Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Tugas rangkuman teknik tenaga listrik

1,434 views

Published on

Published in: Education
  • Login to see the comments

  • Be the first to like this

Tugas rangkuman teknik tenaga listrik

  1. 1. TUGAS RANGKUMAN TEKNIK TENAGA LISTRIK Disusun oleh : SYLVESTER SARAGIH DBD 111 0105 KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS PALANGKA RAYA FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN 2013
  2. 2. RANGKUMAN A. PENGERTIAN LISTRIK Listrik adalah kondisi dari partikel subatomik tertentu, seperti elektron dan proton, yang menyebabkan penarikan dan penolakan gaya diantaranya dimana sumber energi disalurkan melalui kabel. Arus listrik timbul karena muatan listrik mengalir dari saluran positif ke saluran negatif. B. SUMBER LISTRIK Ada dua sumber arus listrik, yaitu : a) Arus listrik mengalir (dalam konduktor) dari kutub positif ke kutub negatif. b) Arus elektron-lektron mengalir (dalam konduktor) dari kutub negatif ke kutub positif C. JENIS-JENIS ARUS LISTRIK Jenis-jenis arus listrik dapat dibagi menjadi dua, yaitu : Arus searah (Direct Current, DC). Arus bolak-balik (Alternating Current, AC). 1. SISTEM TENAGA LISTRIK A. TEKNIK TENAGA LISTRIK Teknik Tenga Listrik adalah ilmu yang mempelajari konsep dasar kelistrikan dan pemakaian alat yang asas kerjanya berdasarkan aliran electron dalam konduktor (arus listrik). Dalam Teknik Tenaga Listrik dikenal dua macam arus :
  3. 3. 1. Arus searah dikenal dengan istilah DC (Direct Current), 2. Arus bolak bolik dikenal sebagai AC (Alternating Current). B. PERALATAN ATAU PENGUBAH ENERGI Peralatan atau peranti pengubah energi yaitu mengubah energi listrik dari rangkaian atau jaringan yang satu menjadi energi listrik yang lain pada rangkaian atau jaringan berikutnya. Peranti tersebut adalah generator, Motor dan Transformator. Transformator terbagi atas : 1. Trafo penaik tegangan (step-up) atau disebut trafo daya. 2. Trafo penurun tegangan (step-down) disebut juga trafo distribusi. 3. Trafo yang dipergunakan pada peralatan atau rangkaian elektronik. Generator maupun motor dapat disebut mesin listrik, karena generator dapat berupa generator arus searah dan generator arus bolak balik, demikian juga motor. Mesin listrik juga dapat dibagi atas : a. Mesin arus searah, yang terbagi atas; (1) Mesin Shunt, (2) Mesin Seri, (3) Mesin Kompon. b. Mesin arus bolak balik, terbagi atas ; (1) Transformator (2) Mesin Tak Serempak (Asinkron) atau Mesin Induksi (3) Mesin Sikron atau mesin serempak 2. KONSEP DASAR INDUKSI MAGNETIK A. MEDAN MAGNET Medan magnetik adalah ruang disekitar magnet dimana tempat bendabenda tertentu mengalami gaya magnetik.
  4. 4. Gambar 1 Garis medan magnet batang sederhana Garis besar magnetik dianggap mempunyai karekteristik tertentu. Semua garis kekuatan:  Mulai pada kutub utara dan berakhir pada kutub selatan.  Kontinu dan selalu membentuk loop yang lengkung.  Tidak pernah memotong.  Cenderung memendek sendiri, karena garis magnet diantara kutub yang berbeda menyebabkan kutub ditarik lebih dekat.  Masuk dan keluarnya material magnet pada sisi kanan permukaan.  Melewati semua material, magnet ataupun non magnet. Selain itu, tidak ada isolator untuk kuat garis magnet. B. MEDAN MAGNETIK DI SEKITAR ARUS LISTRIK Medan magnetik disekitar arus listrik ditimbulkan oleh dua hal yaitu : 1. Arus listrik menghasilkan gaya yang dapat memutar sebuah magnet yang ada didekatnya. 2. Besarnya gaya bergantung kepada kedudukan relative antara arus dan magnet. Dari dua hal tersebut disimpulkan bahwa disekitar penghantar berarus listrik timbul medan magnet.
