Nama : Kamaruddin OpuNIM/ PRODI: 2010042027/ TEK.ELEKTROSemester: 4 (empat)Mata Kuliah: Mesin Arus Searah

Tugas

A. PRINSIP KERJA MESIN SEARAHMesin arus searah dapat berupa generator DC atau motor DC. Untuk membedakan sebagai generator atau motor dari mesin difungsikan sebagai apa. Generator DC alat yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik DC. Motor DC alat yang mengubah energi listrik DC menjadi energi mekanik putaran. Sebuah motor DC dapat difungsikan sebagai generator, atau sebaliknya generator DC bisa difungsikan sebagai motor DC.

Struktur Dasar Mesin Listrik Struktur sebuah mesin listrik mempunyai dua komponen utama, yaitu stator dan rotor, yang dipisah oleh celah udara. Stator: bagian yang tak bergerak dan biasanya terdapat pada luar rangka mesin . Rotor: bagian yang bergerak bebas dan biasanya terdapat di dalam rangka mesin . rotor dan stator keduanya terbuat dari besi yang mengandung magnet.

Mesin arus searah ialah mesin listrik yang digerakkan oleh arus searah (direct current) atau yang menghasilkan tegangan searah. Jika mesin tersebut mengubah tenaga mekanik menjadi tenaga listrik arus searah disebut generator arus searah. Generator arus searah bekerja berdasarkan prinsip hukum Faraday yang membuktikan bahwa sebuah kumparan akan membangkitkan gaya gerak listrik induksi apabila jumlah garis gaya yang dilingkupi oleh kumparan tersebut berubah-ubah.Prinsip kerja generator DC berdasarkan pada kaidah tangan kanan. Sepasang magnet permanen utara-selatan menghasilkan garis medan magnet , kawat penghantar di atastelapak tangan kanan ditembus garis medan magnet . Jika kawat digerakkan ke arah ibu jari, maka dalam kawat dihasilkan arus listrik I yang searah dengan keempat arah jari tangan.

Gambar Kaidah Tangan Kanan

Prinsip kerja suatu motor arus searah adalah suatu kumparan jangkar terdiri dari belitan dan terletak diantara kutub-kutub magnet. Kalau kumparan dilalui arus maka pada kedua sisi kumparan bekerja gaya Lorentz. Aturan tangan kiri dapat digunakan untuk menentukan arah gaya Lorentz, dimana gaya jatuh pada telapak tangan, jari-jari yang yang direntangkan menunjukkan arah arus, maka ibu jari yang direntangkan menunjukkan arah gaya.Prinsip motor listrik berdasarkan pada kaidah tangan kiri. Sepasang magnet permanen utara - selatan menghasilkan garis medan magnet , kawat penghantar diatas telapak tangan kiri ditembus garis medan magnet . Jika kawat dialirkan arus listrik DC sebesar I searah keempat jari tangan, maka kawat mendapatkan gaya sebesar F searah ibu jari.

Gambar Aturan Tangan Kiri untuk Prinsip Kerja Motor DC

B. RANGKAIAN EKUIVALENRangkaian Ekuivalen Mesin Arus Searah (DC)Rangkaian ekuivalen mesin DC baik itu motor DC maupun generator DC memiliki dua komponen yaitu: Rangkaian jangkar: sebuah tegangan sumber yang terhubung secara seri dengan sebuah hambatan (hambatan jangkar). Kumparan jangkar memiliki hambatan dengan simbol Ra. Rangkaian medan: kumparan yang membangkitkan sebuah medan magnet yang terhubung seri dengan sebuah hambatan. Kumparan medan memiliki hambatan dengan simbol Rf.

Gambar contoh skema rangkaian ekuivalen pada mesin DC penguat terpisah

C. CONTOH SOAL DAN PEMBAHASAN MESIN ARUS SEARAH (DC)1. Sebuah Generator DC Shunt memberi arus ke beban 450 ampere, dengan tegangan 230 V. Tahanan medan 50 ohm, tahanan jangkar 0.003 ohm. Hitung EMF yang dibangkitkan.2. Sebuah Generator DC shunt, 25 kw, 250 volt, mempunyai tahanan jangkar dan medan berturut-turut 0.06 ohm dan 100 ohm. Hitunglah daya total jangkar yang dipakai apabila dijalankan :a. Sebagai generator, memberikan keluaran 25 Kw !b. Sebagai motor mengambil masukan 25 Kw !

Penyelesaian :a. Diketahui : Rf = 50 ohmRa = 0.03 ohmVt = 230 VIL = 450 ADitanyakan: Ea (volt) ?dijawab:Ia = IL + If = 4.6 ampere

Ia = 450 + 4.6 = 454.6 ampereEa = Vt + Ia RaEa = 230 + 455.6 x 0.03 = 243.6 volt.Jadi total EMF yang dibangkitkan Ea = 100 + 5.2 + 2 = 107.2 volt.

2. Diketahui : Rf = 100 ohmRa = 0.06 ohmVt = 250 VP = 25 kwDitanyakan: Pa (kw) ?dijawab: Sebagai Generator = 100 ampereIa = IL + If = 2.5 ampere

Ia = 100 + 2.5 = 102.5 ampere

EMF yang dibangkitkanEa = Vt + IaRa= 250 + 102.5 x 0.06= 256.15 voltDaya total yang dipakai dalam jangkarPa = EaIa watt= 256.15 x 102.5= 26255.375 watt= 26.25 kw

Sebagai MotorArus masukan motor (IL)IL = = 100 ampereIa = IL - If If = = 2.5 ampere

Ia = 100 - 2.5 = 97.5 ampere

EMF yang dibangkitkanEb = Vt - IaRa= 250 - 97.5 x 0.06= 244.15 voltDaya total yang dipakai dalam jangkarPa = EbIa watt= 244.15 x 97.5= 23804.625 watt= 23.8 kwa'

b

c'

a

b'

c

Stator

Rotor