Kisi2 UTS arus searah

1. Jelaskan proses terbentuknya GGL induksi pada generator DChokum lenz yang mengatakan bahwa :

“Arah dari arus induksi ialah sedemikian rupa sehingga melawan sebab yang menimbulkannya “, percobaan Faraday tersebut mengandung pengertian bahwa apabila sepotong kawat penghantar listrik berada dalam medan magnit berubah – ubah, maka di dalam kawat tersebut akan terbentuk GGL induksi. Demikian pula sebaliknya bila sepotong kawat penghantar listrik digerak – gerakkan dalam medan magnit, maka dalam kawat penghantar tersebut juga tersebut GGL induksi.terbentuknya GGL pada generator terdasar percobaan Faraday, yang mengatakan bahwa kumparan yang di gerakkan dalam medan magnit, di dalam kawat kumparan tersebut akan terbentuk GGL.

2. Jelaskan prinsip kerja motor dc

Prinsip kerja motor searah berdasarkan pada penghantar yang membawa arus di tempatkan dalam suatu medan magnet maka penghantar tersebut akan mengalami gaya.

Gaya menimbulkan torsi yang kana mengkasilkan rotasi mekanik, sehingga motor akan berputar. Jadi motor arus searah ini menerima sumber arus searah dari jala – jala kemudian di rubah menjadi energy mekanik berupa perputaran, yang natinya di pakai oleh peralatan lain.

Ringkasnya prinsip kerja dari motor membutuhkan :a. Adanya garis – garis gaya medan magnet ( fluks ), antara kutub yang berada di stator.b. Penghantar yang di aliri arus di tempatkan pada jangkar yang berada dalam medan magnet

tadi.c. Pada penghantar timbul gaya yang menghasilkan torsi.

3. Sebutkan bagian2 penting dari generator dc dan fungsinya masing2

1. Badan generatorFungsi utama dari badan generator adalah sebagai bagian dari tempat mengalirnya fluks magnit yang dihasilkan kutub – kutub magnit, karena itu badan generator dibuat dari bahan ferromagnetik. Disamping itu badan generator ini berfungsi untuk meletakkan alat – alat tertentu dan melindungi bagian – bagian mesin lainnya

2. Inti Kutub Magnet dan LilitanSebagaimana diketahui bahwa fluks magnit yang terdapat pada generator arus searah dihasilkan oleh kutub – kutub magnit buatan yang dibuat dengan prinsip elektromagnetisme. Lilitan penguat magnit berfungsi untuk mengalirkan arus listrik untuk terjadinya proses elektromagnetisme

3. Sikat-sikatFungsi dari sikat – sikat adalah untuk jembatan bagi aliran arus dari lilitan dengan beban. Disamping itu sikat – sikat memagang peranan penting untuk terjadinya komutasi. Agar gesekan anatara komutator – komutator dan sikat tidak mengakibatkan arusnya komutator, maka sikat harus lebih lunak dari pada komutator. Biasanya dibuat dari bahan arang (coal).

4. Komutatorkomutator berfungsi sebagai penyearah mekanik, yang bersama – sama dengan sikat – sikat membuat suatu kerjasama yang disebut komutasi. Supaya menghasilkan penyearahan yang lebih baik (lebih rata) maka komutator yang digunakan hendaknya dalam jumlah yang besar.disamping sebagai penyearah mekanik maka komutator juga berfungsi untuk mengumpulkan GGL induksi yang terbentuk pada sisi – sisi kumparan. Oleh karena itu komutator dibuat dari bahan komutator, dalam hal ini digunakan dari campuran tembaga.

5. JangkarJangkar dibuat dari bahan ferromagnetik, dengan maksud agar kumparan – kumparan ( lilitan jangkar) terletak dalam daerah yang induksi magnitnya besar, supaya GGL induksi yag terbentuk dapat bertambah besar.Seperti halnya inti kutub magnit, maka jangkar dibuat dari bahan berlapis – lapis tipis untuk mengurangi panas yang terbentuk karena adanya arus liar. Bahan yang digunakan untuk jangkat ini sejenis campuran baja silikon.

