PENGGUNAAN GENERATOR LISTRIK DIBIDANG OTOMOTIF

GENERATOR LISTRIK DIBIDANG OTOMOTIF - Tahukah kamu baterai pada mobil digunakan untuk berbagai keperluan, seperti menyalakan. mesin, menyalakan sistem penerangan, dan lain-lain. Baterai tersebut memiliki kapasitas yang terbatas dan dapat habis bila dipakai terus-menerus.

Penggunaan Generator Listrik di Bidang Otomotif

Untuk itu, diperlukan sistem pengisian påda mobil. Sistem pengisian berfungsi untuk mengubah energi gerak menjadi energi listrik yang kemudian akan disimpan di dalam baterai dalam bentuk energi kimia. Komponen utama sistem pengisian pada kendaraan adalah alternator. Alternator merupakan salah satu contoh penggunaan generator dalam bidang otomotif. Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai generator, lakukanlah Kegiatan 2.6 berikut!

Kegiatan 2.6 Menganalisis Prinsip Kerja Generator Listrik

Judul Kegiatan : Menganalisis Prinsip Kerja Generator Listrik

Jenis Kegiatan : Tugas Kelompok

Tujuan Kegiatan :

1) Peserta didik dapat menyimpulkan prinsip kerja generator listrik dengan benar. (KD 3)

2) Peserta didik dapat menyajikan penerapan tegangan dalam kehidupan sehari-hari dengan tepat. (KD 4)

Langkah-langkah kegiatan sebagai berikut.

Bentuklah kelompok yang terdiri dari 3 orang dengan adil!
Cari dan pelajarilah video mengenai prinsip kerja generator listrik!
Berdiskusilah dengan teman sekelompokmu apabila ada hal yang belum kamu ketahui mengenai prinsip kerja generator listrik!
Berdasarkan video yang telah kamu pelajari, catatlah prinsip kerja generator listrik dalam bentuk slide presentasi! Lampirkan video prinsip kerja generator ambar 2.3 Alternator mengubah energi dalam slide presentasi tersebut! mekanis menjadi energi listrik.
Analisislah proses konversi energi yang terjadi pada generator listrik!
Buatlah kesimpulan mengenai prinsip kerja generator listrik pada akhir slide presentasimu!
Presentasikan slide presentasi mengenai prinsip kerja generator listrik di depan kelas dengan percaya diri!

Alternator mengubah energi mekanik menjadi energi listrik

Agar kamu dapat melaksanakan Kegiatan 2.6 dengan lancar dan hasil yang dicapai lebih optimal, baca dan pahamilah uraian materi mengenai generator listrik berikut dengan saksama.

Rumus Flaming

Generator listrik merupakan alat yang berfungsi untuk membangkitkan listrik dengan cara mengubah energi gerak mekanik menjadi energi listrik. Dalam kehidupan sehari-hari geņerator digunakan untuk membangkitkan listrik di PLTA dan pada genset di perusahaan-perusahaan. Generator juga digunakan dalam bidang otomotif yaitu untuk sistem pengisian baterai pada kendaraan. Lalu bagaimanakah prinsip kerja generator? Generator menggunakan prinsip pembangkitan listrik dengan cara induksi elektromagnetik.

Proses Induksi Elektromagnetik pada penghantar

Sebuah penghantar yang digerakkan maju mundur di antara medan magnet dan memotong garis gaya magnet, maka pada penghantar tersebut akan timbul Gaya Gerak Listrik (GGL) atau tegangan induksi pada penghantar. Sehingga, arus listrik akan mengalir pada penghantar tersebut. Pembangkitan listrik (arus dan tegangan) dengan cara ini disebut juga dengan induksi elektromagnetik.

Bila penghantar dihubungkan dengan galvanometer (amperemeter yang mengukur arus listrik yang nilainya sangat kecil), jarum galvanometer akan bergerak karena adanya gaya gerak listrik yang dihasilkan saat penghantar digerakkan maju mundur diantara kutub utara dan selatan magnet. Gerakan pada galvanometer, di antaranya, jarum galvanometer akan bergerak bila penghantar atau magnet digerakkan, arah gerakan jarum akan bervariasi mengikuti arah gerakan penghantar atau magnet, besarnya gerakan jarum sebanding dengan kecepatan gerakan, dan jarum galvanometer tidak akan bergerak bila gerakan penghantar dihentikan.

