Pengukuran rapat fluks medan magnet generator knockdown.

Lendi Kotipki Ningdana.2015.

Pengukuran Rapat Fluks Medan Magnet Generator Knockdown.

Skripsi. Program Studi Pendidikan Fisika, Jurusan Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sanata Dharma,Yogyakarta.

Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen yang dilakukan untuk menghitung rapat fluks medan magnet (B) pada generator knockdown putaran rendah yang penulis rancang. Generator tersebut diukur kecepatan putar dan tegangan keluaran yang dihasilkannya. Hasil pengukuran kecepatan putar, tegangan keluaran, tinggi medan magnet dan jari-jari putar medan digunakan untuk menghitung rapat fluks medan magnet yang dihasilkan oleh generator knockdown putaran rendah dalam keadaan tanpa beban.

Lendi Kotipki Ningdana.2015.

Measurement of Knockdown Generator Magnetic Flux.

Thesis. Physics Education Studies Program, Department of Mathematics and Natural Sciences, Faculty of Teachers Training and Education,

Sanata Dharma University, Yogyakarta.

The conducted research is experiment to define the density of magnetic flux of low

speed generator which has been designed by the writer. Speed of the generator and

output voltage were measured to calculate it’s flux density as well as the physical

parameters of the device such as length of coils and radius of the poles.

The result shows that the density of its magnetic flux without any bulb added is

0,00257 T. Its means that the flux density of the generator is below the common of PM

generator flux. Therefore the generator still needs enhancement for improving it’s

i

PENGUKURAN RAPAT FLUKS MEDAN MAGNET GENERATOR KNOCKDOWN

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan (S1)

Program Studi Pendidikan Fisika

Disusun Oleh : Lendi Kotipki Ningdana

NIM : 101424051

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN IPA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

iv

HALAMAN PERSEMBAHAN

Skripsi ini ku persembahkan kepada

1. Bapakku almahrum Misolsinip Senep Klemens Ningdana dan Ibu tercinta Paripkur Aknes Asemki

2. Kakakku almahrum Tapki Taklipki Ningdana dan Adik-Adikku tercinta Atangdoki Lewis Ningdana dan Kaka Yambul Anselmus Ningdana.

3. Bapak-Bapakku almahrum Isom Kaseng Ningdana , almahrum Englokner Ningdana, almahrum Abidingki Barnabas Ningdana, almahrum Miminong Bernad Ningdana, almahrum Witki Fransiskus Ningdana, Almahrum Deladakan Bakim Ningdana, Okweng Abraham Ningdana, Pelemde Yunus Ningdana, Omyum Eliheser Ningdana, almahrum Omdobali Manu Ningdana, Yonmumki Martinus Ningdana, Abongbangup Ben Ningdana, almahrum Kupetwok Ningdana.

4. Kakak-kakakku tercinta Bakol Siprianus Ningdana, Denaweng Charles Ningdana, Abdakan Lazarus Ningdana, Tapki Frederickus Ningdana, Sabanip David Ningdana, Agus Ningdana

5. Ibuku tercinta Marsilia Uropmabin dan anak-anak tercinta Ida.A.F.Sewinip Ningdana, Ichonela Apomserip Ningdana dan Sisan L.G.Yelweng Ningdana. 6. Om tuaku Ngulanki Thomas Asemki dan mama Baptumdiwonip Dodopika

Alwolmabin.

7. Ibu-Ibu tercinta Yapimakot Murupkur Anselina Asemki, Dedenipkur Bernadeta Sasaka.

vii ABSTRAK

Lendi Kotipki Ningdana.2015.

Pengukuran Rapat Fluks Medan Magnet Generator Knockdown.

Skripsi. Program Studi Pendidikan Fisika, Jurusan Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sanata Dharma,Yogyakarta.

Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen yang dilakukan untuk menghitung rapat fluks medan magnet (B) pada generator knockdown putaran rendah yang penulis rancang. Generator tersebut diukur kecepatan putar dan tegangan keluaran yang dihasilkannya. Hasil pengukuran kecepatan putar, tegangan keluaran, tinggi medan magnet dan jari-jari putar medan digunakan untuk menghitung rapat fluks medan magnet yang dihasilkan oleh generator knockdown putaran rendah dalam keadaan tanpa beban.

viii ABSTRACT

Lendi Kotipki Ningdana.2015.

