1.apa yang dimaksud dengan magnet ?Berapa jenis magnet yang terdapat dialam?ceritakan prinsip kerja magnet?

-Magnet atau magnit adalah suatu objek yang mempunyai suatu medan magnet. Kata magnet (magnit) berasal dari bahasa Yunanimagnítis líthos yang berarti batu Magnesian. Magnesia adalah nama sebuah wilayah di Yunani pada masa lalu yang kini bernamaManisa (sekarang berada di wilayah Turki) di mana terkandung batu magnet yang ditemukan sejak zaman dulu di wilayah tersebut.

Pada saat ini, suatu magnet adalah suatu materi yang mempunyai suatu medan magnet. Materi tersebut bisa dalam berwujud magnet tetap atau magnet tidak tetap. Magnet yang sekarang ini ada hampir semuanya adalah magnet buatan.

Magnet selalu memiliki dua kutub yaitu: kutub utara (north/ N) dan kutub selatan (south/S). Walaupun magnet itu dipotong-potong, potongan magnet kecil tersebut akan tetap memiliki dua kutub.

Magnet dapat menarik benda lain. Beberapa benda bahkan tertarik lebih kuat dari yang lain, yaitu bahan logam. Namun tidak semua logam mempunyai daya tarik yang sama terhadap magnet. Besi dan baja adalah dua contoh materi yang mempunyai daya tarik yang tinggi oleh magnet. Sedangkan oksigen cair adalah contoh materi yang mempunyai daya tarik yang rendah oleh magnet

- Magnet Bumi Kutub utara dan Kutub Selatan merupakan magnet yang berada dialam

-Plastic Magnets

Alnico Magnets Magnet Samarium-Cobalt: salah satu dari dua jenis magnet bumi yang langka,

merupakan magnet permanen yang kuat yang terbuat dari paduan samarium dan kobalt.

-Magnet selalu memiliki dua kutub yaitu: kutub utara (north/ N) dan kutub selatan (south/S). Walaupun magnet itu dipotong-potong, potongan magnet kecil tersebut akan tetap memiliki dua kutub.

Magnet dapat menarik benda lain. Beberapa benda bahkan tertarik lebih kuat dari yang lain, yaitu bahan logam. Namun tidak semua logam mempunyai daya tarik yang sama terhadap magnet. Besi dan baja adalah dua contoh materi yang mempunyai daya tarik yang tinggi oleh magnet. Sedangkan oksigen cair adalah contoh materi yang mempunyai daya tarik yang rendah oleh magnet.

Satuan intensitas magnet menurut sistem metrik pada Satuan Internasional (SI) adalah Tesla dan SI unit untuk total fluks magnetik adalah weber. 1 weber/m^2 = 1 tesla, yang memengaruhi satu meter persegi.

2. Siapakah para penemu motor listrik? Ceritakan secarasingkat tentang kisah mereka.

Motor kini banyak digunakan orang diseluruh dunia, namun hanya beberapa orang yang mengerti tentang sejarah dan juga perkembangan dari sepeda motor. Yang akan kita bahas kali ini adalah sejarah penemu motor yaitu Nikola Tesla. Nikola terlahir dari etnis Serbia di desa Smijan, Kroasia, pada 28 Juni 1856. Nikola merupakan seorang ilmuwan yang menemukan motor. Saat berusia Sembilan tahun, Nikola sudah menjadi salah satu mahasiswa di Universitas Teknologi Graz, Austria. Disana ia mempelajari penggunaan arus listrik bolak-balik (AC) dan lebih tertarik untuk membuat motor listrik arus searah (DC) menjadi lebih efisien. Pada tahun 1882, Nikola telah berhasil membuat sebuah konsep yang menarik, yaitu konsep motor induksi. 

Pada tahun 1882, Nikola pergi ke Paris dan bekerja di Contionental Edison Company, sebagai engineer yang memiliki tugas untuk membuat desain peralatan electrik yang dapat melintasi benua yang berasal dari ide Edison. Di sana ia mulai mengerti tentang motor induksi dan telah mulai melakukan pengembangan beberapa variasi dengan menggunakan sistim putaran bidang magnetic, dan mendaftarkannya pada lembaga paten, pada tahun 1888 ia mendapatkan hak patennya.

Pada tahun 1894, ia bekerja di Edison Machine Work, disana ia menyelesaikan segala masalah yang berhubungan dengan kelistrikan. Di perusahaan tersebut, Nikola sempat merancang 24 jenis dinamo dan pada tahun 1895, Nikola berhasil mengirim sinyal radio hingga jarak 50 mil. Karena gaji yang tidak memuaskan, maka Nikola keluar dari perusahaan Edison tersebut. 

