Generator
Pada saat ini membangkitkan ggl melalui induksi berdasarkan hukum Faraday, merupakan satu cara untuk memperoleh energi listrik. Kebanyakan energi listrik yang kita gunakan berasal dari perubahan energi melalui proses induksi elektromagnetik.
Sebuah generator dapat diartikan sebagai alat pembangkit energi listrik, yang berarti pula sebagai pengubah energi, karena energi listrik diperoleh dari energi lain. Generator juga diartikan sebagai pengubah energi mekanik menjadi energi listrik melalui induksi elektromagnetik.
Induksi
elektromagnetik dapat dibuat terus menerus dengan cara memutar sebuah kumparan
di dalam medan magnet. Perhatikan generator yang paling sederhana pada gambar.
Dalam medan
magnet yang ditimbulkan oleh kutub-kutub
sebuah magnet diputar sebuah loop. Pada poros loop dipasang dua cincin
yang dikenal sebagai cincin geser.Di setiap cincin menempel sikat yang terbuat
dari karbon, yang fungsinya menghubungkan generator dengan rangkaian di
luarnya. Jika loop diputar, fluks magnet yang masuk ke kumparan berubah-ubah.
Ketika bidang loop tegak lurus terhadap medan, maka fluks yang masuk ke dalam
loop akan maksimal. Ketika bidang loop sejajar dengan medan,fluks yang masuk ke
dalam loop bernilai minimum. Jika medan magnetik tersebut homogen, maka kuat
medan B di setiap titik akan sama
besar dan garis-garis medannya sejajar satu dengan lainnya. Bila penampang loop
memiliki luas A, ketika loop tegak
lurus medan, banyaknya fluks yang masuk ke loop adalah BA. Ketika loop sejajar dengan medan, banyaknya fluks yang masuk
sama dengan nol. Keadaan ini terus berulang setiap selang seperempat putaran.
Jika loop berputar dengan laju sudut
tetap sebesar w rad tiap sekon, maka pada saat t = 0 kedudukan loop akan horizontal.
Setelah t, loop berputar sebesar wt radian. Fluks magnetik yang lewat loop
pada keadaan miring dengan sudut wt adalah BA sin wt. Sehingga kita bisa menyatakan fluks magnetik
yang masuk ke loop pada saat t dengan
:
Jika w kita tulis dengan
, dimana T adalah waktu yang diperlukan loop untuk berputar satu kali, yang disebut sebagai periode getaran, maka persamaan lain untuk ggl adalah
Generator Arus Searah
Sebuah kumparan kawat yang berputar dalam medan magnet, akan menimbulkan ggl yang berubah sinusoidal. Ggl yang arahnya tunggal dapat diperoleh dengan cara mengubungkan setiap ujung kumparan pada satu sisi cincin belah yang disebut komutator. Setiap loop berkedudukan tegak lurus pada B, sentuhan sikat bertukar dari satu cincin ke cincin yang lain. Berarti, setiap setengah putaran ujung loop berpindah sentuhannya dari satu sikat ke sikat lainnya, ini berarti satu sikat akan menerima tegangan positif, yang lainnya akan menerima tegangan negatif. Jadi, satu sikat berfungsi sebagai kutub positif, satu sikat yang lain berfungsi sebagai kutub negatif. Akibatnya tegangan yang dihasilkan merupakan tegangan searah, tapi tidak mulus, tegangannya agak berdenyut. Bagian tegangan yang menghadap generator pada loop bernilai negatif, lalu karena ada komutator dibalik ke arah positif, sehingga bentuk gelombangnya konstan
Tegangan yang terjadi masih kurang halus untuk keperluan pemakaian arus searah. Biasanya kita bisa menggunakan 2 loop yang saling tegak lurus. Kalau loop salah satu bernilai maksimal maka loop yang lain nilainya nol, maka komutator harus dibelah empat, dan belahannya saling tegak lurus. Maka hasil keluarannya semakin halus.
Santai dulu...
1. Sepotong kawat bergerak memotong medan magnet serba sama sebesar 10 tesla, ketika memotong membentuk sudut 30o.Luas fluks yang terpotong 0,5 m2 dalam waktu 0,25 detik, berapa volt GGL induksi yang muncul?
Solusinya :