Measurement of Knockdown Generator Magnetic Flux.

Thesis. Physics Education Studies Program, Department of Mathematics and Natural Sciences, Faculty of Teachers Training and Education, Sanata Dharma University, Yogyakarta.

The conducted research is experiment to define the density of magnetic

flux of low speed generator which has been designed by the writer. Speed of

the generator and output voltage were measured to calculate it’s flux density

as well as the physical parameters of the device such as length of coils and

radius of the poles.

The result shows that the density of its magnetic flux without any bulb

added is 0,00257 T. Its means that the flux density of the generator is below

the common of PM generator flux. Therefore the generator still needs

ix

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan yang Maha Esa atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Skripsi yang berjudul ”Pengukuran Rapat Fluks Medan Magnet Generator Knock Down”.

Dalam penyelesaian skripsi ini penulis banyak mendapat bantuan, bimbingan dan arahan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada :

1. Rohandi, Ph.D. selaku Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sanata Dharma

2. A. Prasetyadi, M.Si. selaku Dosen Pembimbing, yang telah meluangkan waktu, tenaga, dan dengan sabar memberikan bimbingan, saran serta semangat sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

3. Pemerintah Kabupaten Pegunungan Bintang Provinsi-Papua yang telah membiayai kebutuhan akademis maupun non akademis dari awal sampai akhir penulisan skripsi ini.

4. Dr. Ign. Edi Santosa, M.S. selaku Ketua Program Studi Pendidikan Fisika dan Kepala Lab Fisika serta dosen penguji, atas semua saran dan masukan yang berguna demi penyempurnaan skripsi ini.

5. Drs. Domi Severinus, M.Si. sebagai dosen penguji atas semua saran dan masukan yang berguna demi penyempurnaan skripsi ini.

x

7. Segenap staf karyawan sekretariat JPMIPA atas segala bantuan yang telah diberikan.

8. Bapak P. Ngadiono sebagai Laboran Fisika yang telah menyediakan dan bersedia mempercayakan alat-alat kepada peneliti dalam melakukan penelitian.

9. Bapak Ir. Doddy Purwodianto, M.T. sebagai Kepala Lab Teknik Mesin dan Bapak Michael Intan Widanarko sebagai Laboran Teknik Mesin yang bersedia menyediakan ala-alat penelitian dan mempercayakan alat-alat kepada peneliti dalam melakukan penelitian.

10.Orangtua serta kakak-kakakku, atas segala bimbingan, dukungan, kasih sayang, dan doa yang tulus kepada penulis.

11.Teman seperjuanganku, atas dukungan dan doanya Ulbung Sigenen Baptista Maksimus Asiki dan almahrum Iri Pimchan Alpius Nalsa.

12.Teman seperjuanganku Wilfrida Mayasti Obina yang selalu memberikan semangat, motifasi, dan lain-lainnya yang penulis tidak bisa sebutkan satu per satu dalam aktifitas kuliah.

13.Sahabatku Andrias Pradah Haryono, atas bantuannya dalam mendampingi, membantu melengkapi penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

14.Teman-teman Pendidikan Fisika angkatan 2009 yang atas dukungan dan doa yang diberikan kepada penulis.

15.Teman-teman Komunitas Mahasiswa dan Pelajar Kabupaten Pegunungan Bintang Se-Jawa,Bali,Sulawesi,Kalimantan dan Sumatera (KOMAPO) yang selalu menghibur dan memberikan semangat kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.

xi

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari para pembaca demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca.

