Energi tidak dapat diciptakan dan juga tidak dapat
dimusnahkan, namun energi bisa diubah ke bentuk energi lain. Misal energi
listrik bisa diubah ke energi gerak melalui motor listrik, dan sebaliknya
energi gerak juga bisa diubah ke energi listrik melalui generator.
Lantas, apa itu penjelasan tentang generator dan bagaimana
generator bisa bekerja mengubah energi gerak ke energi listrik ? simak
selengkapnya diartikel ini.
Pengertian dan Fungsi Generator
Generator merupakan alat elektronika yang berfungsi mengubah
inputan berupa energi kinetik menjadi gelombang listrik yang berlangsung secara
terus menerus atau satu kali terhadap input.
Gelombang yang dipertemukan ini akan membulkan beda
potensial sehingga akan terbentuk aliran elektron dari kutub negatif ke
positif. Inilah yang kita kenal sebagai energi listrik.
Fungsi generator ada beberapa macam yakni ;
- Secara umum generator digunakan untuk menghasilkan energi listrik untuk sumber tenaga rangkaian-rangkaian yang memerlukan listrik
- Generator juga dijadikan alat untuk mendeteksi frekuensi dari suatu gerakan kinetik.
- Pada beberapa alat ukur, prinsip kerja generator digunakan untuk mengukur suatu pergerakan.
Sumber energi generator, berasal dari berbagai macam. Contoh
yang paling mudah pada pembangkit listrik, maka sumber tenaganya berasal dari
kincir yang digerakan oleh energi angin ata air.
Sementara pada kendaraan, generator lebih disebut sebagai
altenator karena menghasilkan arus AC. Sumbernya, berasal dari putaran mesin
itu sendiri.
Jenis – jenis generator listrik
1.Apabila dilihat dari medan magnet
- Generator kutub dalam ; memiliki medan magnet yang terletak didalam, tepatnya rotor yang akan memancarkan medan magnet.
- Generator kutub luar ; memiliki medan magnet diluar (menyelimuti rotot), atau dengan kata lain stator yang akan memancarkan medan magnet.
2. Apabila dilihat dari arus yang dibangkitkan
- Generator AC ; generator yang membangkitkan energi listrik bolak-balik (AC)
- Generator DC ; generator yang membangkitkan energi listrik searah (DC)
Prinsip Kerja Generator Listrik
Generator, menggunakan hukum Faraday sebagai prinsipnya,
yang berbunyi ;
Ketika sebuah medan magnet berputar secara terus menerus memotong kumparan maka akan membangkitkan beda potensial pada kumparan tersebut.
Hukum tersebut juga berlaku sebaliknya, apabila sebuah
kumparan berputar memotong medan magnet, maka akan terbentuk beda potensial
pada kumparan tersebut.
Dengan kata lain, untuk menghasilkan aliran listrik, maka
perlu ada sebuah medan magnet yang berputar disekitar sebuah kumparan. Medan
magnet yang dimaksud adalah komponen yang memiliki garis gaya magnet seperti
magnet permanen atau coil.
Dengan kata lain, ada dua komponen utama pada generator
yakni ;
1. Stator (permanent magnet)
Stator adalah komponen yang bertugas menghasilkan medan
magnet, sesuai namanya stator bersifat diam (static). Stator ini memiliki celah
udara yang memiliki meda magnet.
2. Rotor (coil copper wire)
Rotor adalah kumparan yang terlilit pada sebuah core atau
inti besi yang terletak didalam celah udara pada stator. Rotor ini bersifat
berputar (rotating) didalam ditengah medan magnet.
Konstruksi dan Sistem Kerja Generator
Seperti yang dijelaskan diatas, rotor merupakan kumparan
yang berputar sementara stator adalah medan magnet yang diam. Lokasi rotor
berada tepat ditengah medan magnet yang terbentuk pada stator.
Saat ada energi yang memutar rotor, disitulah terjadi
perpotongan garis gaya magnet terhadap kumparan. Sehingga, akan terbentuk beda
potensial diantara dua kutub kumparan. Hal inilah yang menimbulkan adanya
aliran listrik.
Kemana arah aliran listrik ini ?
Untuk mengetahui arah aliran listrik, kita bisa mengikuti
kaedah tangan kanan flemming atau hukum lorentz tentang hubungan antara gaya,
medan magnet dan arah muatan listrik.
Terlihat pada gambar bhwa jempol menunjukan arah gerakan
kumparan, jari telunjuk menunjukan arah medan magnet (dari U ke S), sementara
jari tengah menunjukan arah arus listrik.
Apa perbedaan Generator AC dan DC
Dari namanya saja sudah jelas bahwa arus listrik yang
dihasilkan oleh kedua jenis generator ini berbeda. Namun, kalau dibahas lebih
spesifik dimana letak perbedaan konstruksi generator AC dan DC ?
1. Konstruksi Generator AC
img by researchgate.net
Secara umum, kedua generator ini memiliki konstruksi yang
sama persis. Namun ada sedikit perbedaan pada area ujung, tepatnya pada koneksi
antara kumparan dengan kabel ouput.
Pada kumparan generator sederhana, ada dua buah kabel yang
berfungsi sebagai kabel positif dan kabel negatif.
Generator AC menggunakan dua buah slip ring yang dihubungkan
ke masing-masing ujung kumparan. Desain seperti ini membuat kedua ujung
kumparan tidak saling bersentuhan (hanya terhubung dengan satu slip ring secara
terus menerus).
Sehingga ketika kumparan berputar maka akan timbul aliran
arus yang bolak balik karena sesuai dengan kaedah flemming, gerakan pada satu
sisi kumparan akan naik turun (ketika berputar). Hal inilah yang menyebabkan
ujung kumparan bisa bertindak sebagai positif dan bertindak juga sebagai
negatif.
2. Konstruksi generator DC
img by alternative-energy-tutorials.com
Sementara pada generator DC juga memiliki sebuh kumparan
dengan dua buah ujung (ujung positif dan ujung negatif). Namun tidak ada slip
ring, melainkan ada dua buah brush yang terletak dibagian kiri dan kanan.
Brush A bertindak sebagai brush positif karena pada sisi
ini, arus yang mengalir hanya searah. Sementara brush B bertindak sebagai brush
negatif.
Perbedaannya dengan generator AC, kedua ujung kumparan
secara bergantian akan menyentuh kedua brush. Jadi, aliran arus negatif dan
positif akan dipisahkan oleh kedua brush ini, sehingga timbulah aliran listrik
searah.
Penerapan Generator Listrik Dalam Kehidupan
Generator sering digunakan pada beberapa komponen seperti
berikut ;
- Pembangkit listrik PLN, dengan energi input apapun yang digunakan tetap pada ujungnya menggunakan generator.
- Altenator pada mobil, fungsinya untuk mengubah sebagian putraran mesin menjadi energi listrik untuk menyuplai kebutuhan listrik kendaraan.
- Gen Set, generator set sering diaplikasikan untuk menghasilkan energi listrik dengan bantuan mesin diesel. Genset ini sering dipakai untuk menyuplai kebutuhan listrik pada event tertentu.
Demikian artikel mengenai prinsip kerja generator AC dan DC.
Semoga bisa menambah wawasan kita semua.