LAPORAN PRAKTIKUM

Judul Praktikum : Generator DC Penguat Terpisah (Tersendiri)

Mata Kuliah : Praktik Mesin Listrik

Semester / SKS : 3 (tiga) / 2 SKS

Nama Mahasiswa : Ana Puspita Sari

NIM : 5301413034

Tanggal Praktikum : 27 November 2014

Tanggal Penyerahan Laporan : 11 Desember 2014

Dosen Pengampu : Henry Ananta

Nilai :

LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2014

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

Laboratorium: Elektro Generator DC Penguat Terpisah (Tersendiri)

Smt: 3 Praktek:5

Jurusan: Teknik Elektro Waktu : 2 SKS

A. TUJUAN

Mengetahui sifat dasar generator DC penguat tersendiri

B. DASAR TEORI

Prinsip kerja generator DC

berdasarkan pada kaidah tangan kanan.

Sepasang magnet permanen utara-selatan

menghasilkan garis medan magnet Ф, kawat

penghantar di atas telapak tangan kanan

ditembus garis medan magnet Ф. Jika kawat

digerakkan ke arah ibu jari, maka dalam kawat

dihasilkan arus listrik I yang searah dengan

keempat arah jari tangan gambar-6.5.

Bagaimana kalau posisi utara-selatan magnet

permanen dibalik ? Ke mana arah arah arus

listrik induksi yang dihasilkan ?

Percobaan secara sederhana dapat

dilakukan dengan menggunakan sepasang

magnet permanen berbentuk U, sebatang

kawat digantung dikedua sisi ujungnya, pada

ujung kawat dipasangkan Voltmeter gambar-6.6. Batang kawat digerakkan ke arah

panah, pada kawat dihasilkan ggl induksi dengan tegangan yang terukur pada

Voltmeter.

Besarnya ggl induksi yang dibangkitkan

ui = B.L.v.z Volt

ui = Tegangan induksi pada kawat, V

B = Kerapatan medan magnet, Tesla

L = Panjang kawat efektif, meter

v = Kecepatan gerak, m/detik

z = Jumlah belitan kawat

Belitan kawat generator berbentuk silinder dan beberapa kawat dibelitkan

selanjutnya disebut belitan rotor atau belitan jangkar. Kedudukan I, ketika rotor

digerakkan serah jarum jam, kawat 1 tanda silang (menjauhi kita), kawat 2 tanda titik

(mendekati kita) ggl induksi maksimum. Posisi II kawat 1 dan kawat 2 berada pada

garis netral ggl induksi sama dengan nol. Posisi III kawat kebalikan posisi I dan ggl

induksi tetap maksimum gambar-6.7.

Posisi ini terjadi berulang-ulang selama rotor diputar pada porosnya, dan ggl

induksi yang dihasilkan maksimum, kemudian ggl induksi menjadi nol, berikutnya

ggl induksi menjadi maksimum terjadi berulang secara bergantian.

GGL induksi yang dihasilkan dari belitan rotor gambar-6.7dapat menghasilkan

dua jenis listrik yang berbeda, yaitu listrik AC dan listrik DC. Jika ujung belitan rotor

dihubungkan dengan slipring berupa dua cincin gambar-6.8a, maka dihasilkan listrik

AC berbentuk sinusoidal. Bila ujung belitan rotor dihubungkan dengan komutatorsatu

cincin gambar-6.8b dengan dua belahan, maka dihasilkan listrik DC dengan dua

gelombang positif.

Mesin DC dikembangkan rotornya memiliki banyak belitan dan komutator

memiliki beberapa segmen. Rotor memiliki empat belitan dan komutator empat

segmen, sikat arang dua buah, akan menghasilkan ggl induksi dengan empat buah

buah gelombang untuk setiap putaran rotornya gambar 6.9.Tegangan DC yang

memiliki empat empat puncak.

