BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Pendahuluan
Fisika adalah sains atau ilmu tentang alam dalam makna yang terluas. Fisika mempela mempelajar jarii gejala gejala alam yang yang tidak tidak hidup hidup atau atau materi dala dalam m lingku lingkup p ruang dan waktu. waktu. Para fisikawan fisikawan atau ahli fisika mempelajari mempelajari perilaku perilaku dan sifat materi dalam bidang yang sangat beragam, mulai dari partikel submikroskopis yang membentuk segala segala materi materi (fisik (fisikaa parti partikel kel)) hingga hingga peril perilaku aku materi materi alam alam semest semestaa sebaga sebagaii satu satu kesatuan kosmos. kosmos. Fisika juga berkaitan erat dengan matematika. matematika. Teori fisika banyak dinyatakan dalam dalam notasi notasi matema matematis tis,, dan matema matematik tikaa yang yang diguna digunakan kan biasan biasanya ya lebih lebih rumit rumit daripada matematika yang digunakan dalam bidang sains lainnya. Perbedaan antara fisika fisika dan matema matematik tikaa adalah adalah:: fisik fisikaa berkai berkaitan tan dengan dengan pemeri pemerian an dunia dunia materi material, al, seda sedang ngkan kan mate matema mati tika ka berka berkait itan an deng dengan an pola pola-p -pol olaa abst abstra rak k yang yang tak tak sela selalu lu berhubungan dengan deng an dunia material. amun, perbedaan ini tidak selalu tampak jelas. !da wilayah luas penelitan yang beririsan antara fisika dan matematika, yakni fisika matematis, yang mengembangkan struktur matematis bagi teori-teori fisika. "alah satu teori fisika utama adalah elektromagnetisme. #lektromagnetisme adal adalah ah $aban $abang g fisika fisika tent tentan ang g medan elektromagn elektromagnetik etik yang mempelajari mempelajari mengenai mengenai medan listrik dan medan dan medan magnet. magnet. %edan listrik dapat diproduksi oleh muatan listrik stat statik ik,, dan dan dapa dapatt memb member erik ikan an kena kenaik ikan an pada pada gaya listri listrik. k. %edan %edan magnet magnet dapat dapat diproduksi oleh gerakan muatan listrik, seperti arus listrik yang mengalir di sepanjang kabel dan memberikan kenaikan pada gaya magnetik. &stilah 'elektromagnetisme' berasal dari kenyataan bahwa medan listrik dan medan magnet adalah saling saling 'berpelint 'berpelintiran' iran'terka terkait, it, dan dalam banyak hal, tidak
mungkin untuk memisahkan keduanya. *ontohnya, perubahan dalam medan magnet dapat memberikan kenaikan kepada medan listrik+ yang merupakan fenomena dari induksi elektromagnetik , dan merupakan merupakan dasar dari operasi operasi generator listrik , motor induksi, induksi, da d an transformer . &stila &stilah h elektr elektrodi odinam namika ika kadangk kadangkala ala digunak digunakan an untuk untuk menunjuk menunjuk kepada kombinasi kombinasi dari elektromag elektromagnetis netisme me dengan mekanika. mekanika. "ubjek ini berkaitan dengan efek dari medan elektromagnetik dalam sifat mekanika dari partikel yang bermuatan listrik. %edan magnet, dalam ilmu Fisika, Fisika, adalah suatu medan yang dibentuk dengan menggerakan menggerakan muatan muatan listrik listrik (arus (arus listrik ) yang yang menyeb menyebabka abkan n mun$ul mun$ulnya nya gaya di muatan listrik yang bergerak lainnya. (Putaran mekanika kuantum dari kuantum dari satu partikel membentuk medan magnet dan putaran itu dipengaruhi oleh dirinya sendiri seperti arus listrik+ inilah yang menyebabkan medan magnet dari ferromagnet 'permanen'). "ebuah medan magnet adalah medan ektor: yaitu berhubungan dengan setiap titik dalam ruang ektor yang dapat berubah menurut waktu. !rah dari medan ini adalah seimbang dengan arah jarum kompas yang kompas yang diletakkan di dalam medan tersebut. Pene Penera rapa pan n
dari dari
%eda %edan n
magne agnett
adal adalah ah moto motorr
list listri rik. k.
