Pengembangan generator listrik

              Pengembangan generator listrik

       Sebelum hubungan antara magnet dan listrik ditemukan, generator menggunakan prinsip elektrostatik. Mesin Wimshurst menggunakan induksi elektrostatik atau "influence". Generator Van de Graaff menggunakan satu dari dua mekanisme yaitu penyaluran muatan dari elektrode voltase-tinggi dan muatan yang dibuat oleh efek triboelektrisitas menggunakan pemisahan dua insulator.

Cakram Faraday

    Pada 1831-1832 Michael Faraday menemukan bahwa perbedaan potensial dihasilkan antara ujung-ujung konduktor listrik yang bergerak tegak lurus terhadap medan magnet. Dia membuat generator elektromagnetik pertama berdasarkan efek ini menggunakan cakram tembaga yang berputar antara kutub magnet tapal kuda. Proses ini menghasilkan arus searah yang kecil.

     Desain alat yang dijuluki ‘cakram Faraday’ itu tidak efisien dikarenakan oleh aliran arus listrik yang arahnya berlawanan di bagian cakram yang tidak terkena pengaruh medan magnet. Arus yang diinduksi langsung di bawah magnet akan mengalir kembali ke bagian cakram di luar pengaruh medan magnet. Arus balik itu membatasi tenaga yang dialirkan ke kawat penghantar dan menginduksi panas yang dihasilkan cakram tembaga. Generator homopolar yang dikembangkan selanjutnya menyelesaikan permasalahan ini dengan menggunakan sejumlah magnet yang disusun mengelilingi tepi cakram untuk mempertahankan efek medan magnet yang stabil. Kelemahan yang lain adalah amat kecilnya tegangan listrik yang dihasilkan alat ini, dikarenakan jalur arus tunggal yang melalui fluks magnetik.

Dinamo

   Dinamo adalah generator listrik pertama yang mampu mengantarkan tenaga untuk industri, dan masih merupakan generator terpenting yang digunakan pada abad ke-21. Dinamo menggunakan prinsip elektromagnetisme untuk mengubah putaran mekanik menjadi listrik arus bolak-balik.

    Dinamo pertama berdasarkan prinsip Faraday dibuat pada 1832 oleh Hippolyte Pixii, seorang pembuat peralatan dari Perancis. Alat ini menggunakan magnet permanen yang diputar oleh sebuah "crank". Magnet yang berputar diletakaan sedemikian rupa sehingga kutub utara dan selatannya melewati sebongkah besi yang dibungkus dengan kawat. Pixii menemukan bahwa magnet yang berputar memproduksi sebuah pulsa arus di kawat setiap kali sebuah kutub melewati kumparan. Lebih jauh lagi, kutub utara dan selatan magnet menginduksi arus di arah yang berlawanan. Dengan menambah sebuah komutator, Pixii dapat mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah.

  DINAMO GRAMME

     Namun, kedua desain di atas menderita masalah yang sama: mereka menginduksi "spike" arus diikuti tanpa arus sama sekali. Antonio Pacinotti, seorang ilmuwan Italia, memperbaikinya dengan mengganti kumparan berputar dengan yang "toroidal", yang dia ciptakan dengan mebungkus cincin besi. Ini berarti bahwa sebagian dari kumparan terus melewati magnet, membuat arus menjadi lancar. Zénobe Gramme menciptakan kembali desain ini beberapa tahun kemudian ketika mendesain pembangkit listrik komersial untuk pertama kalinya, di Paris pada 1870-an. Desainnya sekarang dikenal dengan nama dinamo Gramme. Beberapa versi dan peningkatan lain telah dibuat, tetapi konsep dasar dari memutar loop kawat yang tak pernah habis tetap berada di  hati semua dinamo modern.

                    

PRINSIP KERJA GENERATOR AC

Generator

adalah suatu alat yang dapat mengubah tenaga mekanik menjadi energi listrik. Tenagamekanik bisa berasal dari minyak bakar fosil, tenaga uap, tenaga panas bumi, dll. Energi listrik yangdihasilkan oleh generator bisa berupa Listrik AC (listrik bolak-balik). Hal tersebut tegantung darikonstruksi generator yang dipakai oleh pembangkit tenaga listrik.

Generator

berhubungan erat dengan hukum Faraday. Berikut hasil dari hukum Faraday “ bahwaapabila sepotong kawat penghantar listrik berada dalam medan magnet berubah-ubah, maka dalamkawat tersebut akan terbentuk Gaya Gerak Listrik.”

Gaya Gerak Listrik (GGL)

Bila sebatang logam panjang berada di dalam medan listrik,(Eo), maka akan menyebabkan elektronbebas akan bergerak ke kiri yang akhirnya akan menimbulkan medan listrik induksi yang sama kuatdengan medan listrik (Gambar 1) sehingga kuat medan total menjadi nol. Dalam hal ini potensialkedua ujung logam menjadi sama besar dan aliran elektron akan berhenti, maka kedua ujung logamterdapat muatan induksi. Agar aliran elektron bebas berjalan terus maka harus muatan induksi ini terusdiambil, sehingga pada logam tidak timbul medan listrik induksi. Dan sumber ggl (misal baterai) yangdapat membuat beda potensial kedua ujung logam harganya tetap, sehingga aliran electron tetapberjalan.

Ada dua struktur medan magnet pada mesin sinkron yang merupakan dasar kerja dari mesin tersebut,yaitu kumparan yang

mengalirkan penguatan DC

dan

sebuah jangkar tempat dibangkitkannya gglarus AC 

. Hampir semua mesin sinkron mempunyai belitan ggl berupa stator yang diam dan strukturmedan magnet berputar sebagai rotor. Kumparan DC pada struktur medan yang berputar dihubungkanpada sumber luar melalui slipring dan sikat arang, tetapi ada juga yang tidak mempergunakan sikatarang yaitu sistem

brushless excitation

.Secara umum generator terdiri dari stator, rotor dan celah udara. Stator merupakan bagian darigenerator yang diam sedangkan rotor merupakan bagian generator yang berputar dan celah udaraadalah ruangan antara stator dan rotor

download(untuk lebih lengkap)