Kaidah Tangan Kanan Fleming

Arah gaya gerak listrik yang dibangkitkan di dalam penghantar yang digerakkan di antara medan magnet bervariasi sesuai perubahan garis gaya magnetaan gerakan penghantar. Arah gaya gerak listrik, garis gaya magnet, dan arus listrik yang dibangkitkan dalam penghantar dapat dipahami menggunakan kaidah tangan kanan Fleming. Kaidah tangan kanan Fleming ditunjukkan dengan membuka ibu jari, jari telunjuk, dan jari tengah dan membentuk sudut saling tegak lurus satu Sama lain. Berdasarkan kaidah tangan kanan Fleming, arah gaya gerak listrik ditunjukkan dengan arah ibu jari, arah garis gaya magnet ditunjukkan dengan arah jari telunjuk, dan arah arus listrik ditunjukkan dengan arah jari tengah.

Proses Induksi Elektronagnetik pada penghantar

Besarnya gaya gerak listrik yang dihasilkan penghantar sebanding dengan banyaknya garis gaya magnet (N) yang dipotong per satuan waktu (t).

E= N/t

Keterangan:

E - Gaya gerak listrik (volt)

N - garis gaya magnet (Wb)

t - waktu (detik)

Prinsip dasar kerja generator

Gaya gerak listrik yang dihasilkan suatu penghantar jumlahnya sangat kecil, untuk itu diperlukan penghantar yang berjumlah banyak untuk menghasilkan gaya gerak listrik atau tegangan induksi yang besar. Generator menggunakan kumparan untuk menghasilkan gaya gerak listrik yang besar.

Alternator

Generator membangkitkan energi listrik dengan cara memutar sebuah kumparan di dalam medan magnet. Setelah mempelajari prinsip kerja generator listrik, ada dua jenis arus yang dihasilkan generator listrik,yaitu arus searah (DC) dan arus bolak balik (AC). Sehingga generator dapat dibagi menjadi dua, yaitu generator AC dan DC.

1. Generator AC (Alternating Current)

Prinsip dasar kerja Generator AC

Generator AC (Alternating Current) atau disebut juga generator arus bolak balik adalah generator yang mengubah energi gerak menjadi energi listrik yang arah arusnya bolak-balik. Generator AC disebut juga generator sinkron karena jumlah putaran rotornya sama dengan jumlah putaran medan magnet pada stator. Kecepatan sinkron ini dihasilkan dari kecepatan putar rotor dengan kutub-kutub magnet yang berputar dengan kecepatan yang sama dengan medan putar pada stator. Salah satu contoh generator AC adalah alternator pada mobil. Contoh penerapan generator AC yang lain adalah pada genset dan generator di pembangkit listrik.

Generator AC terdiri atas beberapa komponen utama, yaitu magnet permanen (magnet tetap),

kumparan (solenoid), cincin geser, dan sikat (brush). Pada generator AC, perubahan garis gaya

magnet diperoleh dengan cara memutar kumparan di dalam medan magnet permanen. Kumparan dihubungkan dengan cincin geser sehingga perputaran kumparan menimbulkan GGL induksi AC. Oleh karena itu, arus induksi yang ditimbulkan berupa arus AC.

2. Generator DC (Direct Current)

Kontruksi Generator DC

Generator DC atau generator arus searah merupakan generator yang mengubah energi gerak menjadi energi listrik yang arah arusnya searah. Generator DC terdiri dua bagian utama, antara lain stator, yaitu bagian yang tidak bergerak dan rotor, yaitu bagian mesin yang berputar. Stator terdiri dari rangka motor, belitan stator, sikat arang, bantalan, dan kotak terminal. Sedangkan, rotor terdiri dari komutator, belitan rotor, kipas rotor, dan poros rotor.

Prinsip kerja generator DC hampir sama dengan generator AC. Namun, pada generator DC arah arus induksinya tidak berubah. Hal ini disebabkan cincin yang digunakan pada generator DC berupa cincin belah (komutator).