Motor Motor
listr listrik ik
merupa merupakan kan sebuah sebuah perang perangkat kat elektr elektroma omagne gnetis tis yang yang mengub mengubah ah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk,
misalnya,
memutar
impeller
pom pompa, pa,
fan fan
atau atau
blow blowe er,
mengge menggerak rakan an kompr kompreso esor, r, mengan mengangk gkat at bahan, bahan, dll. dll. Motor Motor listr listrik ik digunakan juga di rumah (mixer , bor listrik, fan angin) dan di industri. Motor listrik kadang kala disebut “kuda kerja” nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar !" beban listrik total di industri.
1.2. 1.2. Rumu Rumusa san n mas masal alah ah
erdasarkan latar belakang makalah ini, maka dapat dibuat beberapa rumusan masalah antara lain: . !pa definisi umum dari motor listrik /* arus searah 0 . agaimana agaimana prinsip prinsip kerja motor motor listrik listrik arus searah searah 0 1. agaimana agaimana efisiensi efisiensi motor lisrik lisrik 0
1.3. 1.3. Tujuan juan Penu Penuli lisa san n
!dapun tujuan penulisan makalah ini adalah: . %emb %ember erii info inform rmas asii kepad kepadaa pemb pemba$a a$a menge mengenai nai defi defini nisi si umum umum dari dari moto motor r listrik /* arus searah . %ember %emberika ikan n informa informasi si kepada kepada pemba pemba$a $a mengena mengenaii $ara kerja kerja motor motor listr listrik ik arus searah 1. %emberitah %emberitahukan ukan kepada kepada pemba$a pemba$a mengenai mengenai efisiensi efisiensi dari motor motor listri listrik k
1
BAB II
PEMBAHASAN
2.1.Definisi Umum M!" Lis!"i# D$% A"us Sea"ah
%esi %e sin n li list stri rik k se sear arah ah da dapat pat ber berupa upa ge gene nera rato torr /* at atau au mo moto torr /* /*.. 2n 2ntu tuk k membeda mem bedakan kan seb sebaga agaii gene generat rator or ata atau u mot motor or dar darii mes mesin in dif difung ungsik sikan an seb sebaga agaii apa. 3enerator /* alat yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik /*. %otor /* alat yang mengubah energi listrik /* menjadi energi mekanik putaran. "ebuah motor /* dapat difungsikan sebagai generator, atau sebaliknya generator /* bisa difungsikan sebagai motor /*. %otor /* memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi mekanik. 4umparan medan pada motor d$ disebut stator (bagia (bagian n yang yang tidak tidak berput berputar) ar) dan kumpar kumparan an jangka jangkarr disebu disebutt rotor rotor (bagia (bagian n yang yang berputar). 5ika terjadi putaran pada kumparan jangkar dalam pada medan magnet, maka akan timbul tegangan (336) yang berubah-ubah arah pada setiap setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak-balik. Prinsip kerja dari arus searah adalah adalah membali membalik k phasa phasa teganga tegangan n dari dari gelomb gelombang ang yang yang mempuny mempunyai ai nilai nilai positi positif f dengan menggunakan komutator, dengan demikian arus yang berbalik arah dengan kump kumpara aran n jangk jangkar ar yang yang berp berput utar ar dala dalam m meda medan n magn magnet et.. ent entuk uk moto motorr palin paling g sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang bisa berputar bebas di antara kutubkutub
magnet
permanen.
7
3ambar %otor /.* "ederhana
*atu tegangan d$ dari baterai menuju ke lilitan melalui sikat yang menyentuh komutator, dua segmen yang terhubung dengan dua ujung lilitan. 4umparan satu lilitan pada gambar di atas disebut angker dinamo. !ngker dinamo adalah sebutan untuk komponen yang berputar di antara medan magnet.
