MAKALAH CONTOH TRANSDUSER(MOTOR DC)

Disusun oleh:Ketua: D411 11 311ICHSANAnggota: D411 09 314A. NUSA PUTRAD411 11 103MARIANI RIANTYD411 11 110FACHRI HIDAYATD411 11 259MUHAMMAD ZULFACHRID411 11 284SITI DWI NUGRAHARINID411 11 286MARINA PATHIBANGD411 11 292SASTRID411 11 308MUH.MIFTAH KHAIRUL

TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIKUNIVERSIT HASANUDDIN2014

BAB IPENDAHULUANA. Latar BelakangTransduser ( Inggris : transducer ) adalah sebuah alat yang mengubah satu bentuk besaran menjadi bentuk besaran lainnya untuk berbagai tujuan termasuk pengubahan ukuran atau informasi (misalnya, sensor tekanan). Transduser bisa berupa peralatan listrik, elektronik, elektromekanik, elektromagnetik , fotonik, atau fotovoltaik. Dalam pengertian yang lebih luas, transduser kadang-kadang juga didefinisikan sebagai suatu peralatan yang mengubah suatu bentuk sinyal menjadi bentuk sinyal lainnya.Contoh yang umum adalah pengeras suara (audio speaker ), yang mengubah beragam voltase listrik yang berupa musik atau pidato, menjadi vibrasi mekanis. Contoh lain adalah mikrofon , yang mengubah suara kita, bunyi, atau energi akustik menjadi sinyal atau energi listrik.Contoh-contoh transducer: Mikrofon : besaran akustik menjadi besaran listrik Loudspeaker: besaran listrik menjadi besaran akustik Tabung sinar katoda :besaran listrik menjadi besaran gambar Foto sel: besaran cahaya menjadi besaran listrik LCD : besaran listrik menjadi besaran cahaya Motor Listrik : besaran listrik menjadi besaran mekanik(gerak)Namun pada makalah ini akan nya akan membahas tentang Motor Listrik yang berfungsi untuk mengubah besaran listrik menjadi besaran mekanik dengan prinsip-prinsip kerja yang akan dibahan kemudian.

B. Rumusan MasalahRumusan masalah dari makalah ini ialah:1. Apa yang dimaksud dengan motor DC?2. Bagaimanakah konstruksi dari motor DC?3. Bagaimanakah prinsip kerja dari motor DC?4. Apakah aplikasi dari motor DC?

C. Tujuan PenulisanTujuan dari penulisan ini ialah sebagai berikut:1. Untuk mengetahui defenisi dari motor DC2. Untuk mengetahui konstruksi dari motor DC3. Untuk mengetahui prinsip kerja dari motor DC4. Untuk mengetahui aplikasi dari motor DC

BAB IIPEMBAHASANA. Defenisi Motor DCMotor listrik merupakan perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan,dll. Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer, bor listrik, fan angin) dan di industri. Motor listrik kadangkala disebut kuda kerja nya industri sebab diperkirakan bahwa motormotor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri.Motor DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Jika terjadi putaran pada kumparan jangkar dalam pada medan magnet, maka akan timbul tegangan (GGL) yang berubah-ubah arah pada setiap setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak-balik. Prinsip kerja dari arus searah adalah membalik phasa tegangan dari gelombang yang mempunyai nilai positif dengan menggunakan komutator, dengan demikian arus yang berbalik arah dengan kumparan jangkar yang berputar dalam medan magnet. Bentuk motor paling sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang bias berputar bebas di antara kutub-kutub magnet permanen.B. Konstruksi Motor DCKonstruksi mesin arus searah Motor DC ini dibedakan atas dua bagian yaitu bagian yang diam disebut Stator dan bagian yang bergerak disebut rotor.1. Stator (bagian yang diam); Stator ini menghasilkan medan magnet, baik yang dibangkitkan dari sebuah koil (elektro magnet) ataupun magnet permanen. terdiri atas Gandar (body); gandar ini biasa juga disebut rangka. Rangka ini seperti juga mesin-mesin listrik lainnya secara umum memiliki fungsi yaitu: 1. Merupakan sarana pendukung mekanis untuk mesin secara keseluruhan2. Untuk membawa fluks magnetic yang dihasilkan oleh kutub-kutub mesin.Fungsi utama dari rangka mesin adalah sebagai bagian dari tempat mengalirnya fluks; magnet. Karena itu rangka mesin dibuat dari bahan ferromagnetik. Seiain itu rangkapun befungsi untuk meletakkan alat-alat tertentu dan melindungi bagian-bagian mesin lainnya.Mesin-mesin yang kecil rangkanya dibuat dari besi tuang, hal demikian karena pertimbangan harga lebih dominan daripada beratnya. sedangkan mesin-mesin yang besar rangkanya dibuat dari plat campuran baja yang berbentuk silinder.Rangka ini pada bagian dalam dilaminasi untuk mengurangi rugi-rugi inti, selain itu rangka ini juga harus memiliki permeabilitas yang tinggi, dismping kuat secara mekanis. Kutub (pole); Medan penguat atau magnet medan terdiri atas inti kutub dan sepatu kutub

