang sama, salient-pole memiliki gaya sentrifugal yang lebih besar. Untuk menjaga

keamanan dan keselatan sehingga belitannya tidak terlempar keluar

Karakteristik Alternator dan Batasannya

 Alternator di-rating berdasarkan tegangan yang dihasilkannya dan arus maksimum yang

mampu diberikannya. Arus maksimum

tergantung kepada rugi-rugi panas dalam

armature. Rugi panas ini (rugi daya I2R) akan

memanaskan konduktor, dan jika berlebihan akan merusak isolasi. Karenanya, alternator di-rating sesuai dengan arus ini dan tegangan

keluarannya – dalam volt-ampere atau untuk skala besar dalam kilovolt-ampere. Informasi mengenai kecepatan rotasinya, tegangan yang dihasilkan, batas arusnya dan karakteristik

Generator DC

Generator DC merupakan sebuah perangkat mesin listrik dinamis yang mengubah energi mekanis menjadi energi listrik.

Generator DC menghasilkan arus DC / arus searah.

Generator DC dibedakan menjadi beberapa jenis berdasarkan dari rangkaian belitan magnet atau penguat eksitasinya terhadap jangkar (anker), jenis generator DC yaitu:

1. Generator penguat terpisah 2. Generator shunt

1. Konstruksi Generator DC

Pada umumnya generator DC dibuat dengan menggunakan magnet permanent dengan

4-kutub rotor, regulator tegangan digital, proteksi terhadap beban lebih, starter eksitasi,

 Generator DC terdiri dua bagian, yaitu stator, yaitu bagian

mesin DC yang diam, dan bagian rotor, yaitu bagian mesin DC yang berputar. Bagian stator terdiri dari: rangka motor, belitan stator, sikat arang, bearing dan terminal box.

2. Prinsip kerja

Generator DC

 Pembangkitan tegangan induksi oleh sebuah

generator diperoleh melalui dua cara: • dengan menggunakan cincin-seret,

menghasilkan tegangan induksi bolak-balik. • dengan menggunakan komutator,

 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.

3. Jangkar Generator DC

 _{Jangkar adalah tempat lilitan pada rotor yang berbentuk}

silinder beralur. Belitan tersebut merupakan tempat

terbentuknya tegangan induksi. Pada umumnya jangkar

terbuat dari bahan yang kuat mempunyai sifat feromagnetik dengan permiabilitas yang cukup besar.

Permiabilitas yang besar diperlukan agar lilitan jangkar terletak pada derah yang induksi magnetnya besar,

sehingga tegangan induksi yang ditimbulkan juga besar. Belitan jangkar terdiri dari beberapa kumparan yang

4. Reaksi Jangkar

Fluks magnet yang ditimbulkan oleh kutub-kutub utama dari sebuah generator saat tanpa beban disebut Fluks Medan Utama (Gambar 5). Fluks ini memotong lilitan jangkar sehingga timbul tegangan induksi.

5. Jenis-Jenis Generator

DC

 Seperti telah disebutkan diawal, bahwa

generator DC berdasarkan dari rangkaian belitan magnet atau

penguat eksitasinya terhadap jangkar (anker) dibagi menjadi 3 jenis, yaitu: 1. Generator penguat terpisah

2. Generator shunt

•

Generator Penguat

Terpisah

 Pada generator penguat terpisah, belitan eksitasi (penguat

eksitasi) tidak terhubung menjadi satu dengan rotor. Terdapat dua jenis generator penguat terpisah, yaitu: 1. Penguat elektromagnetik (Gambar 8.a)

2. Magnet permanent / magnet tetap (Gambar 8.b)

• Generator Shunt

Pada generator shunt, penguat eksitasi E1-E2 terhubung paralel dengan rotor (A1-A2). Tegangan awal generator diperoleh dari magnet sisa yang terdapat pada medan magnet

stator. Rotor berputar dalam medan magnet yang lemah, dihasilkan tegangan yang akan memperkuat medan magnet stator, sampai dicapai tegangan nominalnya. Pengaturan arus eksitasi yang melewati belitan shunt E1-E2 diatur oleh tahanan geser. Makin besar arus eksitasi shunt, makin besar medan penguat shunt yang dihasilkan, dan tegangan terminal meningkat sampai mencapai tegangan

• Generator Kompon

Generator kompon mempunyai dua penguat eksitasi pada inti kutub utama yang sama. Satu penguat eksitasi merupakan penguat shunt, dan lainnya merupakan penguat seri. Diagram rangkaian generator

Sumber :