2.2.P"insi& 'e"ja M!" Lis!"i# A"us Sea"ah
(A)
(B)
8
($)
3ambar Pengaruh penempatan konduktor pengalir arus dalam medan magnet "etia "etiap p kondu kondukt ktor or yang yang menga mengali lirk rkan an arus arus memp mempuny unyai ai meda medan n magne magnett disekelilingnya. 4uat medan magnet yang timbul tergantung pada besarnya arus yang mengalir dalam konduktor 9 ( ; &) l
(webermeter)
4eterangan 9 4uat medan magnet (
Pada Pada 3amb 3ambar ar (a) (a) menu menunj njuk ukka kan n sebu sebuah ah meda medan n magne agnett sera seraga gam m yang ang dihasilkan dihasilkan oleh kutub-kutub kutub-kutub magnet utara dan selatan yang arahnya arahnya dari kutub utara menuju kutub selatan.. "edangkan 3ambar (b) menggambarkan sebuah konduktor yang dialiri arus searah dan menghasilkan medan magnet (garis-garis gaya fluksi) disekelilingnya. 5ika konduktor yang dialiri arus tersebut ditempatkan di dalam medan magnet seragam, maka interaksi kedua medan akan menimbulkan medan yang tidak seragam seperti yang ditunjukkan pada 3ambar ($). "ehingga kerapatan fluksi akan bertambah besar di atas sebelah kanan konduktor ko nduktor (dekat kutub selatan) dan di bawah sebelah kiri konduktor (dekat kutub utara) sedangkan kerapatan fluksi menjadi berkurang di atas sebelah kiri konduktor dan di bawah sebelah kanan konduktor. konduktor. 4erapatan fluksi yang tidak seragam ini menyebabkan konduktor di sebelah kiri akan mengalami gaya ke atas, sedangkan sedangkan konduktor di sebelah sebelah kanan akan mengalami mengalami gaya ke bawah. 4edua gaya gaya terseb tersebut ut akan akan menghas menghasilk ilkan an torsi torsi yang yang akan akan memuta memutarr jangkar jangkar dengan dengan arah arah putaran searah dengan putaran jarum jam.
=
Prinsip dasar diatas diterapkan pada motor d$. Prinsip kerja sebuah motor arus searah dapat dijelaskan dengan 3ambar berikut:
3ambar Prinsip kerja kerja motor arus arus searah
erdas erdasark arkan an gambar gambar diatas diatas kedua kedua kutub kutub stator stator dibeli dibelitka tkan n dengan dengan kondukt konduktor or > konduktor konduktor sehingga sehingga membentuk membentuk kumparan kumparan yang dinamakan dinamakan kumparan kumparan stator stator atau kumparan medan. %isalkan kumparan medan tersebut dihubungkan dengan suatu sumb sumber er tega teganga ngan, n, maka maka pada pada kump kumpar aran an meda medan n itu itu akan akan meng mengal alir ir arus arus medan medan 4ump 4umpar aran an medan medan yang yang dial dialir irii arus arus ini ini akan akan meni menimb mbul ulkan kan fluk fluksi si utam utamaa yang yang dinamakan fluksi stator. Fluksi ini merupakan medan magnet yang arahnya dari kutub utara menuju kutub selatan (hal ini dapat dilihat dengan adanya garis > garis fluksi). !pabila pada kumparan jangkar mengalir mengalir arus yakni arus jangkar, maka dari hukum 6oren?t kita ketahui bahwa apabila sebuah konduktor yang dialiri arus ditempatkan
@
pada sebuah medan magnet maka pada konduktor tersebut akan timbul gaya, maka demikian pula halnya pada kumparan jangkar. esarnya gaya ini bergantung dari besarnya arus yang mengalir pada kumparan jangkar (&a), kerapatan fluksi () dari kedua kutub dan panjang konduktor jangkar (l (l ). ). "emakin besar fluksi yang terimbas pada kumparan jangkar maka arus yang mengalir pada kumparan ku mparan jangkar juga besar, dengan demikian gaya yang terjadi pada konduktor juga semakin besar. esar gaya yang dihasilkan oleh arus yang mengalir pada konduktor jangkar
yang ditempatkan dalam suatu medan magnet adalah : F ; &a ; l (ewton) 4eterangan: &a !rus yang mengalir pada konduktor jangkar ( !mpere ) 4erapatan fluksi (
ila ila kumpa kumpara ran n jang jangkar kar dari dari moto motorr berp berput utar ar dalam dalam medan medan magn magnet et dan memotong fluksi utama maka sesuai dengan hukum induksi elektromagnetis maka pada kumparan jangkar akan timbul gaya gerak listrik (ggl) induksi yang arahnya sesuai dengan kaidah tangan kanan, dimana arahnya berlawanan dengan tegangan yang diberikan kepada jangkar atau tegangan terminal. 4arena arahnya melawan maka ggl induksi ini disebut ggl lawan.