  5. 5. C. INDUKSI MAGNETIK Induksi magnet adalah kuat medan magnet akibat adanya arus listrik yang mengalir dalam konduktor. Induksi magnetik dibatasi sebagai gaya terhadap muatan yang bergerak dengan persamaan : Induksi magnetic adalah besaran vektor. Induksi magnetik β, kecepatan normal v sin Φ dan gaya magnetik F tegak lurus satu sama lain. 3. KONSEP INDUKSI ELEKTROMAGNETIK A. HUKUM FARADAY Menurut Faraday dalam hukumnya, kosep induksi elektromagnetik adalah “gaya gerak listrik (ggl) induksi yang timbul antara ujung-ujung suatu loop penghantar berbanding lurus dengan laju perubahan fluks magnetic yang dilingkupi oleh loop penghantar tersebut. Energi mekanik dapat diubah menjadi energi listrik dengan jalan induksi elektromagnetik. Dengan induksi elektromagnetik dapat dibangkitkan energi listrik secara besar-besaran. B. HUKUM LENZ Arus induksi dapat ditentukan dengan hukum Lenz, yang bunyinya : “Arah arus induksi dalam suatu penghantar sedemikian, sehingga menghasilkan medan magnet yang melawan perubahan garis gaya yang menimbulkannya”.
  6. 6. 4. BATERAI (ACCU) A. KONTRUKSI BATERAI Baterai terdiri dari beberapa sel, dimana sel-sel ini membangkitkan energi listrik. Tiap sel terdiri dari beberapa empat bagian yaitu: 1. Kotak baterai 2. Plat Plat terbagi dua macam yaitu: a. Plat positif, dan b. Plat negatif. 3. Pemisah (separator) 4. Elektrolit B. ELEMEN-ELEMEN BATERAI Elemen-elemen baterai terbagi menjadi sembilan bagian yaitu: 1. Elemen Primer 2. Elemen Volta 3. Elemen Daniell 4. Elemen Leclanche basah 5. Elemen leclanche kering 6. Elemen Weston 7. Elemen Sekunder 8. Elemen Bahan Bakar 9. Eleemen Hidrogen-Oksigen C. REAKSI KIMIA PADA BATERAI Pengosongan dan pengisian baterai merupakan suatu siklus seperti reaksi kimia di bawah ini. Reaksi kimia pada waktu baterai mengeluarkan arus :
  7. 7. Ketika baterai mengeluarkan arus listrik, timah hitam pada plat positif maupun negatif bergabung dengan SO4 yang terdapat dalam elektrolit, sehingga membentuk PbSO4. Dengan adanya reaksi tersebut, elektrolit H2SO4 sedikit demi sedikit menjadi air, sehingga elektrolit konsentrasinya, mengakibatkan berat jenisnya pun menurun. Reaksi kimia pada waktu baterai diisi : Selama pengisian, arus listrik mengalir ke dalam baterai dengan arah yang berlawanan, sehingga mengakibatkan kebalikan reaksi di dalam baterai. Untuk mengisinya kembali maka kita harus mengalirkan arus listrik kearah yang berlawanan dengan arus yang dikeluarkan oleh aki tersebut. GGL aki ini sekitar 2 volt. Efisiensi aki ialah perbandingan energi listrik yang dapat dipakai menjadi kalor dibandingkan dengan energi listrik yang diisikan berkisar 80-90%. 5. GENERATOR ARUS BOLAK-BALIK (ALTERNATOR) A. PROSES INDUKSI PENGHASIL ARUS BOLAK-BALIK Arus yang dihasilkan dari perkisaran lingkaran kawat, yang diujungnya dihubungkan denagan cincin tembaga yang satu dengan lainnya terhadap poros disekat pada cincin ini diletakkan dua buah sikat yang
