Laporan Praktikum Generator AC (Hukum Faraday)

Daftar isi

1. Latar belakang
2. Tujuan Percobaan
3. Dasar Teori
4. Metodologi Percobaan
5. Data dan Analisa
6. Kesimpulan
7. Daftar Pustaka
8. Bagian Pengesahan
9. Lampiran

GENERATOR AC

I. Latar belakang

—

II. Tujuan Percobaan

1. Menjelaskan prinsip generator AC.
2. Melakukan set-up dan menggambarkan desain generator.
3. Menunjukkan hubungan kecepatan putar dengan tegangan keluar dari generator.

III. Dasar Teori

—

IV. Metodologi Percobaan

4.1 Alat dan Bahan

1. Bingkai panel lengkap dengan unit dasar mesin (1 buah).
2. Unit pemutar (1 buah).
3. Dua keping kutub magnet lengkap dengan dua magnet permanen (1 buah).
4. 2 kutub rotor, 3 kutub rotor, 12 kutub rotor (1 buah).
5. Brush holder lengkap dengan karbon dan kabel penghubung (1 buah).
6. Starter (1 buah).
7. Karet penghubung (1 buah).
8. Delta star lengkap dengan lampu 6 V (1 buah).
9. Tachometer digital (1 buah).
10. Multimeter (2 buah).
11. Power Supply (1 buah).

4.2 Gambar Alat dan Rangkaian Alat

4.3 Langkah Kerja

1. Mulailah dengan set-up generator seperti gambar 1.
2. Pasang rotor pada tengah-tengah unit dasar mesin dan menghubungkan ke unit pemutar dengan karet penghubung.
3. Tancapkan salah satu batang karbon ke brush holder sehingga terhubung pada cincin.
4. Rangkai seri dengan amperemeter dengan skala ukur yang sesuai dengan perkiraan keluaran generator.
5. Lanjutkan dengan menghubungkan ke lampu yang dipasang pada delta star.
6. Hubungkan elektroda lampu yang belum terhubung ke pasangan dari cincin yang dihubungkan pada langkah b menggunakan batang karbon.
7. Rangkai paralel lampu yang terpasang sebelumnya dengan voltmeter dengan skala ukur yang sesuai dengan perkiraan keluaran generator.
8. Mulailah mengambil data pengukuran tegangan dan arus keluaran generator dengan melakukan variasi pada kecepatan putar (dengan memutar knop unit pemutar kekanan secara perlahan), untuk 2 rotor, 3 rotor, dan 12 rotor.
9. Buatlah tabel kecepatan putar (ω), tegangan (V), dan arus (I).

4.4 Metode Grafik

V. Data dan Analisa

5.1 Data Percobaan

5.2 Analisa Data

Prinsip kerja generator AC menggunakan Hukum Faraday yang menyatakan bila sebatang penghantar berada di suatu medan magnet yang berubah-ubah sehingga memotong garis gaya magnet, maka akan terbentuk suatu gaya gerak listrik pada ujung penghantar tersebut, yang diatur oleh persamaan berikut ini:

\begin{equation} \varepsilon = -N \frac{d\Phi}{dt} \tag{1} \end{equation}

Besar tegangan generator sangat bergantung pada kecepatan putaran, jumlah kawat pada kumparan yang memotong fluks, banyak fluks magnet yang dibangkitkan oleh medan magnet, dan juga konstruksi generator itu sendiri.

Rekomendasi Laporan lain:

• Laporan Hukum Stefan Boltzmann
• Laporan Lensa
• Laporan Interferensi dan Difraksi Cahaya