4. Sebutkan bagian2 dari motor dc dan fungsinya masing2

1. Kutub medan magnetSecara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan kumparan motor DC yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet. Elektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia struktur medan.

2. Kumparan motor DCBila arus masuk menuju kumparan motor DC, maka arus ini akan menjadi elektromagnet. kumparan motor DC yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, kumparan motor DC berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi, arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan kumparan motor DC.

3. Commutator Motor DCKomponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah untuk membalikan arah arus listrik dalam kumparan motor DC. Commutator juga membantu dalam transmisi arus antara kumparan motor DC dan sumber daya.

5. Gambarkan rangkaian pengganti generator dc kompon pendek dan buatlah persamaan untuk mencari arus jangkar (ia), aarus medan (if) dan tegangan terminal (Vt)

Gambar 2.15 Rangkaian ekivalen generator arus searah kompon pendek.

Untuk generator kompon, arus yang mengalir pada medan seri ada kalau di bebani,

kadang – kadang arus beban ini terlalu besar sehingga medan seri perlu di beri

resistans pembagi (diverter resistance).

Berdasarkan susunan rangkaian kumparan medannya maka generator arus searah

kompon ini akan di bahas satu persatu berikut:

a) Generator Arus Searah Komponen Pendek.

Rangkaian ekivalen generator arus searah kompon pendek ini lihat gambar .

Dari gambar rangkaian ekivalen generator arus searah kompon pendek di

sebelah, dapat di tuliskan persamaan yang menyatakan hubungan besaran

tegangan, arus, daya dan resistans sebagai berikut:

6. Gambarkan rangkaian pengganti motor dc kompon pendek dan buatlah persamaan untuk mencari arus jangkar (ia), aarus medan (if) dan tegangan terminal (Vt)

Motor arus searah kompon pendek.

Rangkaian ekivalen motor arus searah kompon pendek ini lihat gambar

Dari rangkaian ekivalen motor arus searah kompon pendek pada gambar,

persamaan yang menyatakan hubungan arus, tegangan, daya dan resistans akan

mengikuti persamaan berikut:

Contoh soal:

Suatu motor arus searah kompon pendek dengan daya input 34,5 Kw, tegangan

terminal 230 volt, resistans kumparan medan seri dan jangkar, masing – masing

sebesar 92 ohm, 0,015 ohm dan 0,03.

Hitung :

a. Arus Jangkar.

b. EMF (GGL) lawan yang di bangkitkan oleh jangkar.

c. Daya output yang di bangkitkan oleh jangkar.

Gambar 4.4. Rangkaian ekivalen motor arus searah kompon pendek.

penyelesaian:

Dari gambar rangkaian motor arus searah kompon pendek ( gambar ) parameter

– parameternya sebagai berikut :

7. Sebutkan dan jelaskan metode pengasutan pada motor DC

Ada beberapa cara untuk mengasut motor DC

1. Disambung langsung

Cara ini adalah yang paling sederhana dan mudah, tetapi arus asut (arus start)

nya besar. Kalau jangkar belum bergerak padahal jangkar biasanya mempunyai

tahanan yang sangat kecil maka pada saat di sambung dengan jala – jala arus

jangkar (Ia) besar

2. Dengan rheostat

Untuk membatasi arus start yang besar, pada rangkaian jangkar di pasng

rheostat.

Mula – mula seluruh tahanan rheostat di pakai, arus jangkar di batasi oleh R st,

arus penguat magnit (Im) menjadi besar.

8. Jelaskan metode pengaturan putaran motor dc dengan cara ward leonardcara ward leonard.

Gambar 6.2 pengatur putaran Ward Leonard

Pengatur putaran ward leonard dilaksanakan dengan mengubah tegangan jepit U. fluks

magnit (∅) konstan.

Penggerak mula (motor induksi) di pergunakan untuk menggerakkan generator G,

kecepatan konstan.

Perubahan tahanan Rg (field rheostat generator G) akan merubah tegangan jepit U

yang diberikan kepada motor yang diatur putarannya (M).