Adapun fungsi dari sepatu kutub adalah : a. Menyebarkan fluks pada celah udara dan juga karena merupakan bidang lebar maka akan mengurangi reluktansi jalur magnet. b. Sebagai pendukung secara mekanik untuk kumparan penguat atau kumparan medan.Inti kutub terbuat lembaran-lembaran besi tuang atau baja tuang. Sepatu kutub dilaminasi dan dibaut atau dikeling ( rivet ) ke inti kutub. Sedangkan kutub (inti kutub dan sepatu kutub) dibaut ke rangka mesin. Kumparan penguat atau kumparan kutub terbuat dari kawat tembaga (berbentuk bulat atau sprip/persegi) yang dililitkan sedemikian rupa dengan ukuran tertentu. Sebagaimana diketahui bahwa fluks magnet yang terdapat pada motor arus searah dihasilkan oleh kutub-kutub magnet buatan dengan prinsip elektromagnetik. Perumahan (Penutup Mesin); Menurut bentuk rumah mesinnya dapat dibedakan : mesin terbuka, setengah terbuka, tahan percikan air, tertutup dengan pendinginan zat cair atau gas. Celah Udara (Air Gap); Sebagai media medan magnet atau fluks Bearing / Bantalan; Tempat bertumpunya rotor sehingga rotor dapat berputar. Terpasang di kedua ujung rotor dikenal dengan sisi AS (After Shaft) dan BS (Before Shaft). Fan (Kipas); Terpasang pada motor-motor dengan sistim pendinginan sendiri, untuk motor dengan kapasitas kecil hingga sedang. Terminal Box; Tempat tersambungnya antara kumparan-kumparan mesin DC dengan jala-jala atau sumber tegangan. Kumparan medan; Fungsi kumparan medan ini adalah untuk membangkitkan fluksi yang akan dipotong oleh konduktor jangkar. Sikat-sikat ; Sikat-sikat ini ( Gambar 2.6 ) berfungsi sebagai jembatan bagi aliran arus ke kumparan jangkar. Dimana permukaan sikat ditekan ke permukaan segmen komutator untuk menyalurkan arus listrik. Besarnya tekanan pegas dapat diatur sesuai dengan keinginan.Disamping itu sikat memegang peranan penting untuk terjadinya komutasi. Karbon yang ada diusahakan memiliki konduktivitas yang tinggi untuk mengurangi rugi-rugi listrik. Agar gesekan antara komutator-komutator dan sikat tidak mengakibatkan ausnya komutator, maka sikat harus lebih lunak daripada komutator.2. Rotor (bagian yang berputar) Jangkar; dimana jangkar terdiri atas kumparan jangkar yang berfungsi sebagai tempat terbentuknya GGL induksi. Dan inti jangkar dimana Inti jangkar yang umum digunakan dalam motor arus searah adalah berbentuk silinder yang diberi alur-alur pada permukaannya untuk tempat melilitkan kumparan-kumparan tempat terbentuknya ggl induksi. Inti jangkar yang terbuat dari bahan ferromanetik, dengan maksud agar komponen-komponen ( lilitan jangkar ) terletak dalam daerah yang induksi magnetnya besar, supaya ggl induksi dapat bertambah besar. Seperti halnya inti kutub magnet maka jangkar dibuat dari bahan-bahan berlapis-lapis tipis untuk mengurangi panas yang terbentuk karena adanya arus linier ( Gambar 2.3 ).