  8. 8. mengambil arus dari kawat lingkaran, kemudian diberikan pada aliran luar. Arus yang mengalir dalam rantai ini berubah-ubah besar serta arahnya, maka disebut arus bolak-balik. B. PRINSIP KERJA ALTERNATOR Prinsip kerja alternator yaitu sebagai berikut : 1. Cara mendapatkan arus listrik dari perkisaran lingkaran kawat, kedua ujung kawat itu dihubungkan pada dua buah cincin tembaga yang satu sama lainnya serta terhadap poros disekat. 2. Pada cincin ini diletakkan duah buah sikat yang mengambil arus dari kawat lingkaran kemudian diberikan kepada rantai aliran luar. 3. Arus yang mengalir dalam rantai ini berubah-ubah pula seperti tekanan yang diinduksikan. Karena arus terus menerus berubah besar besrta arahnya, maka disebut arus bolak-balik. Pada arus searah, elektron dalam kawat bergerak dalam arah yang selalu sama, pada arus bolak balik elektron ini melakukan getaran tunggal pada suatu kedudukan setimbang. Tahanan lingkaran disebut tahanan dalam dan tahanan rantai aliran luar disebut tahanan luar. Jika perputarannya beraturan, tekanannya berlangsung seperti sinosuida.
  9. 9. Gamabar 2 Alternator Gambar 3 Prinsip Kerja Alternator
  10. 10. 6. GENERATOR ARUS SEARAH A. PROSES INDUKSI PENGHASIL LISTRIK ARUS SEARAH Bila kawat melngkar diletakkan di antara dua kutub utara dan selatan maka akan memotong garis-garis gaya sehingga dalam kawat terjadi arus induksi. Arus induksi yang dihasilkan berupa arus bolak-balik. Arus bolakbalik yang dihasilkan itu kemudian diubah menjadi arus searah dengan memakai dua sekat lempengan logam setengah lingkaran (cincin slip/ komutator). Besar GGL induksi tergantung pada jumlah garis gaya yang dipotong tiap detik. Jika kumparan berputar 180 derajat, maka selama putaran itu akan terjadi gaya gerak listrik induksi yang arahnya tetap. Setelah berputar 180 derajat sikat-sikat bersinggungan dengan isolator sehingga dalam aliran luar tidak ada arus. Pada perputaran berikutnya terjadi GGL induksi lagi, tetapi karena bentuk komutator demikian, maka aliran luar GGL itu tetap sama seperti semula. B. PRINSIP KERJA GENERATOR ARUS SEARAH Prinsip kerja suatu generator arus searah berdasarkan hukum Faraday : e = - N dΦ/ dt dimana : N : jumlah lilitan Φ : fluksi magnet e : Tegangan imbas, ggl (gaya gerak listrik) Dengan demikian, apabila suatu konduktor memotong garis-garis fluksi magnetik yang berubah-ubah, maka ggl akan dibangkitkan dalam konduktor itu. Dalam prinsip kerja generator arus searah terdapat tiga sistem yaitu :
  11. 11. 1. Sistem Saklar, 2. Sistem Komutator, dan 3. Sistem Dioda. C. KARAKTERISTIK GENERATOR SEARAH 1. Medan magnet pada generator dapat dibangkitakan dua cara yaitu : a. Dengan magnet permanen b. Dengan magnet remanen 2. Generator listrik dengan magnet permanent sering juga disebut magneto dynamo. Karena banyaknya kekurangannya, maka jarang digunakan. 3. Sedangkan generator dengan magnet remanen menggunakan medan magnet listrik, mempunyai kelebihan-kelebihan yaitu medan magnet yang dibangkitkan dapat diatur. 4. Pada generator searah berlaku hubungan-hubungan sebagai berikut : Ea = Φ z n P / 60 a Volt Dimana : Ea = ggl yang dibangkitkan pada jangkar generator f = fluks per kutub z = jumlah penghantar total n = kecepatan putar a = jumlah hubungan pararel 5. Berdasarkan cara memberikan fluks pada kumparan medannya, generator arus satu searah dapat dikelompokkan menjadi tiga bagian : a. Generator berpenguatan bebas b. Generator berpenguatan sendiri c. Generator kompon
  12. 12. D. REAKSI JANGKAR Fluks yang menembus konduktor jangkar pada keadaan generator tak terbeban merupakan fluks utama. Jika generator dibebani, timbullah arus jangkar. Adanya arus jangkar ini menyebabkan timbulnya fluks pada konduktor tersebut. Dengan menganggap tidak ada arus medan yang mengalir dalam kumparan medan, fluks ini seperti digambarkan pada dibawah ini. Gambar 4 Reaksi Jangkar Fluks total saat generator dalam keadaan berbeban adalah penjumlahan vector kedua fluks. Pengaruh adanya interaksi ini disebut reaksi jangkar. E. KERJA PARAREL GENERATOR ARUS SEARAH Tujuan kerja pararel dari generator adalah : a. Untuk membantu mengatasi beban unuk menjaga jangan sampai mesin dibebani lebih.