Cara kerja generator AC adalah dengan cara memasang rotor pada tengah-tengah unit dasar mesin rangkaian generator AC dan menghubungkan ke unit pemutar dengan karet penghubung. Stator adalah bagian dalam dari generator yang berfungsi mengeluarkan tegangan bolak-balik, sementara rotor adalah bagian bergerak yang menghasilkan medan magnet yang nantinya akan menginduksi stator. Setelah memasang rotor dengan karet penghubungnya brush holder ditancapkan pada salah satu batang karbon sehingga terhubung pada cincin, brush holder ini bersifat konduktor yang berperan sebagai penerus tegangan dari bagian statis ke bagian yang bergerak. Kemudian rangkaian dipasang seri dengan amperemeter lalu dilanjutkan dengan menghubungkan ke lampu yang dipasang pada delta star, rangkaian delta star digunakan untuk mengurangi jumlah arus start disaat motor untuk pertama kalinya dihidupkan. Selanjutnya lampu dipasang secara paralel dengan voltmeter. Data pengukuran arus diukur dengan amperemeter, tegangan dengan voltmeter, dan kecepatan sudut (rpm) diukur dengan tachnometer digital.

Tabel 1 merupakan pengukuran tegangan dan arus dengan variasi kecepatan putar (ω) untuk 2 kutub rotor. Pada data percobaan tabel 1 didapatkan tegangan dan arus yang sebanding dengan kenaikan kecepatan putar (ω), hal ini sesuai dengan persamaan ggl induksi bahwa ggl induksi yang dihasilkan sebanding dengan kecepatan putar (ω) dan sesuai dengan Hukum Ohm bahwa tegangan yang mengalir pada suatu bahan berbanding lurus dengan arusnya. Data tegangan kecepatan putar dan tegangan ini kemudian diplot ke dalam grafik untuk menentukan hubungan kecepatan putar dengan tegangan putar, dengan kecepatan putar (ω) sebagai variabel bebas dan tegangan sebagai variabel terikat, berikut grafiknya:

grafik yang ditunjukkan diatas (grafik 1) berbentuk garis linier, ini sesuai dengan kesebandingan antara tegangan dan kecepatan putar pada persamaan ggl induksi. Grafik 1 diatas menggunakan 2 kutub rotor yang dipasang pada rangkaian. Berikut ini adalah gambar grafik hubungan tegangan keluaran dan kecepatan rotasi untuk 3 rotor:

pada gambar grafik 2 diatas didapatkan persamaan garis yang berbentuk linier juga yang berarti bersesuaian dengan kesebandingan antara tegangan dan kecepatan rotor pada persamaan ggl induksi. Berikut ini adalah gambar grafik tegangan keluaran dan kecepatan sudut untuk 12 kutub rotor:

pada gambar grafik 3 di atas juga didapatkan persamaan garis yang berbentuk linier, sama seperti kedua grafik sebelumnya.

Pada ketiga gambar grafik diatas dapat dilihat bahwa jumlah kutub rotor yang digunakan mempengaruhi nilai dari tegangan keluaran dari generator. Semakin banyak kutub pada rotor semakin tinggi juga tegangan keluaran yang dihasilkan, akan tetapi tegangan keluar dipengaruhi juga oleh konstruksi generator itu sendiri. Pada percobaan ini konstruksi generator dipasang secara paralel sehingga tegangan yang dihasilkan berbanding terbalik dengan jumlah kutub pada rotor. Hasil ini dapat dilihat pada nyala lampu yang dihasilkan pada rangkaian, semakin sedikit jumlah kutub pada rotor yang sedikit dan teori ini sesuai dengan data percobaan yang didapatkan pada tabel 1, 2, dan 3. Hubungan kecepatan putar dengan tegangan keluar dari generator ini adalah bahwa semakin cepat kecepatan putar yang dihasilkan maka semakin besar juga tegangan keluar yang dihasilkan.

VI. Kesimpulan

1. Prinsip kerja generator AC menggunakan Hukum Faraday yang menyatakan bila sebatang penghantar berada di suatu medan magnet yang berubah-ubah sehingga memotong garis gaya magnet, maka akan terbentuk suatu gaya gerak listrik pada ujung penghantar tersebut persamaan gaya gerak listrik.
2. Desain generator AC
   

   

3. Hubungan kecepatan putar dengan tegangan keluar dari generator ini adalah bahwa semakin cepat kecepatan putar yang dihasilkan maka semakin besar juga tegangan keluar yang dihasilkan.

VII. Daftar Pustaka

—

VIII. Bagian Pengesahan

—

IX. Lampiran

—