A. SEJARAH DINAMO

Sejarah penemuan listrik mula-mula diselidiki oleh orang Yunani Kuno, kurang lebih 6.000 thn,

Sebelum Masehi. Mereka mengamati batu ambar yg mampu menarik benda-benda ringan setelah batu

tersebut digosokkan pd selembar kain wol. Batu ambar yg digosok dengan wol dikatakan mempunyai

muatan listrik.

Biografi Michael Faraday

Tokoh ini dikenal sebagai salah satu penemu yang banyak menghasilkan temuan- temuan yang

bermanfaat bagi dunia. Michael Faraday lahir tahun 1791 di Newington, Inggris. Berasal-usul dari

keluarga tak berpunya dan umumnya belajar sendiri. Di usia empat belas tahun dia magang jadi tukang

jilid dan jual buku, dan kesempatan inilah yang digunakannya banyak baca buku seperti orang

kesetanan. Tatkala umurnya menginjak dua puluh tahun, dia mengunjungi ceramah-ceramah yang

diberikan oleh ilmuwan Inggris kenamaan Sir Humphry Davy. Faraday terpesona dan ternganga-nganga.

Ditulisnya surat kepada Davy dan pendek ceritera untung baik diterima sebagai asistennya. Hanya dalam

tempo beberapa tahun, Faraday sudah bisa membikin penemuan-penemuan baru atas hasil kreasinya

sendiri. Meski dia tidak punya latar belakang yang memadai di bidang matematika, selaku ahli ilmu alam

dia tak terlawankan.

Hukum Faraday

“JIKA SEPOTONG KAWAT PENGHANTAR LISTRIK BERADA PADA MEDAN MAGNET BERUBAH-UBAH,

MAKA DI DALAM KAWAT TERSEBUT AKAN TERBENTUK GAYA GERAK LISTRIK (GGL)”

penemuan Ini merupakan yang monumental, dengan dua alasan. Pertama, “Hukum Faraday”

mempunyai arti penting yang mendasar dalam hubungan dengan pengertian teoritis kita tentang elektro

magnetik. Kedua, elektro magnetik dapat digunakan untuk menggerakkan secara terus-menerus arus

aliran listrik seperti diperagakan sendiri oleh Faraday lewat pembuatan dinamo listrik pertama. Meski

generator tenaga pembangkit listrik kita untuk mensuplai kota dan pabrik dewasa ini jauh lebih

sempurna ketimbang apa yang diperbuat Faraday, tetapi kesemuanya berdasar pada prinsip serupa

dengan pengaruh elektro magnetik.

Faraday juga memberi sumbangan di bidang kimia. Dia membuat rencana mengubah gas jadi

cairan, dia menemukan pelbagai jenis kimiawi termasuk benzene. Karya lebih penting lagi adalah

usahanya di bidang elektro kimia (penyelidikan tentang akibat kimia terhadap arus listrik). Penyelidikan

Faraday dengan ketelitian tinggi menghasilkan dua hukum “elektrolysis” yang penyebutannya

dirangkaikan dengan namanya yang merupakan dasar dari elektro kimia. Dia juga mempopulerkan

banyak sekali istilah yang digunakan dalam bidang itu seperti: anode, cathode, electrode dan ion.

Dan Faraday juga yang memperkenalkan ke dunia fisika gagasan penting tentang garis magnetik

dan garis kekuatan listrik. Dengan penekanan bahwa bukan magnit sendiri melainkan medan

diantaranya, dia menolong mempersiapkan jalan untuk pelbagai macam kemajuan di bidang fisika

modern, termasuk pernyataan Maxwell tentang persamaan antara dua ekspresi lewat tanda (=) seperti

2x + 5 = 10. Faraday juga menemukan, jika perpaduan dua cahaya dilewatkan melalui bidang magnit,

perpaduannya akan mengalami perubahan. Penemuan ini punya makna penting khusus, karena ini

merupakan petunjuk pertama bahwa ada hubungan antara cahaya dengan magnit.

Faraday bukan cuma cerdas tetapi juga tampan dan punya gaya sebagai penceramah. Tetapi, dia

sederhana, tak ambil peduli dalam hal kemasyhuran, duit dan sanjungan. Dia menolak diberi gelar

kebangsawanan dan juga menolak jadi ketua British Royal Society. Hidup perkawinannya panjang dan

berbahagia, cuma tak punya anak. Dia tutup usia tahun 1867 di dekat kota London.