Akhir kata, penulis memohon maaf apabila dalam penulisan skripsi ini terdapat banyak kesalahan.

xii DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL...………..i

HALAMAN PERSETUJUAN UJIAN...ii

HALAMAN PENGESAHAN………...………....iii

HALAMAN PERSEMBAHAN……….………..……....iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA……….………..….v

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPERLUAN AKADEMIS...………vi

ABSTRAK………...………….vii

ABSTRACT………..………..viii

KATA PENGANTAR………..………....ix

DAFTAR ISI………....xii

DAFTAR GAMBAR DAN GRAFIK………..……..xiv

BAB I PENDAHULUAN………...…....1

A. LATAR BELAKANG MASALAH………...1

xiii

C. RUMUSAN MASALAH...3

D. TUJUAN………...4

BAB II LANDASAN TEORI………...5

BAB III METODOLOGI………...9

A. DESAIN PENELITIAN………...9

B. PARAMETER YANG DIUKUR………...16

C. PROSEDUR ANALISIS DATA………...16

BAB IV DATA DAN ANALISIS DATA………....18

A. PENYAJIAN DATA………...18

B. ANALISIS DAN DISKUSI………...20

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN………...28

A. KESIMPULAN PENELITIAN………...28

B. SARAN………...29

xiv

DAFTAR GAMBAR DAN GRAFIK

Gambar 2.1

Grafik hubungan antara tegangan terhadap kecepatan anguler

8

Gambar 3.1

Bentuk-bentuk ukuran akrilik yang digambar dalam coreldraw

10

Gambar 3.2

Rangka generator akrilik yang sudah jadi dari sisi depan 10

Gambar 3.3

Rangka generator akrilik dari sisi samping nampak magnet berada di dalam

Penampang generator knockdown secara umum menunjukkan muka generator, belakang generator

,tinggi (t) dan jari-jari (r) dari pusat putaran 14 Gambar

4.1

Grafik hubungan tegangan keluaran (V) terhadap kecepatan putar (nr).

21

Gambar 4.2

Grafik hubungan tegangan keluaran terhadap kecepatan anguler

22

Gambar 4.3

1 BAB I

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG MASALAH

Ketersediaan energi listrik merupakan salah satu tantangan Kabupaten Pegunungan Bintang yang harus diatasi oleh Pemerintah Kabupaten Pegunungan Bintang maupun para akademisi untuk mempermudah aktifitas masyarakat. Hal ini diperlukan karena di lapangan energi listrik tidak tersedia dalam jumlah yang memadai di Kabupaten Pegunungan Bintang, sekalipun tersedia banyak sumber energi alternatif.

Dilihat dari letak geografis dan luas wilayah, Kabupaten Pegunungan Bintang merupakan salah satu kabupaten di Indonesia yang memiliki sumber daya alam yang memadai. Artinya bahwa di Kabupaten Pegunungan Bintang tersedia banyak sumber energi alternatif yang dapat dimanfaatkan dengan baik namun belum termanfaatkan karena tidak tersedianya teknologi pembangkit.

listrik energi alternatif adalah tersedianya generator sebagai salah satu alternatif untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik.

Generator bagi energi alternatif biasanya memiliki rapat fluks medan magnet (B) yang besar sehingga dapat bekerja pada putaran yang rendah. Hal ini dilakukan untuk menghasilkan jumlah energi listrik yang besar sehingga dapat digunakan secara maksimal oleh masyarakat.

Pengukuran rapat fluks medan magnet (B) pada generator buatan sendiri yang dirancang untuk dipergunakan bagi sumber energi alternatif penting untuk dilakukan. Artinya bahwa dengan adanya generator buatan sendiri ini menjadi salah satu solusi untuk mengatasi masalah energi listrik di Kabupaten Pegunungan Bintang.

Pada umumnya generator yang baik atau cocok untuk membangkitkan energi listrik dalam jumlah yang ideal adalah dengan rapat fluks medan magnet (B) yang besarnya di atas 0,1 tesla.

B. PEMBATASAN MASALAH

menjadi lebih terarah dan dapat mencapai hasil yang diharapkan. Adapun batasan masalah pada penulisan skripsi ini adalah :

1. Generator yang diuji adalah generator putaran rendah yang dibuat dengan kerangka akrilik, dengan magnet berdimensi persegi panjang yang memiliki panjang magnet 25 mm, lebar magnet 15 mm, tinggi magnet 5 mm, 8 kutub magnet, 1220 lilitan pada generator, jenis generator radial dan jenis magnet ND-35,

2. Mengukur tegangan keluaran yang dihasilkan oleh generator knockdown, 3. Karakteristik rapat fluks medan magnet (B) ketika generator dalam

keadaan rangkaian terbuka.