Medan magnet yang sebelumnya adalah magnet permanen diganti menjadi

elektromagnet, sehingga kuat medan magnet bisa diatur oleh besarnya arus penguatan

medan magnet. Belitan rotor dikembangkan menjadi belitan yang memiliki empat

cabang, komutator empat segmen dan sikat arang dua buah. Tegangan yang

dihasilkan penjumlahan dari belitan 1-2 dan belitan 3-4 gambar 6. 10. Dalam

perkembangan berikutnya generator DC dibagi menjadi tiga jenis, yaitu:

1. Generator penguat terpisah

2. Generator belitan Shunt

3. Generator belitan Kompoundd

Generator penguat terpisah

Jenis generator penguat terpisah ada dua jenis

1) penguat elektromagnetik gambar-6.11a2) magnet permanen gambar-6.11b. Penguat

elektromagnetik melalui belitan F1-F2 diberi

sumber listrik DC dari luar misalnya dengan baterai, dengan mengatur besarnya arus

eksitasi Ie, maka tegangan terminal rotor A1–A2 dapat dikendalikan. Generator

penguat terpisah dipakai dalam pemakaian khusus, misalnya pada Main Generator

Lok Diesel Elektrik CC 201/CC203.

Penguat dengan magnet permanen tegangan keluaran generator terminal rotor A1-A2

konstan. Karakteristik tegangan U relatif konstan dan tegangan akan menurun sedikit

ketika arus beban I dinaikkan mendekati harga nominalnya gambar 6.12

C. ALAT DAN BAHAN YANG DIPERLUKAN

1. Alat

- Generator DC 1 buah

- Multimeter 1 buah

- Catu Daya DC 1 buah

- Tachometer 1 buah

- Amperemeter 1 buah

- Voltmeter 1 buah

2. Bahan

- Lilitan 1 buah

- Kapasitor 1 buah

- Lampu 12 Volt 4 buah

- Kabel Penghubung secukupnya

D. LANGKAH KERJA

1. PENGUJIAN TANPA BEBAN

Gambar rangkaian :

Petunjuk Kerja

Peubah If dengan langkah:

a. Terminal tidak disambung dengan beban

b. Generator diputar dengan kecepatan penuh

c. Atur If mulai dari 0 ; 100 ; 120 ; 140 ; 160 ; 180 ; 200 ; 220 ; 240 ; bertahap

d. Ukur tegangan terminal dan catat pada lembar data 1

Peubah n, dengan langkah :

a. Pengujian tanpa beban peubah n (putaran)

b. Tetapkan If pada nilai 25 mA (tegangan jenuh)

c. Atur n mulai dari 0 bertahap hingga tegangan jenuh

2. PENGUJIAN BERBEBAN

Pengaturan pada If, dengan langkah :

a. Terminal disambung beban

b. Pasang amperemeter pada bagian beban

c. Putar generator sampai putaran penuh

d. Atur If dari 0 ; 320 ; 340 ; 360 ; 380 ; 400 ; 400 ; 400 ; 400 bertahap hingga

memperoleh besar tegangan 24 Volt

e. Ukur If, V dan IL catat pada lembar data 2

Pengaturan n (putaran), dengan langkah

a. Terminal disambung beban

b. Pasang amperemeter pada bagian beban

c. Atur If dari 0 ; 320 ; 340 ; 360 ; 380 ; 400 ; 400 ; 400 ; 400 bertahap hingga

memperoleh besar tegangan 24 Volt

d. Atur putaran generator sampai putaran penuh

e. Ukur If, V, IL dan n catat pada lembar data 2

f. Pada saat beban penuh sakelar dilepas, ukur dan catat tegangan

E. DATA HASIL PERCOBAAN

LEMBAR DATA 1

1. Tanpa beban

Peubah If Peubah n (rpm)

No. If (A) V (Volt)Rpm

(tetap)N (rpm) V (volt)

If

(tetap)

1 0 0 1610 0 0 500

2 50 7 1610 358,7 8 500

3 100 13 1610 473,4 10 500

4 150 22 1610 563,1 14 500

5 200 30 1610 687,5 22 500

6 250 38 1610 792,6 26 500

7 300 45 1610 1016 38 500

8 350 58 1610 1153 46 500

9 400 64 1610 1260 51 500

10 450 70 1610 1522 54 500

11 500 74 1610 1474 62 500

2. Berbeban Beban

Peubah If Peubah n (rpm)

No. If (mA) V (Volt)Rpm

(tetap)N (rpm) V (volt)

If (mA)

(tetap)