Sumber energi mekanik sendiri bisa dihasilkan dari angin, gelombang laut, pasang surut, panas,

uap dan lain sebagainya. Sebagai contoh, jika ada sebatang logam panjang yang berada pada medan

magnet, maka akan menghasilkan elektron bebas yang akan bergerak ke kiri dan akhirnya akan

menghasilkan medan listrik induksi yang sma kuat dengan medan listrik.

Dalam hal ini potensial kedua ujung logam menjadi sama besar dan aliran elektron akan

berhenti, maka pada kedua ujung logam akan terdapat muatan induksi. Agar aliran elektron bebas

berjalan terus maka harus muatan induksi ini terus diambil, sehingga pada logam tidak timbul medan

listrik induksi. Dan sumber ggl (misal baterai) yang dapat membuat beda potensial kedua ujung logam

harganya tetap, sehingga aliran elektron akan tetap berjalan.

Aliran elektron Sebatang logam pada medan magnet

Penemuan Dinamo oleh Faraday

Penemuan Faraday pertama yang penting di bidang listrik terjadi tahun 1821. Dua tahun

sebelumnya Oersted telah menemukan bahwa jarum magnit kompas biasa dapat beringsut jika arus

listrik dialirkan dalam kawat yang tidak berjauhan. Ini membikin Faraday berkesimpulan, jika magnit

diketatkan, yang bergerak justru kawatnya.

Bekerja atas dasar dugaan ini, dia berhasil membuat suatu skema yang jelas dimana kawat akan

terus-menerus berputar berdekatan dengan magnit sepanjang arus listrik dialirkan ke kawat.

Sesungguhnya dalam hal ini Faraday sudah menemukan motor listrik pertama, suatu skema pertama

penggunaan arus listrik untuk membuat sesuatu benda bergerak. Betapapun primitifnya, penemuan

Faraday ini merupakan “nenek moyang” dari semua motor listrik yang digunakan dunia sekarang ini.

Ini merupakan pembuka jalan yang luar biasa. Tetapi, faedah kegunaan praktisnya terbatas,

sepanjang tidak ada metode untuk menggerakkan arus listrik selain dari baterei kimiawi sederhana pada

saat itu. Faraday yakin, mesti ada suatu cara penggunaan magnit untuk menggerakkan listrik, dan dia

terus-menerus mencari jalan bagaimana menemukan metode itu. Kini, magnit yang tak berpindah-

pindah tidak mempengaruhi arus listrik yang berdekatan dengan kawat. Tetapi di tahun 1831, Faraday

menemukan bahwa bilamana magnit dilalui lewat sepotong kawat, arus akan mengalir di kawat

sedangkan magnit bergerak. Keadaan ini disebut “pengaruh elektro magnetik,” dan penemuan ini

disebut “Hukum Faraday” dan pada umumnya dianggap penemuan Faraday yang terpenting dan

terbesar.

PERKEMBANGAN DINAMO MENJADI GENERATOR

Generator prinsip kerjanya sama dengan dinamo. Sama-sama menghasilkan arus listrik dengan

cara memutar rotornya. 

Kebanyakan Generator digunakan dalam industri berskala besar dengan konsumsi daya yang

besar. Cara memutar generator biasanya dengan mengkopelnya dengan motor listrik. Motor listrik diberi

arus PLN agar berputar. Nah, putaran tersebut dihubungkan dengan generator sehingga generator ikut

berputar dan menghasilkan listrik. 

Sedangkan dinamo biasanya berukuran kecil dan menghasilkan daya yang kecil. Untuk

membuatnya bekerja juga hanya dengan menggunakan gaya putar yang kecil. Anda tahu dinamo sepeda

yang digunakan untuk menyalakan lampu yang diletakkan di roda depan kan? Itu contoh mudah dinamo.

Tegangan yang dihasilkannya relatif kecil dan tidak membahayakan organ tubuh manusia. Diputar

dengan tangan pun dia mampu menghasilkan listrik. 