Penerapan Generator DC pada Dinamo

Contoh generator DC yang sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah dinamo sepeda. Bagian utama dinamo sepeda adalah sebuah magnet tetap dan kumparan yang disisipi besi lunak. Jika magnet tetap diputar, maka perputaran tersebut menimbulkan GGL induksi pada kumparan. Jika sebuah lampu pijar (lampu šepeda) dipasang pada kabel yang menghubungkan kedua ujung kumparan. Lampu tersebut akan dilalui arus induksi dan menyala. Nyala lampu akan makin terang jika perputaran magnet tetap makin cepat.

Materi Pengayaan

Untuk menambah wawasan dan memenuhi rasa ingin tahumu berkaitan dengan mesin konversi energi, bacalah artikel berikut dengan saksama!

Mengenal Teknologi Mesin Otto-Atkinson di Lexus RC-F

Apa itu siklus Atkinson? Sebelum lebih dalam, kita harus tahu dulu dasar dari mesin 4 langkah. Secara umum, piston di dalam mesin 4 langkah itu naik dan turun sebagai berikut.

Langkah pertama adalah ketika piston turun sambil mengisap bahan bakar dan udara.
Langkah kedua, piston naik ke atas sambil menekan campuran udara bahan bakar tersebut. Hasilnya tekanan makin tinggi, campuran makin padat dan siap dibakar oleh percikan api busi.
Langkah ketiga terjadi setelah busi memercikkan apinya. Ledakan keras yang terjadi mendorong piston ke bawah. Inilah yang Anda rasakan sebagai tenaga mesin.
Setelah itu piston kembali bergerak ke atas. Kali ini untuk mendorong sisa pembakaran keluar ke knalpot.

Nah, di mesin 4 langkah normal, jarak gerak piston di setiap langkah tersebut selalu sama. Lantas satu pembakaran terjadi tiap kruk as berputar dua kali. Sedangkan di siklus Atkinson, setang piston tak terhubung langsung dengan kruk as. Di antaranya terdapat sambungan mekanikal yang didesain untuk membuat piston bergerak 2 kali lebih cepat sehingga pembakaran terjadi tiap 1 kali putaran. Sepintas mirip 2 langkah, namun siklus pembakaran yang terjadi tetap 4 langkah.

Bukan hanya itu, sambungan di kruk as memurngkinkan perbedaan gerakan piston di tiap langkah. Alhasil ketika langkah isap dan kompresi piston bergerak lebih pendek, sedangkan ketika langkah usaha dan buang ia bergerak lebih panjang. Ini membuat konsumsi BBM seperti mesin lebih kecil, lantas energi yang dihasilkan bisa tetap diberikan secara efisien untuk gerakan piston ke bawah. Kelemahannya, mesin ini memiliki rentang tenaga maksimum sempit. Sehingga fleksibilitasnya kurang baik, kecuali dipadu dengan transmisi CVT serta tenaga dari motor listrik. Persis seperti yang terjadi di mobil hybrid.

Rangkuman

Mesin konversi energi adalah mesin yang berfungsi mengubah satu bentuk energi menjadi bentuk energi yang lain yang dapat berguna bagi kepentingan manusia.
Motor bakar merupakan alat yang berfungsi untuk mengubah energi kimia dari bahan bakar menjadi energi panas yang kemudian diubah lagi menjadi energi mekanik. Ada dua jenis motor bakar, yaitu motor pembakaran dalam dan motor pembakaran luar.
Siklus motor bakar terdiri dari empat tahapan/langkah, yaitu langkah hisap langkah kompresi, langkah usaha, dan langkah buang.
Motor bensin dua langkah adalah motor yang dalam satu siklus kerjanya memerlukan dua kali gerakan piston dan satu putaran poros engkol. Sedangkan motor bensin empat langkah adalah motor yang dalam satu siklus kerjanya memerlukan empat kali gerakan piston dan dua putaran poros engkol.
Motor listrik merupakan alat yang berfungsi mengubah energi listrik mernjadi energi gerak. Motor listrik secara umum dibedakan menjadi dua, yaitu motor AC dan motor DC.
Generator listrik merupakan alat yang berfungsi mengubah energi gerak menjadi energi listrik.

Baca Juga Materi BAB II Menerapkan Mesin Konversi Energi dalam Bidang Otomotif