Pada tahun 1886, Nikola mendirikan perusahaan sendiri yang di beri nama Tesla Electric Light and Manufacturing, selama setahun ia telah mematenkan tiga penemuannya. Para investor tidak menyetujui usulnya untuk meneruskan projek Alternating Current Motor, karena ia terus melanjutkan projek tersebut maka ia di keluarkan dari perusahaan tersebut. Pada tahun 1888, Nikola berhasil mendemonstasikan kerja motor induksi arus bolak-balik di depan American Institute of Electrical Engineers dan menandatangani kontrak perjanjian.

Di tahun yang sama, ia juga telah mengembangkan salah satu hasil penemuannya yang di beri nama Prinsip Tesla Coil. Ia bekerja sama dengan George Westinghouse, pemilik Westinghouse Electric and Manufacturing Company. Nikola memperkenalkan motor dan sistem listrik disebuah makalah “ Sistem Baru Bolak Motors Lancar dan Transformer”. George sangat tertarik dengan penemuan Nikola tersebut. Saat George mengunjungi laboratorium Nikola, ia sangat kagum dengan apa yang dilihatnya. Nikola membangun sistem model polyphase yang terdiri atas arus bolak-balik, denga langkah up-dinamo serta step down transformator dan motor AC. George dan Nikola bekerjasama untuk mengelola listrik nasional di Amerika.

Pada athun 1882, Nikola telah menemukan medan magnet berputar, ia mengadaptasi prinsip medan magnet rotasi untuk membangun bolak motor induksi arus dan sistem polyphase untuk transmisi distribusi generasi serta penggunaan daya listrik. Nikola motor AC induksi digunakan di industri. Nikola Tesla meninggal dunia pada 7 Januari 1943 di hotel New Yorker, ruang 3327, lantai 33. Nikola di kremasi di Ardsley, Hudson, New York. Demikian sejarah tentang penemu Motor yaitu Nikola Tesle. Semoga semangat dan keingintahuannya dapat kita contoh dan kita tiru.

3. Motor listrik terdiri dari dua jenis, yaitu motor ac dan motor dc. Ceritakan perbedaan dari kedia jenis motor tersebut.

Perbedaan mendasar dari motor DC dan motor AC adalah sumber arusnya : motor DC : sumber arus berasal dari arus DC motor AC : sumber arus berasal dari arus AC dan DCJenis-jenis motor listrik: 

 A. Motor DCSeperti yang sudah dijelaskan sebelumnya bahwa motor terdiri atas 2 bagian utama yaitu stator dan motor. Pada stator terdapat lilitan (winding) atau magnet permanen, sedangkan rotor adalah bagian yang dialiri dengan sumber arus DC. Arus yang melalui medan magnet inilah yang menyebabkan rotor dapat berputar. Arah gaya elektromagnet yang ditimbulkan akibat medan magnet yang dilalui oleh arus dapat ditentukan dengan menggunakan kaidah tangan kanan. 

 

 Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur:• Tegangan dinamo : meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan• Arus medan : menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan. Mekanisme Kerja Motor DCMekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum samaArus listrik dalam medan magnet akan menimbulkan gaya.· Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran/loop, maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapat gaya pada arah yang berlawanan.· Pasangan gaya menghasilkan torsi untuk memutar kumparan.· Motor- motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putar yang lebih seragam dari medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan Beberapa kerugian penggunaan motor DC:-Perawatan intensif karena brush atau sikat pada motor DC akan aus.-Konversi arus AC menjadi arus DC menggunakan konverter memerlukan biaya yang mahal.Keuntungan penggunaan motor DC:-Kecepatannya mudah diatur. Perhitungan pada motor DC :Daya input      :           Pin= √3 Vrms Irms cosƟDaya output    :           Pout= Tout ww = kecepatan sudutTout = torsi outputEfisiensi          :           η (%) = (Pout/Pin) x 100 Mengapa terdapat efisiensi pada motor? Karena motor yang digunakan tidak dapat bersifat ideal, artinya pada motor ada kehilangan daya pada setiap prosesnya sehingga daya output akan bernilai lebih kecil daripada daya input. Kehilangan daya ini biasa disebut sebagai rugi-rugi daya dan dapat disebabkan karena mechanical (gesekan dan rotasi) serta electric (hambatan pada belitan) Berikut ilustrasi rugi-rugi daya pada motor DC: 

 Klasifikasi Motor DC: 

 Self Excited terdiri atas motor yang tersusun secara :o Shunt   : Rangkaian motor DC dimana field winding dan armaturre disusun secara paralel. Rangkaian shunt memiliki kecepatan sudut dan tegangan jepit yang konstan.o Seri    : Rangkaian motor DC dimana field winding dan armature disusun secara seri. Kecepatan sudut tidak konstan, ketika diberi beban besar maka kecepatan rotasi motor akan kecil dan begitu pula sebaliknya. Dapat menghasilkan momen yang besar dengan arus yang rendah sehingga cocok digunakan sebagai starter mesin.o Campuran : Rangkaian motor DC yang memiliki 2 buah field winding yang dihubungkan secara seri dan paralel dengan armature. Motor DC campuran ini menghasilkan momen awal yang besar pada awal pergerakan beban. Berikut ini ilustrasi dari klasifikasi dari motor DC self excited: 

  Separately ExcitedArus penguat magnet berasal dari sumber arus searah (DC) di luar motor tersebut. 