Kebanyakan orang mengatakan dinamo adalah motor listrik. Seperti dinamo tamiya dan

sebagainya. Padahal sebenarnya penggerak pada tamiya adalah motor. Sistem kerja motor berlawanan

dengan generator/dinamo. Jika generator/dinamo bekerja dengan menghasilkan energi listrik jika

mendapat gaya putar pada rotornya. Sedangkan motor bekerja dengan menghasilkan energi putar pada

rotornya jika mendapat energi listrik pada kumparannya. 

rotor : bagian dari motor/generator yang memiliki kumparan dan dapat berputar. 

stator : bagian dari motor/generator yang memiliki kumparan/magnet dan tidak dapat berputar

B. GENERATOR

Pengertian

Generator Listrik adalah sebuah mesin yang mengubah energi gerak (mekanik) menjadi energi

listrik (elektrik).

Prinsip Kerja / Cara Kerja Generator Listrik

Generator bekerja berdasarkan hukum faraday yakni apabila suatu penghantar diputarkan

didalam sebuah medan magnet sehingga memotong garis garis gaya magnet maka pada ujung

penghantar tersebut akan timbulkan ggl (garis gaya listrik) yang mempunyai satuan volt.

Jenis jenis generator :

1. Jenis generator berdasarkan letak kutubnya dibagi menjadi :

a. generator kutub dalam : generator kutub dalam mempunyai medan magnet yang terletak pada

bagian yang berputar (rotor).

b. b. generator kutub luar : generator kutub luar mempunyai medan magnet yang terletak pada

bagian yang diam (stator)

2. Jenis generator berdasarkan putaran medan dibagi menjadi :

a. generator sinkron

b. generator asinkron

3. Jenis generator berdasarkan jenis arus yang dibangkitkan

a. generator arus searah (DC)

b. generator arus bolak balik (AC)

4. Jenis generator dilihat dari fasanya

a. generator satu fasa

b. generator tiga fasa

5. Jenis generator berdasarkan bentuk rotornya :

a. generator rotor kutub menonjol biasa digunakan pada generator dengan rpm rendah seperti

PLTA dan PLTD

c. generator rotor kutub rata (silindris) biasa digunakan pada pembangkit listrik / generator

dengan putaran rpm tinggi seperti PLTG dan PLTU

Manfaat / Fungsi Geneator

Generator berfungsi untuk menghasilkan listrik dengan cara mengubah energi gerak menjadi energi

listrik.

C. GENERATOR AC

Berdasarkan karakteristik dari arus listrik yang mengalir, motor AC (Alternating Current, Arus Bolak-

balik) terdiri dari 2 jenis, yaitu:

1. Motor listrik AC / arus bolak-balik 1 fasa

2. Motor listrik AC / arus bolak-balik 3 fasa

Pembahasan dalam artikel kali ini di titik beratkan pada motor listrik AC 1 fasa, yang terdiri dari:

• Motor Kapasitor

• Motor Shaded Pole

• Motor Universal

Sebelumnya akan lebih baik jika anda membaca artikel mengenai motor listrik di sini Prinsip kerja Motor

AC Satu Fasa

Motor AC satu fasa berbeda cara kerjanya dengan motor AC tiga fasa, dimana pada motor AC

tiga fasa untuk belitan statornya terdapat tiga belitan yang menghasilkan medan putar dan pada rotor

sangkar terjadi induksi dan interaksi torsi yang menghasilkan putaran. Sedangkan pada motor satu fasa

memiliki dua belitan stator, yaitu belitan fasa utama (belitan U1-U2) dan belitan fasa bantu (belitan Z1-

Z2), lihat gambar1.

Gambar 1. Prinsip Medan Magnet Utama dan Medan magnet Bantu Motor Satu fasa

Belitan utama menggunakan penampang kawat tembaga lebih besar sehingga memiliki

impedansi lebih kecil. Sedangkan belitan bantu dibuat dari tembaga berpenampang kecil dan jumlah

belitannya lebih banyak, sehingga impedansinya lebih besar dibanding impedansi belitan utama.

Grafik arus belitan bantu Ibantu dan arus belitan utama Iutama berbeda fasa sebesar φ, hal ini

disebabkan karena perbedaan besarnya impedansi kedua belitan tersebut. Perbedaan arus beda fasa ini

menyebabkan arus total, merupakan penjumlahan vektor arus utama dan arus bantu. Medan magnet

utama yang dihasilkan belitan utama juga berbeda fasa sebesar φ dengan medan magnet bantu.