  13. 13. b. Jika satu mesin dihentikan akan diperbaiki karena ada kerusakan, maka harus ada mesin lain yang meneruskan pekerjaan. Jadi untuk menjamin kontinuitas dari penyediaan tenaga listrik. 7. MOTOR LISTRIK Kebalikan dari alternator, motor listrik mengkonversi energi listrik menjadi energi mekanik. A. KARAKTERISTIK MOTOR LISTRIK 1. Motor listrik memiliki efisiensi konversi yang tinggi dibandingkan motor bakar (internal combustion engine). Motor listrik memiliki banyak keuntungan karena: biaya awal yang rendah, mudah dioperasikan, tidak berisik, tidak ada gas buang, umur pemakaian yang panjang, mudah dikendalikan, tidak memakan tempat. 2. Komponen utama dari motor listrik yaitu : sebuah magnet yang berbentuk U dengan ruang berbentuk silinder di antara kutub-kutubnya., sebuah kumparan yang dapat berputar di antara kutub magnet, dua buah sikat, duah buah cincin belah. 3. Cara kerja motor listrik berdasarkan asas bahwa kawat yang berarus listrik mengalami gaya Lorenz di dalan medan magnet. 4. Motor listrik mempunyai bagian utama yaitu : a. Sebuah magnet tetap berbentuk U dengan ruang di antara kutubkutubnya berbentuk silinder. b. Sebuah kumparan yang dapat berputar diantara kutub-kutub magnet tetap. c. Dua buah sikat S1 dan S2 d. Dua buah cincin belah B1 dan B2 B. PRINSIP KERJA MOTOR LISTRIK 1. Arus listrik masuk melalui sikat S2 ke belahan B2, dari B2 arus mengalir melalui kumparan ke belahan B1 ke sikat S1.
  14. 14. 2. Arus listrik ini memutar kumparan sampai bidang kumparan menghadap magnet kutub-kutub tetap B1 dan B2 berputar. 3. Tepat pada saat itu B2 bersentuhan dengan S1 dan B1 bersentuhan dengan S2. Sekarang arus dalam kumparan menjadi dari S2 ke belahan B1 melalui kumparan lalu kebelahan B2 terus ke sikat S1. Jadi arus sekarang dalam kumparan berubah. Dengan demikian kumparan berputar setengah putaran lagi, demikian seterusnya tiap kali bidang kumparan berhadapan dengan kutub-kutub magnet tetap. Arah arus diubah oleh cincin belah itu yang terbuat dari penghantar dan disebut Komutator. 4. Pengaruh medan magnet terhadap kumparan itu paling besar ketika bidang kumparan tidak terletak sejajar dengan garis-garis gaya. Sedangkan pengaruh medan magnet terhadap putaran kumparan paling kecil ketika bidang kumparan itu tegak lurus garis-garis gaya. Maka dari itu kumparan motor itu menggunakan satu kumparan yang berjalan agak tersentak-sentak. 8. ALTERNATOR GGL TIGA-FASE ALTERNATOR TIGA FASE Alternator sistem tiga fase memiliki skema sebagai berikut. Tiga pasangan koil dikonstruksi dengan interval sudut sebesar 120o. Asumsikan putaran berlangsung searah jarum jam. Ketika kutub magnet berada satu garis dengan pasangan kutub (misalnya 1a dan 1b) maka terjadi beda potensial maksimum pada pasangan koil tersebut. Saat posisi kutub magnet bergerak menjauh dari pasangan koil tersebut maka beda potensialnya menurun sedangkan beda potensial pada pasangan koil selanjutnya (2a dan 2b) akan meningkat dan mencapai maksimum saat berada pada satu garis. Demikian mekanisme ini berlangsung dan polaritasnya akan berubah ketika kutub magnet mendekati garis pasangan kutub dengan posisi kutub yang
  15. 15. berlawanan. Perubahan beda potensial ini terhadap waktu berlangsung seperti pada Gambar 5 . Gambar 5 Alternator Tiga Fase dan Gelombang masing-masing fase pada sistem tiga fase

×