C. RUMUSAN MASALAH

Berdasarkan latar belakang dan pembatasan masalah tersebut di atas maka dapat dibuat rumusan masalahnya adalah sebagai berikut :

1. Merancang generator knockdown dengan rangka akrilik,

2. Mengukur tegangan keluaran yang dihasilkan oleh generator knockdown,

D. TUJUAN

Adapun tujuan dari penulisan skripsi ini adalah sebagai berikut : 1. Merancang generator knockdown,

2. Mengukur tegangan keluaran yang dihasilkan oleh generator knockdown,

5 BAB II

LANDASAN TEORI

Menurut Hukum Lorentz terdapat gaya yang ditimbulkan oleh muatan listrik yang bergerak atau oleh arus listrik yang berada dalam suatu rapat fluks medan magnet B. Arah gaya ini akan mengikuti arah maju sekrup yang diputar dari arah vektor gerak muatan listrik v ke arah rapat fluks medan magnet B. Dengan kata lain gaya yang bekerja pada suatu muatan yang bergerak dalam medan listrik adalah sama dengan besarnya hasil perkalian muatan dengan medan listrik ditambah dengan perkalian muatan dengan perkalian silang antara kecepatan v muatan dengan rapat fluks medan magnet B dapat dinyatakan sebagai (Achyanto, 1997).

F Q( E v B ) dalam satuan tesla dan kecepatan v dalam satuan m/s.

listrik yang tidak tergantung pada gerak ( muatan yang tidak bergerak ) yang interaksi medan magnet yang besarnya adalah _

 sepanjang l yang bergerak dengan kecepatan v tegak lurus terhadap rapat fluks medan magnet B dapat dituliskan sebagai (Tipler,1996).

v l B

ε (2.2)

dengan

ε

adalah GGL induksi dalam volt, B dalam tesla, l dalam meter dan v dalam

meter per sekon. Hukum Faraday menjadi dasar perhitungan GGL pada generator.

Generator listrik mempunyai 2 jenis yaitu generator listrik AC dan generator listrik DC. Generator listrik AC mempunyai dua kutub stator sehingga apabila kutub-kutub magnet yang berlawanan dihadapkan maka akan menimbulkan sebuah medan magnet. Sedangkan generator listrik DC mempunyai komutator sehingga arus listrik yang akan dihasilkan berupa arus listrik DC sekalipun sumbernya berupa arus listrik AC.

Besar tegangan pada generator secara umum dapat dinyatakan sebagai (Bahtiar,2007)

dt dΦ

V (2.3)

Karena rapat fluks medan magnet dianggap konstan dan tinggi permukaan dibuat tetap dalam perancangan generator knockdown tersebut, persamaan (2.5) dapat di tuliskan lagi menjadi

dt B.n.dx

V  (2.6)

Perubahan jarak terhadap waktu berlangsung di dalam geometri berupa lingkaran sehingga perubahan jarak terhadap waktu adalah fungsi kecepatan anguler

r

 . Persamaan potensial dapat dituliskan sebagai

B.n.r.ω

V (2.7) Persamaan (2.7) di atas menunjukkan besar tegangan potensial pada generator knockdown. Dengan kita menganggap bahwa rapat fluks medan magnet, tinggi total permukaan medan magnet dan jari-jari lintasan medan magnet adalah sebuah tetapan maka persamaan (2.7) dapat diperoleh menjadi

C.ω

V (2.8) dengan CB.n .r _{sehingga dapat dipunyai grafik hubungan antara tegangan V}

sebagai fungsi kecepatan anguler ω sebagai berikut : C adalah gradien V terhadap seperti pada gambar 2.1 di bawah ini.

Gambar 2.1. Grafik hubungan antara tegangan terhadap kecepatan anguler C

C V

9

BAB III

METODOLOGI

A. DESAIN PENELITIAN

Penelitian ini adalah penelitian eksperimen untuk mengukur rapat fluks medan magnet (B) pada generator knockdown dengan kerangka akrilik.

