Generator
Generator dibedakan menjadi dua, yaitu generator arus searah (DC) dan
generator arus bolak-balik (AC). Baik generator AC dan generator DC
memutar kumparan di dalam medan magnet tetap. Generator AC sering
disebut alternator. Arus listrik yang dihasilkan berupa arus
bolak-balik. Ciri generator AC menggunakan cincin ganda. Generator
arus DC, arus yang dihasilkan berupa arus searah. Ciri generator DC
menggunakan cincin belah (komutator).
Jadi, generator AC dapat
diubah menjadi generator DC dengan cara mengganti cincin ganda
dengan sebuah komutator. Sebuah generator AC kumparan berputar di
antara kutub- kutub yang tak sejenis dari dua magnet yang
saling berhadapan. Kedua kutub magnet akan menimbulkan medan
magnet. Kedua ujung kumparan dihubungkan dengan sikat karbon
yang terdapat pada setiap cincin. Kumparan merupakan bagian
generator yang berputar (bergerak) disebut rotor.
Magnet tetap
merupakan bagian generator yang tidak bergerak disebut
stator. Bagaimanakah generator bekerja? Ketika kumparan sejajar dengan
arah medan magnet (membentuk sudut 0 derajat), belum terjadi arus
listrik dan tidak terjadi GGL induksi (perhatikan Gambar 12.2).
Pada saat kumparan berputar perlahan-lahan, arus dan GGL
beranjak naik sampai kumparan membentuk sudut 90 derajat. Saat itu
posisi kumparan tegak lurus dengan arah medan magnet. Pada kedudukan ini
kuat arus dan GGL induksi menunjukkan nilai maksimum. Selanjutnya,
putaran kumparan terus berputar, arus dan GGL makin berkurang.
Ketika
kumparan mem bentuk sudut 180 derajat kedudukan kumparan sejajar dengan
arah medan magnet, maka Putaran kumparan berikutnya arus dan
tegangan mulai naik lagi dengan arah yang berlawanan. Pada saat
membentuk sudut 270 derajat, terjadi lagi kumparan berarus tegak lurus
dengan arah medan magnet. Pada kedudukan kuat arus dan GGL induksi
menunjukkan nilai maksimum lagi, namun arahnya berbeda. Putaran
kumparan selanjutnya, arus dan tegangan turun perlahanlahan
hingga mencapai nol dan kumparan kembali ke posisi semula
hingga memb entuk sudut 360 derajat.
Dinamo
Dinamo
dibedakan menjadi dua yaitu, dinamo arus searah (DC) dan dinamo arus
bolak-balik (AC). Prinsip kerja dinamo sama dengan generator yaitu
memutar kumparan di dalam medan magnet atau memutar magnet di dalam
kumparan. Bagian dinamo yang berputar disebut rotor. Bagian dinamo yang
tidak bergerak disebut stator.
Perbedaan
antara dinamo DC dengan dinamo AC terletak pada cincin yang digunakan.
Pada dinamo arus searah menggunakan satu cincin yang dibelah menjadi dua
yang disebut cincin belah (komutator). Cincin ini memungkinkan arus
listrik yang dihasilkan pada rangkaian luar Dinamo berupa arus searah
walaupun di dalam dinamo sendiri menghasilkan arus bolak-balik. Adapun,
pada dinamo arus bolak-balik menggunakan cincin ganda (dua cincin).
Alat
pembangkit listrik arus bolak balik yang paling sederhana adalah dinamo
sepeda. Tenaga yang digunakan untuk memutar rotor adalah roda sepeda.
Jika roda berputar,kumparan
atau magnet ikut berputar. Akibatnya, timbul GGL induksi pada
ujung-ujung kumparan dan arus listrik mengalir. Makin cepat gerakan roda
sepeda, makin cepat magnet atau kumparan berputar. Makin besar pula GGL
induksi dan arus listrik yang dihasilkan. Jika dihubungkan dengan
lampu, nyala lampu makin terang. GGL induksi pada dinamo dapat
diperbesar dengan cara putaran roda dipercepat, menggunakan magnet yang
kuat (besar), jumlah lilitan diperbanyak, dan menggunakan inti besi
lunak di dalam kumparan.
Transformator
Di rumah mungkin kamu pernah dihadapkan
persoalan tegangan listrik, ketika kamu akan menghidupkan radio yang
memerlukan tegangan 6 V atau 12 V. Padahal tegangan listrik yang
disediakan PLN 220 V. Bahkan generator pembangkit listrik menghasilkan
tegangan listrik yang sangat tinggi mencapai hingga puluhan ribu volt.
Kenyataannya sampai di rumah tegangan listrik tinggal 220 V.
Bagaimanakah cara mengubah tegangan listrik? Alat yang digunakan untuk
menaikkan atau menurunkan tegangan AC disebut transformator (trafo).
Trafo memiliki dua terminal, yaitu terminal input dan terminal output.
Terminal input terdapat pada kumparan primer. Terminal output terdapat
pada kumparan sekunder. Tegangan listrik yang akan diubah dihubungkan
dengan terminal input. Adapun, hasil pengubahan tegangan diperoleh pada
terminal output. Prinsip kerja transformator menerapkan peristiwa
induksi elektromagnetik. Jika pada kumparan primer dialiri arus AC, inti
besi yang dililiti kumparan akan menjadi magnet (elektromagnet). Karena
arus AC, pada elektromagnet selalu terjadi perubahan garis gaya magnet.
Perubahan garis gaya tersebut akan bergeser ke kumparan sekunder.
Dengan demikian, pada kumparan sekunder juga terjadi perubahan garis
gaya magnet. Hal itulah yang menimbulkan GGL induksi pada kumparan
sekunder. Adapun, arus induksi yang dihasilkan adalah arus AC yang
besarnya sesuai dengan jumlah lilitan sekunder.
Bagian
utama transformator ada tiga, yaitu inti besi yang berlapis-lapis,
kumparan primer, dan kumparan sekunder. Kumparan primer yang dihubungkan
dengan PLN sebagai tegangan masukan (input) yang akan dinaikkan atau
diturunkan. Kumparan sekunder dihubungkan dengan beban sebagai tegangan
keluaran (output).
Macam-Macam Transformator
Apabila tegangan terminal output lebih
besar daripada tegangan yang diubah, trafo yang digunakan berfungsi
sebagai penaik tegangan. Sebaliknya apabila tegangan terminal output
lebih kecil daripada tegangan yang diubah, trafo yang digunakan
berfungsi sebagai penurun tegangan. Dengan demikian, transformator
(trafo) dibedakan menjadi dua, yaitu trafo step up dan trafo step down.
Trafo step up adalah transformator yang berfungsi untuk menaikkan tegangan AC. Ciri-ciri:
- Jumlah lilitan primer lebih sedikit daripada jumlah lilitan sekunder,
- Tegangan primer lebih kecil daripada tegangan sekunder,
- Kuat arus primer lebih besar daripada kuat arus sekunder.
Trafo step down adalah transformator yang berfungsi untuk menurunkan tegangan AC. Ciri-ciri:
- Jumlah lilitan primer lebih banyak daripada jumlah lilitan sekunder,
- Tegangan primer lebih besar daripada tegangan sekunder,
- Kuat arus primer lebih kecil daripada kuat arus sekunder.