Untuk mengatur putaran motor M di lakukan dengan mengubah tegangan jepit

U(tegangan jangkar). Untuk itu dilakukan dengan mengatur rheostat pada belitan

penguat generator DC G(mengatur rheostat generator DC G).

Pada waktu penghasutan juga di lakukan dengan mengatur tegangan jepit (tegangan

jangkar) generator DC G.

Umumnya satu generator DC memberikan tenaga kepada beberapa motor DC (yang

bekerja pada kondisi yang sama).

9. Gambarkan rangkaian pengganti generator dc kompon panjang dan buatlah persamaan untuk mencari arus jangkar (ia), aarus medan (if) dan tegangan terminal (Vt)

10. Gambarkan rangkaian pengganti motor dc kompon panjang dan buatlah persamaan untuk mencari arus jangkar (ia), aarus medan (if) dan tegangan terminal (Vt)

Motor Arus Searah Kompon Panjang

Rangkaian ekivalen motor arus searah kompon panjang lihat gambar berikut:

Gambar 4.5. Rangkaian ekivalen motor arus searah kompon panjang.

Dari gambar rangkaian ekivalen tersebut persamaan yang menyatakan hubungan arus,

tegangan, daya dan resistans akan mengikuti persamaan berikut:

Contoh soal

Suatu motor arus searah kompon panjang dengan daya input 300 Kw, tegangan

terminal 600 volt, mempunyai resistans medan shunt 75 ohm, resistans jangkar termasuk

sikat sebesar 0,41 ohm, resistans medan seri 0,012 ohm dan resistans yang di parallel

dengan medan seri sebesar 0,036 ohm. Hitung :

a. Arus Jangkar

b. EMF (GGL) lawan yang di bangkitkan oleh jangkar

c. Daya output yang dibangkitkan oleh jangkar

Penyelesaian :

Dari rangkaian ekivalen motor arus searah kompon panjang gambar parameternya sebagai

berikut,

11. Sebutkan dan jelaskan metode pengereman pada motor DC

. Pengereman secara listrik dapat di laksanakan dengan 3 macam cara yaitu:

a. Secara regeneratip.

Ialah dengan mengambilkan energi ke jala – jala. Kalau sebuag mesin shunt

berputar sebagai motor dan disebabkan karena bebannya menyebabkan motor

berputar melebihi putaran tanpa beban, maka dalam hal seperti itu E dari motor akan

lebih besar dari tegangan jala – jala (U).

b. Secara dinamis

Tegangan listrik yang di hasilkan motor sebagai generator di ubah menjadi panas.

Pada motor shunt rangkaian jangkar di putus dari jala – jala kemudian di sambung

dengan suatu tahanan sebagai beban. Kemudian tegangan listrik yang di hasilkan di

ubah menjadi panas, sehingga dalam hal ini motor shunt bekerja sebagai generator

dengan penguat terpisah. Tahanannya di ubah – ubah sampai menjadi kecil dan

pada saat tahanan habis motor berhenti. Lihat gambar 5.6

Gambar 5.6 Pengereman di namis pada motor shunt

c. Secara plungging

Cara ini dapat di laksanakan dengan 2 cara:

1. Beban menyebakan motor berputar kearah yang berlawanan.

2. Putaran motor berubah, karena arus pada jangkar berubah arahnya.

12. Jelaskan cara membalik putaran motor

Untuk membalik arah putaran motor DC dapat di lakukan dengan 2 cara :

a) Membalik arah arus jangkar, arah arus penguat tetap.

b) Membalik arah arus penguat, arah arus jangkar tetap.

Apabila arah arus jangkar dan arah arus penguat keduanya di balik arah putaran motor

tidak berubah.

Pengertian – pengertian diatas juga sesuai dengan kaidah tangan kiri perhatikan

gambar. Untuk memudahkan penjelasan sisi – sisi kumparan bagian atas dan bagian

bawah masing – masing hanya di gambarkan sebuah kawat.

13. Pelajari contoh2 soal hitungan