Bahan yang digunakan untuk jangkar ini sejenis campuran baja silikon. Pada umumnya alur tidak hanya diisi satu kumparan yang tersusun secara berlapis. Komutator ; Fungsi komutator untuk fasilitas penghubung arus dari konduktor jangkar ,sebagai penyearah mekanik, yang bersama-sama dengan sikat membuat sesuatu kerjasama yang disebut komutasi. Agar menghasilkan penyearah yang lebih baik, maka komutator yang digunakan hendaknya dalam jumlah yang besar. Dalam hal ini setiap belahan ( segmen ) komutator tidak lagi merupakan bentuk separoh cincin, tetapi sudah berbentuk lempengan-lempengan ( segmen komutator ) terdapat bahan isolasi ( Gambar 2.5 ) .

C. Prinsip Kerja Motor Arus SearahSebuah konduktor yang dialiri arus mempunyai medan magnet di sekelilingnya. Pada saat konduktor yang dialiri arus listrik ditempatkan pada suatu medan magnet, maka konduktor akan mengalami gaya mekanik.

Gambar 2.7 Pengaruh penempatan konduktor berarus dalam medan magnet

Pada Gambar 2.7.a menggambarkan sebuah konduktor yang dialiri arus listrik menghasilkan medan magnet disekelilingnya. Arah medan magnet yang dihasilkan oleh konduktor dapat diperoleh dengan menggunakan kaidah tangan kanan. Kuat medan tergantung pada besarnya arus yang mengalir pada konduktor.Sedangkan Gambar 2.7.b menunjukkan sebuah medan magnet yang diakibatkan oleh kutub-kutub magnet utara dan selatan. Arah medan magnet adalah dari kutub utara menuju kutub selatan.Pada saat konduktor dengan arah arus menjauhi pembaca ditempatkan di dalam medan magnet seragam, maka medan gabungannya akan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.7.c. Daerah di atas konduktor, medan yang ditimbulkan konduktor adalah dari kiri ke kanan, atau pada arah yang sama dengan medan utama. Sementara di bawahnya, garis-garis magnet dari konduktor arahnya berlawanan dengan dengan medan utama. Hasilnya adalah memperkuat medan atau menambah kerapatan fluksi di atas konduktor dan melemahkan medan atau mengurangi kerapatan fluksi di bawah konduktor.Dalam keadaan ini, fluksi di daerah di atas konduktor yang kerapatannya bertambah akan mengusahakan gaya ke bawah kepada konduktor, untuk mengurangi kerapatannya. Hal ini menyebabkan konduktor mengalami gaya berupa dorongan ke arah bawah. Begitu juga halnya bila arah arus dalam konduktor dibalik. Kerapatan fluksi yang berada di bawah konduktor akan bertambah sedangkan kerapatan fluksi di atas konduktor berkurang. Sehingga konduktor akan mendapatkan gaya tolak ke arah atas. Konduktor yang mengalirkan arus dalam medan magnet cenderung bergerak tegak lurus terhadap medan.Prinsip kerja sebuah motor arus searah dapat dijelaskan dengan gambar berikut ini