Langkah-langkah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : a. Desain Ukuran Akrilik

Pada awalnya generator knockdown digambar dengan menggunakan program coreldraw pada laptop untuk menentukan ukuran-ukuran. Ukuran-ukuran tersebut digambar berdasarkan ukuran magnet yang akan digunakan. Program coreldraw digunakan untuk menggambar ukuran-ukuran magnet karena program ini memiliki ukuran yang sesuai dengan pemotongan akrilik. Disain part-part (gambar-gambar) penyusun rangka akrilik generator ditunjukan pada gambar 3.1.

Gambar 3.1. Bentuk-bentuk ukuran akrilik yang digambar dalam coreldraw

Gambar 3.3. Rangka generator bagian akrilik dari sisi samping. Nampak magnet berada di dalam

Gambar 3.2 dan 3.3 merupakan bagian-bagian kerangka akrilik yang digambar dalam coreldraw dan digabungkan atau dilem dari sisi muka generator maupun sisi belakang generator. Dimana pada gambar 3.2 merupakan gambar yang diambil dari sisi muka generator sedangkan pada gambar 3.3 merupakan gambar yang diambil dari sisi samping generator dan tempat lilitan email (kawat).

b. Jenis Magnet dan Ukuran Magnet yang Digunakan

panjang 25 mm, lebar 15 mm dan tinggi 5 mm. Magnet ND-35 digunakan dalam perancangan generator knockdown karena magnet ND bersifat permanen dan kuat. Magnet ND (Neodium) atau sering juga disebut sebagai NdFeB,NIB atau magnet Neo yang juga merupakan sejenis magnet yang terbuat dari campuran logam neodium.

c. Lilitan Email (Kawat)

Proses pembuatan lilitan email pada perancangan generator knockdown dimulai dengan meletakkan salah satu ujung email pada kutub utara maupun kutub selatan magnet. Setelah meletakkan ujung email pada kutub utara atau kutub selatan magnet lalu dilakukan lilitan pada generator knockdown secara periodik. Proses lilitan satu sisi berlawanan arah dengan sisi lainnya yang berdekatan. Lilitan email berlawanan arah pada sisi yang berdekatan dengan maksud agar GGL listrik yang dihasilkan tidak saling menghilangkan.

yang masing-masing terdiri dari 20 lilitan dan tiga sisi lainnya tetap mempunyai tujuh kumparan yang masing-masing terdiri dari 20 lilitan. Artinya bahwa lima sisi mempunyai jumlah kumparan dan lilitan dalam satu kali putaran adalah sama yaitu delapan kumparan 20 lilitan (8 kumparan × 5 sisi ×20 lilitan = 800 lilitan), sedangkan tiga sisi lainnya tetap mempunyai tujuh kumparan yang jumlah lilitannya sama yaitu 20 lilitan dalam satu kali putaran (7 kumparan × 3 sisi × 20 lilitan = 420 lilitan), sehingga jumlah lilitan email dalam generator knockdown ini adalah 1220 lilitan.

Gambar 3.4. Penampang tinggi (t) generator dari salah satu sisi lilitan email Jari-jari

Gambar 3.5. Penampang generator knockdown secara umum menunjukkan muka generator, belakang generator ,tinggi (t) dan

jari-jari (r) dari pusat putaran

Gambar 3.4 dan 3.5 menunjukkan penampang generator knockdown setelah diberi lilitan. Gambar tersebut menunjukkan kejelasan dua kali tinggi lilitan email dari salah satu sisi magnet dan jari-jari dari pusat putaran generator. Dua kali tinggi dikalikan jumlah lilitan email (N) adalah n sehingga persamaannya adalah n2t

 

N . Besaran t dalam

Jari-jari (r) Muka

gen

cm dan N adalah jumlah lilitan email sehingga n mempunyai dimensi panjang.