 B. Motor ACGerakan yang ditimbulkan motor AC dapat terjadi karena sumber arus AC atau DC. Tegangan suber AC dapat berupa satu fasa maupun tiga fasa. Jenis motor AC berdasarkan rotornya:a. Motor SinkronMotor sinkron bekerja pada kecepatan tetap pada frekuensi tertentu dan tidak terjadi slip. Motor ini memerlukan arus DC untuk pembangkita daya dan memiliki torsi awal yang rendah, dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal untuk beban rendah seperti kompresor udara, perubahan frekuensi dan generator motor. Motor sinkron mampu memperbaiki faktor daya sistem sehingga sering digunakan pada sistem yang menggunakan banyak listrik.

 

 Prinsip Kerja Motor SinkronMotor sinkron memiliki kumparan jangkar pada stator dan kumparan medan pada rotor. Kumparan jangkar memiliki bentuk yang sama dengan motor induksi, sedangkan kumparan medan berbentuk rotor silinder. Arus DC digunakan untuk menghasilkan fluks pada kumparan medan dan dialirkan ke rotor melalui cincin slip. Apabila jangkar dihubungkan dengan sumber tegangan tiga fasa akan menimbulkan medan putar pada stator. Kutub medan rotor yang diberi penguat arus searah mendapat tarikian dari kutub medan putar stator hingga turut berputar dengan kecepatan yang sama (sinkron). b. Motor InduksiMerupakan motor yang sering digunakan dalam peralatan industri. Bergerak karena adanya arus induksi. Motor induksi ini juga dapat diklasifikasikan menjadi: Motor induksi satu fasa : hanya memiliki satu lilitan Motor induksi tiga fasa : memiliki 3 lilitan. Motor induksi 3 fasa ini medapat menghasilkan tenaga yang lebih besar daripada motor induksi satu fasa.  Prinsip kerja dari motor induksi yaitu suplai listrik di stator akan menghasilkan medan magnet. Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron di sekitar rotor. Arus dari rotor menghasilkan medan magnet yang kedua dan berusaha melawan medan magnet stator sehingga menyebabkan rotor berputar. Tetapi pada kenyataannya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron tetapi pada kecepatan dasar yang lebih rendah. Perbedaan tersebut disebabkan karena adanya slip yang meningkat dengan meningkatnya beban. Untuk menghindari slip maka dapat dipasang sebuah cincinn geser atau slip ring %Slip = ((Ns-Nb)/Ns) x 100

Dimana:Ns = kecepatan sinkron dalam RPMNb = kecepatan dasar dalam RPM  

4. Motor DC terbagi menjadi motor brush, motor brushless, motor stepper dan motor servo. Jelaskan keuntungan, kerugian dan cara membedakan masing-masing motor tersebut. Berikan contoh aplikasi dari masing-masing motor.

1. Motor BrushKeuntungan:-Brush DC memakai sikat karbon sebagai penyalur arus ke kumparan motor.-Brush DC memakai kumparan sebagai bagian bergerak.-Brush DC memakai kumparan sebagai komutator secara mekanik.-Relatif lebih mudah dibuat.-Sederhana dalam rangkaian pengendalinya.Kerugian:-Perlunya penggantian secara rutin pada bagian sikat karbon.-Rugi gesekan pada pertemuan sikat karbon.-Gesekan sikat karbon menyebabkan keterbatasan kecepatan.Aplikasi:

2. Motor Brushlesskelebihan

+tidak menimbulkan percikan api dari brush , karena pengaturan pergantian listrik di atur olah ESC , biasanya ESC yang bertuliskam ampere lebih besar , step pada pergantian listriknya juga semakin cepat , sehingga gelombang radio dan penerima tidak terganggu , dan aeromodeller tidak takut untuk melakukan maneuver extrim+brushless menggunakan banyak sekali magnet , dengan begitu brushless memiliki tenaga yang lebih besar

+kecepatan dan torsi brushless lebih teratur , sehingga dapat di atur , biasanya di tuliskan dengan KV , misalnya 4500 KV , itu artinya memiliki kecepatan 4500 per kilo volt+dapat menggunakn prop besar , tanpa mengurangi keefisiensian motor

kekurangan

-brushless lebih boros , karena sekali melakukan pertukaran medan listrik , listrik melewati 9 kumparan pengatur megnet-karena yang berputar megnet , jadi prop apapun yang di gunakan , brushless tetap tidak bisa diatur keborosan.nya-ESC pada brushless cepat rusak , karena ic di dalam brushless yang mengatur listrik yang sangat cepat , sehingga pergantian PWM motor lebih cepat-relatif lebih mahal