Pada saat kumparan medan dihubungkan dengan sumber tegangan, mengalir arus medan If pada kumparan medan karena rangkaian tertutup sehingga menghasilkan fluksi magnet yang arahnya dari kutub utara menuju kutub selatan.Selanjutnya ketika kumparan jangkar dihubungkan ke sumber tegangan, pada kumparan jangkar mengalir arus jangkar Ia. Arus yang mengalir pada konduktorkonduktor kumparan jangkar menimbulkan fluksi magnet yang melingkar. Fluksi jangkar ini memotong fluksi dari kedua kutub medan, sehingga menyebabkan perubahan kerapatan fluksi dari medan utama. Hal ini menyebabkan jangkar mengalami gaya sehingga menimbulkan torsi.Gaya yang dihasilkan pada setiap konduktor dari sebuah jangkar, merupakan akibat aksi gabungan medan utama dan medan di sekeliling konduktor. Gaya yang dihasilkan berbanding lurus dengan besar fluksi medan utama dan kuat medan di sekeliling konduktor. Medan di sekeliling masing masing konduktor jangkar tergantung pada besarnya arus jangkar yang mengalir pada konduktor tersebut. Arah gaya ini dapat ditentukan dengan kaidah tangan kiri.Gaya Lorentz adalah gaya yang ditimbulkan oleh muatan listrik yang bergerak atau oleh arus listrik yang berada dalam suatu medan magnet (B). Arah gaya ini akan mengikuti arah maju skrup yang diputar dari vektor arah gerak muatan listrik (v) ke arah medan magnet (B), seperti yang terlihat dalam rumus berikut: F = q( v x B) Sebuah partikel bermuatan listrik yang bergerak dalam daerah medan magnet homogen akan mendapatkan gaya. Gaya ini juga dinamakan gaya Lorentz. Gerak partikel akan menyimpang searah dengan gaya lorentz yang mempengaruhi. Arah gaya Lorentz pada muatan yang bergerak dapat juga ditentukan dengan kaidah tangan kanan dari gaya Lorentz (F) akibat dari arus listrik, I dalam suatu medan magnet B. Ibu jari, menunjukan arah gaya Lorentz . Jari telunjuk, menunjukkan arah medan magnet ( B ). Jari tengah, menunjukkan arah arus listrik ( I ). Untuk muatan positif arah gerak searah dengan arah arus, sedang untuk muatan negatif arah gerak berlawanan dengan arah arus. Besarnya gaya Lorentz (F) dapat ditulis: F = B.I. ............................................................................................... (2.1) Jika besar muatan q bergerak dengan kecepatan v, dan I = q/t maka persamaan gaya adalah: F = I . . B sin = q/t . . B sin = q . /t . B sin = q . v . B sin Sehingga besarnya gaya Lorentz yang dialami oleh sebuah muatan yang bergerak dalam daerah medan magnet dapat dicari dengan menggunakan rumus : F = q . v . B sin Sedangkan Torsi yang dihasilkan motor dapat ditentukan dengan:T = F . r .......................................................................................... (2.2)Bila torsi yang dihasilkan motor lebih besar daripada torsi beban maka motor akan berputar. Besarnya torsi beban dapat dituliskan dengan:T = K Ia ............................................................................................. (2.3)aZPK.2.= ............................................................................................ (2.4)Dimana :T = Torsi [ N-m ]r = Jari-jari rotor [ Meter ]K = Konstanta ( bergantung pada ukuran fisik motor ) = Fluksi setiap kutubIa = Arus jangkar [ Ampere ]P = Jumlah kutub pada motorZ = Jumlah konduktor pada motora = Cabang parallelD. Aplikasi Motor DCHampir sebagian besar peralatan listrik selalu menggunakan motor listrik sebagai sumber penggeraknya. Salah satu penerapan Motor DC ialah pada Cooling Pad (pendingin leptop). Selain itu aplikasi motor DC itu sendiri ialah pada peralatan rumah tangga seperti kipas dimana baling-baling kipas dihubungkan atau dikopel ke motor agar pada saat motor diberi sumber DC dapat menghasilkan sebuah putaran.

BAB IIPENUTUPA. KesimpulanKesimpulan dari penyusunan makalah ini ialah:1. Transduser ialah suatu alat yang dapat merubah suatu besaran menjadi besaran lain.2. Salah satu contoh transduser yang paling sering kita temui ialah motor DC dimana motor DC merupakan suatu mesin yang dapat mengubah energy listrik menjadi energy mekanik berupa putaran.3. Contoh penggunaan Motor DC ialah seperti kipas angin maupun cooling pad (pendingin laptop)