Prinsip Kerja Generator Listrik (AC dan DC) + Rangkaian

Energi tidak dapat diciptakan dan juga tidak dapat dimusnahkan, namun energi bisa diubah ke bentuk energi lain. Misal energi listrik bisa diubah ke energi gerak melalui motor listrik, dan sebaliknya energi gerak juga bisa diubah ke energi listrik melalui generator.

Lantas, apa itu penjelasan tentang generator dan bagaimana generator bisa bekerja mengubah energi gerak ke energi listrik ? simak selengkapnya diartikel ini.

Pengertian dan Fungsi Generator

Generator merupakan alat elektronika yang berfungsi mengubah inputan berupa energi kinetik menjadi gelombang listrik yang berlangsung secara terus menerus atau satu kali terhadap input.

Gelombang yang dipertemukan ini akan membulkan beda potensial sehingga akan terbentuk aliran elektron dari kutub negatif ke positif. Inilah yang kita kenal sebagai energi listrik.

Fungsi generator ada beberapa macam yakni ;

• Secara umum generator digunakan untuk menghasilkan energi listrik untuk sumber tenaga rangkaian-rangkaian yang memerlukan listrik
• Generator juga dijadikan alat untuk mendeteksi frekuensi dari suatu gerakan kinetik.
• Pada beberapa alat ukur, prinsip kerja generator digunakan untuk mengukur suatu pergerakan.

Sumber energi generator, berasal dari berbagai macam. Contoh yang paling mudah pada pembangkit listrik, maka sumber tenaganya berasal dari kincir yang digerakan oleh energi angin ata air.

Sementara pada kendaraan, generator lebih disebut sebagai altenator karena menghasilkan arus AC. Sumbernya, berasal dari putaran mesin itu sendiri.

Jenis – jenis generator listrik

1.Apabila dilihat dari medan magnet

• Generator kutub dalam ; memiliki medan magnet yang terletak didalam, tepatnya rotor yang akan memancarkan medan magnet.
• Generator kutub luar ; memiliki medan magnet diluar (menyelimuti rotot), atau dengan kata lain stator yang akan memancarkan medan magnet.

2. Apabila dilihat dari arus yang dibangkitkan

• Generator AC ; generator yang membangkitkan energi listrik bolak-balik (AC)
• Generator DC ; generator yang membangkitkan energi listrik searah (DC)

Prinsip Kerja Generator Listrik

Generator, menggunakan hukum Faraday sebagai prinsipnya, yang berbunyi ;

Ketika sebuah medan magnet berputar secara terus menerus memotong kumparan maka akan membangkitkan beda potensial pada kumparan tersebut.

Hukum tersebut juga berlaku sebaliknya, apabila sebuah kumparan berputar memotong medan magnet, maka akan terbentuk beda potensial pada kumparan tersebut.

Dengan kata lain, untuk menghasilkan aliran listrik, maka perlu ada sebuah medan magnet yang berputar disekitar sebuah kumparan. Medan magnet yang dimaksud adalah komponen yang memiliki garis gaya magnet seperti magnet permanen atau coil.

Dengan kata lain, ada dua komponen utama pada generator yakni ;

1. Stator (permanent magnet)

Stator adalah komponen yang bertugas menghasilkan medan magnet, sesuai namanya stator bersifat diam (static). Stator ini memiliki celah udara yang memiliki meda magnet.

2. Rotor (coil copper wire)

Rotor adalah kumparan yang terlilit pada sebuah core atau inti besi yang terletak didalam celah udara pada stator. Rotor ini bersifat berputar (rotating) didalam ditengah medan magnet.

Konstruksi dan Sistem Kerja Generator

Seperti yang dijelaskan diatas, rotor merupakan kumparan yang berputar sementara stator adalah medan magnet yang diam. Lokasi rotor berada tepat ditengah medan magnet yang terbentuk pada stator.

Saat ada energi yang memutar rotor, disitulah terjadi perpotongan garis gaya magnet terhadap kumparan. Sehingga, akan terbentuk beda potensial diantara dua kutub kumparan. Hal inilah yang menimbulkan adanya aliran listrik.

Kemana arah aliran listrik ini ?

Untuk mengetahui arah aliran listrik, kita bisa mengikuti kaedah tangan kanan flemming atau hukum lorentz tentang hubungan antara gaya, medan magnet dan arah muatan listrik.

Terlihat pada gambar bhwa jempol menunjukan arah gerakan kumparan, jari telunjuk menunjukan arah medan magnet (dari U ke S), sementara jari tengah menunjukan arah arus listrik.

Apa perbedaan Generator AC dan DC

Dari namanya saja sudah jelas bahwa arus listrik yang dihasilkan oleh kedua jenis generator ini berbeda. Namun, kalau dibahas lebih spesifik dimana letak perbedaan konstruksi generator AC dan DC ?

1. Konstruksi Generator AC

img by researchgate.net

Secara umum, kedua generator ini memiliki konstruksi yang sama persis. Namun ada sedikit perbedaan pada area ujung, tepatnya pada koneksi antara kumparan dengan kabel ouput.

Pada kumparan generator sederhana, ada dua buah kabel yang berfungsi sebagai kabel positif dan kabel negatif.

Generator AC menggunakan dua buah slip ring yang dihubungkan ke masing-masing ujung kumparan. Desain seperti ini membuat kedua ujung kumparan tidak saling bersentuhan (hanya terhubung dengan satu slip ring secara terus menerus).

Sehingga ketika kumparan berputar maka akan timbul aliran arus yang bolak balik karena sesuai dengan kaedah flemming, gerakan pada satu sisi kumparan akan naik turun (ketika berputar). Hal inilah yang menyebabkan ujung kumparan bisa bertindak sebagai positif dan bertindak juga sebagai negatif.

2. Konstruksi generator DC

img by alternative-energy-tutorials.com

Sementara pada generator DC juga memiliki sebuh kumparan dengan dua buah ujung (ujung positif dan ujung negatif). Namun tidak ada slip ring, melainkan ada dua buah brush yang terletak dibagian kiri dan kanan.

Brush A bertindak sebagai brush positif karena pada sisi ini, arus yang mengalir hanya searah. Sementara brush B bertindak sebagai brush negatif.

Perbedaannya dengan generator AC, kedua ujung kumparan secara bergantian akan menyentuh kedua brush. Jadi, aliran arus negatif dan positif akan dipisahkan oleh kedua brush ini, sehingga timbulah aliran listrik searah.

Penerapan Generator Listrik Dalam Kehidupan

Generator sering digunakan pada beberapa komponen seperti berikut ;

• Pembangkit listrik PLN, dengan energi input apapun yang digunakan tetap pada ujungnya menggunakan generator.
• Altenator pada mobil, fungsinya untuk mengubah sebagian putraran mesin menjadi energi listrik untuk menyuplai kebutuhan listrik kendaraan.
• Gen Set, generator set sering diaplikasikan untuk menghasilkan energi listrik dengan bantuan mesin diesel. Genset ini sering dipakai untuk menyuplai kebutuhan listrik pada event tertentu.

Demikian artikel mengenai prinsip kerja generator AC dan DC. Semoga bisa menambah wawasan kita semua.