Induksi Elektromagnetik GGL induksi Generator Dinamo Trafo Cara kerja Trafo Jenis-jenis Trafo Persamaan pada Trafo Efisiensi Trafo Kegunaan Trafo
A. GGL induksi Hubungan Pergerakan garis medan magnetik dengan timbulnya GGL induksi Jika arus listrik dapat menimbulkan medan magnet, apakah medan magnet juga dapat menimbulkan arus listrik?
Seorang ilmuwan dari Jerman yang bernama Michael Faraday (1991 1867) memiliki gagasan dapatkah medan magnet menghasilkan arus listrik? Gagasan ini didasarkan oleh adanya penemuan dari Oersted bahwa arus listrik dapat menghasilkan medan magnet. Pada tahun 1831 Faraday berhasil membangkitkan arus listrik dengan menggunakan medan magnet.
Pada saat magnet digerakkan (keluar- masuk) dalam kumparan jarum pada galvanometer menyimpang. Galvanometer Jarum galvanometer menyimpang hanya jika magnet digerakkan dalam kumparan. Penyimpangan jarum galvanometer menunjukkan bahwa di dalam kumparan mengalir arus listrik. Arus listrik seperti ini disebut arus induksi. Arus listrik timbul karena pada ujung-ujung kumparan timbul beda potensial. Beda potensial ini disebut gaya gerak listrik induksi (ggl induksi)
Penyebab timbulnya ggl induksi Timbulnya ggl induksi pada ujung-ujung kumparan disebabkan karena adanya perubahan garis gaya magnetik yang memotong kumparan. Sedangkan peristiwa terjadinya tegangan pada ujung-ujung kumparan karena adanya perubahan jumlah garis-garis gaya magnet disebut dengan induksi elektromagnetik
Faktor-faktor yang menentukan besar ggl 1) Banyaknya lilitan kumparan 2) Kecepatan keluar masuk magnet ke dalam kumparan 3) Kuat magnet yang digunakan.
B. Generator Generator adalah alat yang dapat membangkitkan gaya gerak listrik yang besar. Contoh model generator
1. Prinsip Kerja Generator Prinsip kerja generator adalah kumparan yang berputar di dalam medan magnet tetap Sikat-sikat Cincin
2. Jenis-jenis generator Generator ada 2 jenis, yaitu : a. Generator arus bolak balik (AC) Generator AC terdiri dari sebuah kutub Utara dan kutub Selatan magnet permanen berbentuk U, kumparan, cincin logam dan sikat dari karbon. Contoh : generator pada pembangkit listrik Cincin ganda Magnet U S Putar Sikat karbon Galvanometer
b. Generator arus searah (DC) Komponen generator DC sebenarnya hampir sama dengan komponen generator AC. Perbedaannya adalah terletak pada cincin belah (komutator). Magnet U S Putar Komutator Galvanometer
C. Dinamo Dinamo adalah alat untuk membangkitkan energi listrik yang kecil. Dinamo dan generator sama-sama mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Pada dinamo magnet berputar di dalam kumparan. 1. Prinsip kerja Dinamo Poros dinamo dihubungkan dengan roda sepeda, sehingga ketika roda berputar poros dinamo akan ikut berputar dan akan memutar magnet silinder dalam kumparan sehingga menghasilkan garis gaya magnet yang berubah-ubah. Maka terjadilah gaya gerak listrik induksi pada ujung-ujung kumparan.
Dinamo Sepeda ( Arus searah / DC ) Dinamo sepeda menggunakan roda untuk memutar magnet. Ggl induksi yang timbul pada dinamo digunakan untuk menyalakan lampu. Kumparan Ke lampu Magnet Semakin cepat roda berputar semakin terang nyala lampunya.
2. Jenis-jenis Dinamo Dinamo terdiri atas 2 jenis, yaitu dinamo AC dan DC. Jadi jenis dinamo sama dengan jenis-jenis generator. Magnet U S Putar Komutator Galvanometer Skema dinamo DC
D. Transformator ( Trafo ) Trafo pada jaringan PLN Trafo pada pesawat radio Transformator adalah alat yang digunakan untuk mengubah tegangan bolak-balik (AC) dari suatu nilai tertentu ke nilai yang kita inginkan.
1. Cara Kerja Trafo Arus bolak-balik menyebabkan terjadinya perubahan medan magnet pada kumparan primer. Perubahan medan magnetik pada kumparan sekunder menghasilkan ggl induksi. Perubahan medan magnet pada kumparan primer diteruskan oleh inti besi lunak ke kumparan sekunder.
2. Jenis-jenis Trafo a. Trafo Step Up Trafo yang digunakan untuk menaikkan tegangan listrik Ciri-cirinya : 1) Np < Ns (jumlah lilitan primer lebih kecil daripada jumlah lilitan sekunder) 2) Vp < Vs (tegangan primer lebih kecil daripada tegangan sekunder) 3) Ip > Is (kuat arus primer lebih besar daripada kuat arus sekunder) Vp Np Ns Vs
b. Trafo Step Down Trafo yang digunakan untuk menurunkan tegangan listrik Ciri-cirinya : 1) Np > Ns (jumlah lilitan primer lebih besar daripada jumlah lilitan sekunder) 2) Vp > Vs (tegangan primer lebih besar daripada tegangan sekunder) 3) Ip <Is (kuat arus primer lebih kecil daripada kuat arus sekunder) Vp Np Ns Vs
3. Persamaan Transformator a. Pada transformator jumlah lilitan transformator sebanding dengan tegangannya. Np = Jumlah lilitan primer Np Vp Ns Vs Ns = Jumlah lilitan sekunder Vp = Tegangan primer Vs = Tegangan sekunder
b. Pada transformator jumlah lilitan transformator berbanding terbalik dengan kuat arus listrik. Np = Jumlah lilitan primer Np Is Ns Ip Ns = Jumlah lilitan sekunder Ip = Kuat arus primer Is = Kuat arus sekunder
b. Pada transformator tegangan pada transformator berbanding terbalik dengan kuat arus listrik. Vp = tegangan primer Vp Is Vs Ip Vs = tegangan sekunder Ip = Kuat arus primer Is = Kuat arus sekunder Dari persamaan-persamaan tersebut, maka dapat dituliskan persamaan hubungan antara N, V dan I sebagai berikut : Np Ns Vp Vs Is Ip
4. Efisiensi Transformator Efisiensi Transformator adalah perbandingan energi yang keluar dari transformator dengan energi yang masuk pada transformator η η η Ws Wp Ps Pp Vs Is Vp Ip x100% x100% x100% η = Efisiensi transformator Ws = energi sekunder Wp = energi primer Ps = daya sekunder Pp = daya primer
5. Penggunaan trafo dalam kehidupan sehari-hari Trafo digunakan pada : a. Power supply (catu daya) b. Adaptor (penyearah arus) c. Transmisi listrik jarak jauh (lihat selanjutnya) d. Alat-alat elektronika (radio, tape, dll) Power Supply Adaptor Radio/tape
Transmisi daya listrik jarak jauh Transmisi daya listrik dari pembangkit listrik ke konsumen menggunakan tegangan tinggi. Untuk itu diperlukan transformator peningkat (step-up) dan transformator penurun (step-down).
SKEMA SISTEM TRANSMISI LISTRIK JARAK JAUH Gardu penurun tegangan dari 150 KV menjadi tegangan menengah 20 kv PLTU Jaringan tranmisi tegangan tinggi Siap digunakan oleh konsumen Jaringan transmisi tegangan menengah Gardu penurun tegangan dari 20 kv menjadi 220 V
Evaluasi