Gambar 2. grafik Gelombang arus medan bantu dan arus medan utama

Gambar 3. Medan magnet pada Stator Motor satu fasa

Belitan bantu Z1-Z2 pertama dialiri arus Ibantu menghasilkan fluks magnet Φ tegak lurus,

beberapa saat kemudian belitan utama U1-U2 dialiri arus utama Iutama. yang bernilai positip. Hasilnya

adalah medan magnet yang bergeser sebesar 45° dengan arah berlawanan jarum jam. Kejadian ini

berlangsung terus sampai satu siklus sinusoida, sehingga menghasilkan medan magnet yang berputar

pada belitan statornya.

Rotor motor satu fasa sama dengan rotor motor tiga fasa yaitu berbentuk batang-batang kawat

yang ujung-ujungnya dihubung singkatkan dan menyerupai bentuk sangkar tupai, maka sering disebut

rotor sangkar.

Gambar 4. Rotor sangkar

Belitan rotor yang dipotong oleh medan putar stator, menghasilkan tegangan induksi, interaksi

antara medan putar stator dan medan magnet rotor akan menghasilkan torsi putar pada rotor.

Motor Kapasitor

Motor kapasitor satu phasa banyak digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti motor

pompa air, motor mesin cuci, motor lemari es, motor air conditioning. Konstruksinya sederhana dengan

daya kecil dan bekerja dengan tegangan suplai PLN 220 V, oleh karena itu menjadikan motor kapasitor

ini banyak dipakai pada peralatan rumah tangga.

Gambar 5. Motor kapasitor

Belitan stator terdiri atas belitan utama dengan notasi terminal U1-U2, dan belitan bantu

dengan notasi terminal Z1-Z2 Jala-jala L1 terhubung dengan terminal U1, dan kawat netral N terhubung

dengan terminal U2. Kondensator kerja berfungsi agar perbedaan sudut phasa belitan utama dengan

belitan bantu mendekati 90°.

Pengaturan arah putaran motor kapasitor dapat dilakukan dengan (lihat gambar6):

• Untuk menghasilkan putaran ke kiri (berlawanan jarum jam) kondensator kerja CB

disambungkan ke terminal U1 dan Z2 dan terminal Z1 dikopel dengan terminal.

• Putaran ke kanan (searah jarum jam) kondensator kerja disambung kan ke terminal Z1 dan U1

dan terminal Z2 dikopel dengan terminal U1.

Gambar 6. Pengawatan motor kapasitor dengan pembalik putaran.

Motor kapasitor dengan daya diatas 1 KW di lengkapi dengan dua buah kondensator dan satu

buah saklar sentrifugal. Belitan utama U1-U2 dihubungkan dengan jala-jala L1 dan Netral N. Belitan

bantu Z1-Z2 disambungkan seri dengan kondensator kerja CB, dan sebuah kondensator starting CA diseri

dengan kontak normally close (NC) dari saklar sentrifugal, lihat gambar 7.

Awalnya belitan utama dan belitan bantu mendapatkan tegangan dari jala-jala L1 dan Netral.

Kemudian dua buah kondensator CB dan CA, keduanya membentuk loop tertutup sehingga rotor mulai

berputar, dan ketika putaran mendekati 70% putaran nominalnya, saklar sentrifugal akan membuka dan

kontak normally close memutuskan kondensator bantu CA.

Gambar 7. Pengawatan dengan Dua Kapasitor

Fungsi dari dua kondensator yang disambungkan parallel, CA+CB, adalah untuk meningkatkan

nilai torsi awal untuk mengangkat beban. Setelah putaran motor mencapai 70% putaran, saklar

sentrifugal terputus sehingga hanya kondensator kerja CB saja yang tetap bekerja. Jika kedua

kondensator rusak maka torsi motor akan menurun drastis, lihat gambar 8

Gambar 8. Karakteristik Torsi Motor kapasitor

MotorShaded Pole

Motor shaded pole atau motor phasa terbelah termasuk motor satu phasa daya kecil, dan

banyak digunakan untuk peralatan rumah tangga sebagai motor penggerak kipas angin, blender.