1 0 0 1610 0 0 200

2 100 2 1610 651 2 200

3 110 4 1610 790,2 4 200

4 120 8 1610 908,1 6 200

5 130 9 1610 1013 8 200

6 140 11 1610 1145 10 200

7 150 12 1610 1210 12 200

8 170 15 1610 1287 13 200

9 180 16 1610 1370 14 200

10 200 19 1610 1466 16 200

11 220 22 1610 1615 19 200

Keterangan:

Dikarenakan beban (lampu bohlam) tidak diperbolehkan untuk terlalu terang (tidak

boleh lebih dari 24 V) karena dikhawatirkan lampu bohlam akan putus. Karena pada

saat paktik di kondisi 22 V kami melihat nyala lampu sudah sangat terang, jadi kami

memutuskan untuk tidak melanjutkan praktik selanjutnya untuk mengisi kolom

selanjutnya untuk menghindari hal-hal yang tidak diinginkan.

F. ANALISIS DAN PEMBAHASAN

a. Berdasarkan hasil pengamatan pada tabel 1 diperoleh nilai Ir yang semakin tinggi,

maka Volt atau tegangan juga akan tinggi walaupun nilai rpm tetap dan

sebaliknya jika arus konstan namun nilai rpm dirubah rubah maka tegangan juga

akan berubah sesuai perubahan rpm.

b. Berdasarkan hasil pengamatan pada tabel 4 diperoleh nilai Ir peubah yang

semakin tinggi, maka nilai tegangan pada beban berupa lampu juga akan semakin

tinggi dengan catatan rpmnya konstan dan sebaliknya jika Ir konstan namun rpm

dirubah rubah tegangan beban lampu juga akan naik mengikuti perubahan rpm.

G. KESIMPULAN

Dari hasil pengukuran yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa besarnya arus

yang mengalir berbanding lurus dengan besarnya tegangan,semakin besar arus yang

dihasilkan,semakin besar pula tegangan yang dihasilkan pada pengukuran dengan

putaran motor konstan. Lalu, besarnya putaran motor berbanding lurus dengan

besarnya tegangan, semakin tinggi putaran motor semakin tinggi pula tegangan yang

dihasilkan pada pengukuran dengan arus konstan.

H. JAWABAN TUGAS

1. Apa keuntungan penguatan terpisah ?

Arus medan yang dibutuhkan merupakan bagian yang sangat kecil dari arus

armatur ukuran sekitar 1-3% pada generator umumnya sejumlah kecil daya

pada rangkaian medan dapat mengatur daya yang relatif besar pada rangkaian

armaturnya.

Tegangan armatur dapat diatur dalam rentang yang lebar serta lilitan medan

dari generator dapat diatur melalui 3 cara yaitu seri, shunt, dan kompon.

2. Berapa besar regulasi tegangan ?

Dengan arus tetap sebesar 0,5 Ampere.

Pada saat putaran motor sebesar 358,7 rpm tegangan yang dihasilkan adalah 8

volt.

Pada saat putaran motor sebesar 473,4 rpm tegangan yang dihasilkan adalah

10 volt.

Pada saat putaran motor sebesar 563,1 rpm tegangan yang dihasilkan adalah

14 volt.

Pada saat putaran motor sebesar 687,5 rpm tegangan yang dihasilkan adalah

22 volt.

3. Berapakah daya keluar jangkar ?

Dengan putaran motor tetap sebesar 1610 rpm.

Pada saat tegangan yang diberikan sebesar 7 volt menghasilkan arus sebesar

0,05 ampere, sehingga daya yang dihasilkan adalah 0,35 watt.

Pada saat tegangan yang diberikan sebesar 13 volt menghasilkan arus sebesar

0.1 ampere, sehingga daya yang dihasilkan adalah 1,3 watt.

Pada saat tegangan yang diberikan sebesar 22 volt menghasilkan arus sebesar

0,15 ampere, sehingga daya yang dihasilkan adalah 3,3 watt.

Pada saat tegangan yang diberikan sebesar 30 volt menghasilkan arus sebesar

0,2 ampere, sehingga daya yang dihasilkan adalah 6 watt.

Pada saat tegangan yang diberikan sebesar 38 volt menghasilkan arus sebesar

0,25 ampere, sehingga daya yang dihasilkan adalah 9,5watt.

Pada saat tegangan yang diberikan sebesar 45 volt menghasilkan arus sebesar

0,3 ampere, sehingga daya yang dihasilkan adalah 13,5 watt.