2.3. Efisiensi M!" Lis"i#
%otor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk melayani beban tertentu. Pada proses ini, kehilangan energi ditunjukkan dalam 3ambar dibawah ini
A
*am+a" 'ehilan,an Ene",i (2" /B#)
#fisiensi motor ditentukan oleh kehilangan dasar yang dapat dikurangi hanya oleh perubahan pada ran$angan motor dan kondisi operasi. 4ehilangan dapat berariasi dari kurang lebih dua persen hingga C persen. Tabel memperlihatkan jenis kehilangan untuk motor induksi. Ta+el 1. -enis 'ehilan,an &ada M!" Indu#si (## &ndia, CC7) -enis #ehilan,an Pe"sen!ase #ehilan,an !!al (1/) 4ehilangan tetap atau kehilangan inti 8 4ehilangan ariabel: kehilangan stator 17 & D 4ehilangan ariabel: kehilangan rotor &D 4ehilangan gesekan E penggulungan 8 ulang 4ehilangan beban yang menyimpang 8
#fisiensi motor dapat didefinisikan sebagai perbandingan keluaran da ya motor yang digunakan terhadap keluaran daya totalnya.G Faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi adalah: . 2sia. 2sia. %oto %otorr baru baru lebi lebih h efisi efisien. en. . 4apastas. 4apastas. "ebagaim "ebagaimana ana pada hampir hampir kebanya kebanyakan kan peralatan, peralatan, efisie efisiensi nsi motor motor meningkat dengan laju kapasitasnya. 1. 4e$epatan. 4e$epatan. %otor %otor dengan ke$epatan ke$epatan yang lebih lebih tinggi tinggi biasany biasanyaa lebih efisien efisien.. 7. 5enis. 5enis. "ebagai "ebagai $ontoh, $ontoh, motor motor kandang kandang tupai biasan biasanya ya lebih lebih efisien efisien daripada daripada motor $in$in geser. 8. "uhu. %otor %otor yang didingi didinginkan nkan oleh fan fan dan tertutup tertutup total total (T#F*) (T#F*) lebih lebih efisien efisien daripada motor screen motor screen protected protected drip-proof ("P/P). =. Penggulungan Penggulungan ulang ulang motor motor dapat dapat mengakib mengakibatkan atkan penurunan penurunan efisiensi efisiensi @. eban.
H
BAB III
PENUTUP
3.1. 3.1. 'e 'esi sim& m&ul ulan an
. %otor arus arus searah searah (motor (motor /*) adalah adalah mesin yang yang merubah merubah enargi enargi listrik listrik arus arus searah menjadi energi mekanis yang berupa putaran. . %ekanisme %ekanisme kerja kerja untuk seluruh seluruh jenis jenis motor se$ara se$ara umum: umum:
a. !rus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya. b. 5ika 5ika kawa kawatt yang yang memb membaw awaa arus arus diben dibengk gkokk okkan an menj menjad adii sebu sebuah ah lingkaran lingkaran loop, loop, maka kedua sisi loop, loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.
#. $asang asangan an gaya gaya menghas menghasilk ilkan an tenag tenaga a putar putar % torq torque ue untuk memutar kumparan. d. Motor otor-m -mot otor or memili miliki ki beb beberapa rapa loop pada pada dinam dinamony onya a untuk untuk memberik memberikan an tenaga tenaga putaran putaran yang yang lebih lebih seragam seragam dan
medan
magnetnya
dihasilkan
oleh
susunan
elektromagnetik yang disebut kumparan medan. 1. #ffi #ffisi sien ensi si sema semaki kin n berk berkur uran ang g jika jika banya banyak k ener energi gi yang yang hila hilang ng sala salah h satu satu disebabkan karena adanya energi yang terkonersi menjadi panas.
C
Daf!a" Pus!a#a •
!nonim. Motor !nonim. Motor Listrik Arus Searah. Searah. muksinabdurrahman.$om0dlIid1@. 1 %ei C.
•
!nonim. Electrical !nonim. Electrical Energy Equipment: Electric Electric Motors.C. Motors.C. http:luJmanH=.wordpress.$omCCHC@C8motor-sinkorn-generator-a$$hapterele$tri$-motors-bahasa-indonesiaI. 1 %ei C.
•
/juhana, /ede. Medan /ede. Medan Magnet. http://.scri!d.com/doc/"#$%&$#%/'isika Medan-Magnet . 1 %ei C.