Pengukuran tinggi lilitan dilakukan pada salah satu sisi medan magnet karena semua sisi (delapan sisi) medan magnet dari hasil pengukuran besarnya sama. Hasil pengukuran tinggi (t) untuk salah satu sisi yang mewakili tujuh sisi lainnya sebesar 7 cm, namun pada salah satu sisi medan magnet mempunyai dua kali tinggi medan magnet sehingga tingginya menjadi 14 cm . Artinya bahwa hasil pengukuran dua kali tinggi untuk semua sisi ( tinggi delapan sisi) medan magnet besarnya sama untuk generator knockdown tersebut. Sedangkan hasil pengukuran jari-jari (r) pada segi delapan akrilik adalah sebesar 64 mm.

Hasil perhitungan pengukuran dua kali tinggi (t) lilitan email dikalikan dengan jumlah lilitan (N) atau hasil pengukuran dua kali tinggi permukaan medan magnet dikalikan dengan jumlah lilitan perancangan generator knockdown adalah seperti di bawah ini:

B. PARAMETER YANG DIUKUR

Parameter yang diukur dalam penelitian eksperimen ini adalah: 1. Tegangan Terminal Keluaran

Pengukuran tegangan terminal keluaran yang dihasilkan oleh generator knockdown dapat diukur dengan menggunakan multimeter. 2. Kecepatan Anguler (ω)

Kecepatan anguler (putar) dari perancangan generator knockdown dapat diukur dengan tachometer. Hasil pengukuran tachometer dalam putaran per menit (nr) sehingga persamaan yang dapat digunakan untuk memperoleh kecepatan anguler dari hasil pengukuran

adalah

jumlah rotasi atau putaran permenit (Prasetyadi,2013) .

C. PROSEDUR ANALISIS DATA

r.

ω

.

B.n

V



. (3.1) Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen yang bertujuan untuk menentukkan rapat fluks medan magnet (B). Dimana rapat fluks medan magnet (B) merupakan hasil pembagian tegangan terminal keluaran (V) dibagi dengan tinggi total dua kali tinggi total lilitan email (t) kali jari-jari putaran medan magnet (r) dikalikan dengan kecepatan anguler (kecepatan rotasi) (ω) sehingga persamaan (3.1) dapat dituliskan menjadi

Namun dapat diketahui bahwa rapat fluks medan magnet (B), dua kali tinggi total lilitan email (n) dan jari-jari putar (r) tetap sehingga dapat dijadikan sebagai sebuah variabel C maka persamaan tersebut dapat dituliskan menjadi

V



C



ω

. Dimana C merupakan gradien grafik yang diperoleh dari grafik tegangan terminal keluaran (V) terhadap kecepatan anguler (ω).

Dengan mengetahui gradien grafik (C) dari grafik hubungan tegangan terminal keluaran (V) terhadap kecepatan anguler (ω) maka besar hasil penelitian

eskperimen dan hasil pengukuran rapat fluks medan magnet (B) adalah gradien grafik (C) dibagi dua kali tinggi total lilitan email (n) dikalikan dengan jari-jari putaran (r) sehingga persamaannya dapat dituliskan menjadi

r . n

C

18 BAB IV

DATA DAN ANALISIS DATA

A. PENYAJIAN DATA

Hasil pengukuran generator knockdown yang dilakukan pada tanggal, 08 April 2015 ditunjukkan pada tabel 4.1

Tabel 4.1.Kecepatan putar, tegangan dan arus generator knockdown

B. ANALISIS DAN DISKUSI lampu ini yang mempunyai nilai positif menunjukkan nilai gradiennya posisif. Hal ini juga menunjukkan bahwa apabila kecepatan putar ditambahkan maka tegangan keluarannya menjadi lebih besar atau sebaliknya apabila kecepatan putar dikurangi maka tegangan keluarannya menjadi lebih kecil.

Dari gambar 4.1 untuk satu lampu dan dua lampu bila y1&2 = 0 maka x1 = 92,9 rpm dan x2 = 108,05882 rpm. Artinya bahwa kecepatan minimumnya adalah adalah 92,9 rpm dan 108,05882 rpm. Pada keadaan ini tegangan yang dihasilkan adalah nol karena pada keadaan tersebut tegangannya tidak bisa diukur.