Konstruksinya sangat sederhana, pada kedua ujung stator ada dua kawat yang terpasang dan dihubung

singkatkan fungsinya sebagai pembelah phasa.

Belitan stator dibelitkan sekeliling inti membentuk seperti belitan transfor mator. Rotornya

berbentuk sangkar tupai dan porosnya ditempatkan pada rumah stator ditopang dua buah bearing.

Gambar 9. motor shaded pole, Motor fasa terbelah.

Irisan penampang motor shaded pole memperlihatkan dua bagian, yaitu bagian stator dengan belitan

stator dan dua kawat shaded pole. Bagian rotor sangkar ditempatkan di tengah-tengah stator, lihat

gambar 10.

Gambar 10. Penampang motor shaded pole.

Torsi putar dihasilkan oleh adanya pembelahan phasa oleh kawat shaded pole. Konstruksi yang

sederhana, daya yang kecil, handal, mudah dioperasikan, bebas perawatan dan cukup di suplai dengan

Tegangan AC 220 V, jenis motor shaded pole banyak digunakan untuk peralatan rumah tangga kecil.

Motor Universal

Motor Universal termasuk motor satu phasa dengan menggunakan belitan stator dan belitan

rotor. Motor universal dipakai pada mesin jahit, motor bor tangan. Perawatan rutin dilakukan dengan

mengganti sikat arang yang memendek atau pegas sikat arang yang lembek. Kontruksinya yang

sederhana, handal, mudah dioperasikan, daya yang kecil, torsinya yang cukup besar motor universal

dipakai untuk peralatan rumah tangga.

Gambar 11. komutator pada motor universal.

Bentuk stator dari motor universal terdiri dari dua kutub stator. Belitan rotor memiliki dua belas alur

belitan dan dilengkapi komutator dan sikat arang yang menghubungkan secara seri antara belitan stator

dengan belitan rotornya. Motor universal memiliki kecepatan tinggi sekitar 3000 rpm.

Gambar 12. stator dan rotor motor universal

Aplikasi motor universal untuk mesin jahit, untuk mengatur kecepatan dihubungkan dengan tahanan

geser dalam bentuk pedal yang ditekan dan dilepaskan.

D.GENERATOR DC

Generator DC merupakan sebuah perangkat mesin listrik dinamis yang mengubah energi

mekanis menjadi energi listrik. Generator DC menghasilkan arus DC / arus searah. Generator DC

dibedakan menjadi beberapa jenis berdasarkan dari rangkaian belitan magnet atau penguat eksitasinya

terhadap jangkar (anker), jenis generator DC yaitu:

1. Generator penguat terpisah

2. Generator shunt

3. Generator kompon

1. Konstruksi Generator DC

Pada umumnya generator DC dibuat dengan menggunakan magnet permanent dengan 4-kutub

rotor, regulator tegangan digital, proteksi terhadap beban lebih, starter eksitasi, penyearah, bearing dan

rumah generator atau casis, serta bagian rotor. Gambar 1 menunjukkan gambar potongan melintang

konstruksi generator DC.

Gambar 1. Konstruksi Generator DC

Generator DC terdiri dua bagian, yaitu stator, yaitu bagian mesin DC yang diam, dan bagian rotor, yaitu

bagian mesin DC yang berputar. Bagian stator terdiri dari: rangka motor, belitan stator, sikat arang,

bearing dan terminal box. Sedangkan bagian rotor terdiri dari: komutator, belitan rotor, kipas rotor dan

poros rotor.

Bagian yang harus menjadi perhatian untuk perawatan secara rutin adalah sikat arang yang akan

memendek dan harus diganti secara periodic / berkala. Komutator harus dibersihkan dari kotoran sisa

sikat arang yang menempel dan serbuk arang yang mengisi celah-celah komutator, gunakan amplas

halus untuk membersihkan noda bekas sikat arang.

2. Prinsip kerja Generator DC

Pembangkitan tegangan induksi oleh sebuah generator diperoleh melalui dua cara:

• dengan menggunakan cincin-seret, menghasilkan tegangan induksi bolak-balik.

• dengan menggunakan komutator, menghasilkan tegangan DC.

Proses pembangkitan tegangan tegangan induksi tersebut dapat dilihat pada Gambar 2 dan Gambar 3.