Aplikasi:

3. Motor stepperKeuntungan:- frekuensi pulsa input-nya tidak tergantung pada beban. - Perputaran motor stepper adalah perputaran yang diskrit dan arah perputarannya dapat searah ataupun berlawanan dengan arah jarum jam.- memiliki tiga bagian atau tiga element dasar. Yaitu indexer (kontroler/ pengontrol), driver, dan motor stepper.Sudut rotasi motor proporsional dengan pulsa masukan sehingga lebih mudah diatur.· Motor dapat langsung memberikan torsi penuh pada saat mulai bergerak· Posisi dan pergerakan repetisinya dapat ditentukan secara presisi· Memiliki respon yang sangat baik terhadap mulai, stop dan berbalik (perputaran)· Sangat realibel karena tidak adanya sikat yang bersentuhan dengan rotor seperti pada motor DC

· Dapat menghasilkan perputaran yang lambat sehingga beban dapat dikopel langsung ke porosnya· Frekuensi perputaran dapat ditentukan secara bebas dan mudah pada range yang luas.

Kerugian:Penurunan kopel yang diterima oleh rotor ini akan mengakibatkan kecepatan putaran motor juga akan berkurang sesuai dengan penurunan tegangan. Hal inilah yang menjadi dasar pengaturan kecepatan motor dengan mengubah sumber tegangan (line voltage control). Dalam pengaturan putaran dengan mengubah tegangan ini masih terdapat beberapa kelemahan yang timbul. Dimana dalam pengaturan ini  kadang diperoleh putaran yang tidak stabil (berubah-ubah) terutama untuk putaran rendah. Hal ini terjadi karena motor yang digunakan adalah motor dengan tegangan stabil. Sehingga saat tegangan diturunkan, putaran motor menjadi tidak stabil, karena motor akan berputar dengan sempurna pada tegangan yang diperkenakan yang telah ditentukan dalam plat penunjuk daya (name plate) yang sudah disesuaikan pada motor tersebut.Aplikasi:

4. Motor servo

Keunggulan Motor Servo

Keunggulan dari penggunaan motor servo adalah : Tidak bergetar dan tidak ber-resonansi saat beroperasi. Daya yang dihasilkan sebanding dengan ukuran dan berat

motor. Penggunaan arus listik sebanding dengan beban yang diberikan. Resolusi dan akurasi dapat diubah dengan hanya mengganti

encoder yang dipakai. Tidak berisik saat beroperasi dengan kecepatan tinggi.

Kelemahan Motor Servo

Keunggulan dari penggunaan motor servo adalah : Tidak bergetar dan tidak ber-resonansi saat beroperasi. Daya yang dihasilkan sebanding dengan ukuran dan berat

motor. Penggunaan arus listik sebanding dengan beban yang diberikan.

Resolusi dan akurasi dapat diubah dengan hanya mengganti encoder yang dipakai.

Tidak berisik saat beroperasi dengan kecepatan tinggi.

Aplikasi Motor Servo

Motor servo dapat dimanfaatkan pada pembuatan robot, salah satunya sebagai penggerak kaki robot. Motor servo dipilih sebagai penggerak pada kaki robot karena motor servo memiliki tenaga atau torsi yang besar, sehingga dapat menggerakan kaki robot dengan beban yang cukup berat. Pada umumnya motor servo yang digunakan sebagai pengerak pada robot adalah motor servo 180o.

Contoh motor servo 180o yang sering digunakan untuk kaki robot

Komponen Penyusun Motor Servo

Motor servo pada dasarnya dibuat menggunakan motor DC yang dengan controler dan sensor posisi sehingga dapat memiliki gerakan 0o, 90o, 180o atau 360o. Berikut adalah komponen internal sebuah motor servo 180o.

Tiap komponen pada motor servo diatas masing-masing memiliki fungsi er, driver, sensor, girbox dan aktuator. Pada gambar diatas terlihat beberapa bagiankomponen motor servo. Motor pada sebuah motor servo adalah motor DC yang dikendalikan oleh bagian controler, kemudian komponen yang berfungsi sebagai sensor adalah potensiometer yang terhubung pada sistem girbox pada motor servo.

5. Mesin perkakas yang terdapat pada soal tersebut motor yang digunakan adalah Motor DC. Alasan yang kami berikan adalah karena mengacu pada keuntungan pada motor DC adalah dapat mengatur kecepatan. Lalu sistem kontrol yang digunakan adalah sistem kontrol terbuka karena tak perlu feedback yang harus dibutuhkan