Kecepatan anguler dapat diperoleh dari persamaan

s 30 π ω

n

r

untuk seluruh

putaran pada masing-masing lampu. Misalnya dari tabel 4.1 pada putaran 1440 rpm

adalah







150,72rad_s

Gambar 4.1.Grafik hubungan tegangan keluaran (V) terhadap kecepatan putar (nr)

Gambar 4.2. Grafik hubungan tegangan keluaran terhadap kecepatan anguler

Grafik tegangan keluaran (V) terhadap kecepatan anguler (ω) pada gambar

fluks medan magnet tanpa beban lebih besar dari pada dengan adanya beban. Karena dalam keadaan tanpa beban tidak terjadi arus yang menghasilkan medan perlawanan.

Dari hasil gradien masing-masing lampu ini menunjukkan bahwa apabila kecepatan angulernya bertambah maka tegangan keluarannya menjadi lebih besar atau sebaliknya apabila kecepatan angulernya dikurangi maka tegangan keluarannya menjadi lebih kecil.

Jadi, dari gambar 4.1 dan gambar 4.2 dapat disimpulkan bahwa apabila kecepatan putarnya (nr) ditambahkan maka kecepatan anguler (ω) akan semakin besar dan tegangan keluarannya (V) juga akan semakin besar pula.

Gradien grafik pada gambar 4.2 dapat digunakan untuk menentukan rapat fluks medan magnet (B). Besar rapat fluks medan magnet (B) dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan (3.3).

Dengan memberikan satu buah lampu beban, diperoleh rapat fluks medan magnetnya menjadi 0,00207 T, jika dua buah lampu dipergunakan sebagai beban maka rapat fluks medan magnet menjadi 0,00168 T . Rapat fluks medan magnet ini berkurang dengan bertambahnya jumlah beban lampu. Ini menunjukkan bahwa pertambahan beban mengurangi B efektif yang bekerja pada generator.

Tabel 4.2. Kecepatan putar,tegangan keluaran, kecepatan anguler,arus dan daya pada satu lampu dan dua lampu

Gambar 4.3. Grafik hubungan daya terhadap kecepatan anguler

Dari grafik 4.3 dapat diketahui bahwa daya maksimum untuk satu lampu terletak pada kecepatan anguler (ω) ke 130 rad/s yaitu sebesar 0,2165 Ws/rad dan daya maksimum pada dua lampu terletak pada kecepatan anguler (ω) ke 130 rad/s

lampu. Hal ini juga menunjukkan bahwa generator ini bekerja optimal pada putaran 130 rad/s atau

 

  

rpm 1242,03822 3,14

3900 3,14

130 30 π

ω 30

28 BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. KESIMPULAN PENELITIAN

Berhasil dirancang generator knockdown putaran rendah dengan kerangka akrilik, menggunakan magnet ND-35 yang memiliki 8 kutub dan 1220 lilitan total yang disatukan dengan lem epoxy. Generator ini dapat dikembangkan untuk sistem energi alternatif karena memiliki jumlah kutub yang bekerja pada putaran yang rendah.

Tegangan keluaran generator knockdown dalam keadaan tanpa beban mengikuti persamaan V0,0025nr 0,0128. Tegangan keluaran satu buah beban

10 W dan 12 Volt adalah V0,002n_r 0,1858. Sedangkan tegangan keluaran dua buah beban 20 W dan 12 Volt adalah V0,0017n_r 0,2757. Parameter nr adalah kecepatan putar dalam rpm.

A. SARAN

30

DAFTAR PUSTAKA

Achyanto Djoko (Terjemahan) (Sekolah Tinggi Teknologi Angkatan Laut Jakarta). 1997. Mesin-Mesin Listrik, Edisi Keempat. Erlangga,Ciracas,Jakarta.

Bahtiar Ayi. 2007. Handout Kuliah Listrik Magnet II, Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Padjadjaran Bandung.

Nurohman Sabar,M.Pd. Diktat Kuliah Induksi Elektromagnetik. Jurusan Pendidikan Fisika FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta.

Prasetyadi,A. 2013. Generator Radial Magnet Permanen ND-35 Phasa Tunggal dengan Rangka Akrilik Knockdown.Prosiding Seminar RiTekTra 2013.