Prinsip Kerja Generator

Posted on

Prinsip kerja generator listrik sebenarnya sederhana dan cukup mudah untuk dipahami terlebih lagi jika kita mengetahui aplikasi penggunaan generator dalam penggunaan sehari hari. Pengertian generator secara sederhana yaitu mesin yang berfungsi mengubah energi gerak atau kinetik menjadi energi listrik.

Jadi perlu dicatat bahwa generator tidak memproduksi listrik, hanya mengubah satu bentuk energi ke bentuk lain saja. Lalu bagaimana bisa dari sebuah gerak menjadi listrik ? Prinsip nya adalah memanfaatkan energi gerak sesuai hukum faraday yaitu

“Jika terjadi perubahan medan magnet yang terhubung ke sebuah kawat loop tertutup maka akan menimbulkan gaya gerak listrik”

Yang dimaksud dengan gaya gerak listrik adalah gaya yang bisa menggerakkan elektron atau dengan kata lain adalah arus listrik. Dalam konstruksi nya medan magnet yang dimaksud dipasang sedemikian rupa sehingga ketika terjadi gerakan / putaran diantara celah kutub utara-selatan akan menghasilkan induksi listrik.

konstruksi generator

Cara kerja generator sederhana

Pada dasarnya banyak juga beberapa komponen elektronika yang memanfaatkan perubahan medan magnet ini misalnya saja pada cara kerja relay atau pada prinsip kerja tranformator. Untuk mempermudah pemahaman bisa dilihat pada animasi cara kerja generator dibawah ini

animasi cara kerja generator listrik

Cara Kerja Generator Pembangkit Listrik

Seperti bisa dilihat pada animasi generator listrik diatas pada dasarnya gaya gerak listrik diperoleh dari memanfaatkan perubahan medan magnet, sumber untuk mendapatkan energi kinetik atau gerak ini sendiri bermacam macam misalnya saja dari kincir angin, generator pembangkit di waduk sampai mesin mesin yang berbahan bakar diesel.

Nah lalu bagaimana proses kerjanya konversi energi gerak ini menjadi energi listrik ? meneruskan penjelasan sebelumnya bahwa elektron didapatkan dengan adanya perubahan medan magnet Dan yang berperan untuk bisa mengubah langsung menjadi energi listrik adalah Slip Ring yang terdapat pada generator listrik yang bentuknya biasanya berupa cincin bulat dan terdapat 2 buah pada generator listrik

“Pada generator AC slip ring berbentuk cincin penuh, sedangkan pada motor DC berbentuk cincin belah”

Cincin tersebut terhubung ke brush (semacam sikat) yang kemudian bisa langsung menghasilkan arus listrik ketika terdapat gerakan medan magnet. Pada semua jenis generator seperti ini arus yang dihasilkan adalah alternating current atau arus AC, berikut ini adalah ilustrasi cara kerja generator listrik

cara kerja generator listrik

Tentunya arus listrik yang dihasilkan adalah arus AC dengan bentuk gelombang listrik sinus, gelombang sinus atau sinusoidal adalah gelombang tegangan dalam bentuk dasar arus bolak balik. PLN sendiri sebagai penyedia jasa listrik menggunakan tegangan sinusoidal untuk mendistribusikan listrik ke rumah rumah.

Lalu kenapa arus listrik yang dihasilkan generator berbentuk sinus ? pada saat generator listrik berputar dan memotong medan magnet sehingga terjadi induksi / gaya gerak listrik yang kemudian dikonversikan kedalam bentuk pergerakan elektron, setiap pergerakan sudut coil atau kumparan akan membentuk muatan listrik positif dan muatan listrik negatif yang jika digambarkan adalah seperti dibawah ini

prinsip kerja generator listrik

Bisa dilihat bahwa satu putaran penuh generator menghasilkan satu sinyal sinus penuh, itu juga alasannya kenapa arus AC disebut arus bolak balik, karena memang dibentuk oleh muatan listrik positif dan negatif secara konstan bergantian positif dan negatifnya.

Bagian Bagian Generator

Untuk bisa mengubah energi kinetik menjadi energi listrik maka diperlukan bagian bagian generator yang utamanya terdiri dari :

  1. Rangka Stator, merupakan badan atau body utama dari sebuah generator biasanya terbuat dari baja
  2. Stator, merupakan bagian yang menempel ke rangka generator dan terdapat lilitan stator yang nantinya berfungsi sebagai induksi gaya gerak listrik. Stator terbuat dari bahan ferromagnetik yang disusun berlapis dan terdapat alur untuk lilitan stator.
  3. Rotor, adalah bagian generator yang berputar dan terdapat kutub magnet dengan lilitannya yang terbuat dari tembaga
  4. Slip Ring, yang bentuknya seperti cincin terdiri dari 2 buah ikut berputar bersamaan dengan rotor dan poros generator biasanya terbuat dari bahan tembaga atau kuningan. Bagian inilah yang berfungsi untuk mentransfer listrik dari rotor

Ukuran dari ac generator listrik juga bervariasi disesuaikan dengan kapasitas misalnya saja pada PLTA generator nya bisa membangkitkan hingga ribuan kilowatt sehingga ukurannya juga bisa sangat besar seperti dibawah ini

generator listrik PLTA

Nah untuk memudahkan mengenal bagian generator bisa juga dengan sebuah alternator pada mobil yang juga termasuk generator karena bisa membangkitkan energi listrik dari energi kinetik dalam hal ini mesin mobil. Umumnya alternator mobil hanya bisa membangkitkan daya sekitar 100 – 200 watt saja dengan tegangan sebesar 12 Volt sehingga bisa dibilang alternator mobil adalah versi mini generator

konstruksi generator alternator

Sebagai penggeraknya sendiri adalah perputaran dari mesin mobil ketika mobil sudah dinyalakan, oleh karena itulah untuk pendingin udara/ AC mobil dan perangkat audio tertentu jika akan dinyalakan harus sambil keadaan mobil nyala supaya mendapat tambahan listrik dari alternator

cara kerja alternator mobil

Contoh penerapan lainnya cara kerja generator sederhana yaitu pada dinamo sepeda yang biasa ditempel di sepeda untuk menyalakan lampu depan. Pada Dinamo sepeda terdapat coil atau kumparan yang berputar di antara dua magnet sebagai penghasil gaya gerak listrik untuk selanjutnya proses nya sama seperti diatas diubah ke dalam bentuk energi listrik.

Demikian artikel ini semoga bisa bermanfaat