Gambar 2. Pembangkitan Tegangan Induksi.

Jika rotor diputar dalam pengaruh medan magnet, maka akan terjadi perpotongan medan magnet oleh

lilitan kawat pada rotor. Hal ini akan menimbulkan tegangan induksi. Tegangan induksi terbesar terjadi

saat rotor menempati posisi seperti Gambar 2 (a) dan (c). Pada posisi ini terjadi perpotongan medan

magnet secara maksimum oleh penghantar. Sedangkan posisi jangkar pada Gambar 2.(b), akan

menghasilkan tegangan induksi nol. Hal ini karena tidak adanya perpotongan medan magnet dengan

penghantar pada jangkar atau rotor. Daerah medan ini disebut daerah netral.

Gambar 3. Tegangan Rotor yang dihasilkan melalui cincin-seret dan komutator.

Jika ujung belitan rotor dihubungkan dengan slip-ring berupa dua cincin (disebut juga dengan cincin

seret), seperti ditunjukkan Gambar 3.(1), maka dihasilkan listrik AC (arus bolak-balik) berbentuk

sinusoidal. Bila ujung belitan rotor dihubungkan dengan komutator satu cincin Gambar 3.(2) dengan dua

belahan, maka dihasilkan listrik DC dengan dua gelombang positip.

• Rotor dari generator DC akan menghasilkan tegangan induksi bolak-balik. Sebuah komutator

berfungsi sebagai penyearah tegangan AC.

• Besarnya tegangan yang dihasilkan oleh sebuah generator DC, sebanding dengan banyaknya

putaran dan besarnya arus eksitasi (arus penguat medan).

3. Jangkar Generator DC

Jangkar adalah tempat lilitan pada rotor yang berbentuk silinder beralur. Belitan tersebut

merupakan tempat terbentuknya tegangan induksi. Pada umumnya jangkar terbuat dari bahan yang

kuat mempunyai sifat feromagnetik dengan permiabilitas yang cukup besar.

Permiabilitas yang besar diperlukan agar lilitan jangkar terletak pada derah yang induksi magnetnya

besar, sehingga tegangan induksi yang ditimbulkan juga besar. Belitan jangkar terdiri dari beberapa

kumparan yang dipasang di dalam alur jangkar. Tiap-tiap kumparan terdiri dari lilitan kawat atau lilitan

batang.

Gambar 4. Jangkar Generator DC.

4. Reaksi Jangkar

Fluks magnet yang ditimbulkan oleh kutub-kutub utama dari sebuah generator saat tanpa beban

disebut Fluks Medan Utama (Gambar 5). Fluks ini memotong lilitan jangkar sehingga timbul tegangan

induksi.

Gambar 5. Medan Eksitasi Generator DC

Bila generator dibebani maka pada penghantar jangkar timbul arus jangkar. Arus jangkar ini

menyebabkan timbulnya fluks pada penghantar jangkar tersebut dan biasa disebut FIuks Medan Jangkar

(Gambar 6).

Gambar 6. Medan Jangkar dari Generator DC (a) dan Reaksi Jangkar (b).

Munculnya medan jangkar akan memperlemah medan utama yang terletak disebelah kiri kutub

utara, dan akan memperkuat medan utama yang terletak di sebelah kanan kutub utara. Pengaruh

adanya interaksi antara medan utama dan medan jangkar ini disebut reaksi jangkar. Reaksi jangkar ini

mengakibatkan medan utama tidak tegak lurus pada garis netral n, tetapi bergeser sebesar sudut α.

Dengan kata lain, garis netral akan bergeser. Pergeseran garis netral akan melemahkan tegangan

nominal generator.

Untuk mengembalikan garis netral ke posisi awal, dipasangkan medan magnet bantu (interpole

atau kutub bantu), seperti ditunjukkan pada Gambar 7.(a).

Gambar 7. Generator dengan Kutub Bantu (a) dan Generator Kutub Utama, Kutub Bantu, Belitan

Kompensasi (b).

Lilitan magnet bantu berupa kutub magnet yang ukuran fisiknya lebih kecil dari kutub utama. Dengan

bergesernya garis netral, maka sikat yang diletakkan pada permukaan komutator dan tepat terletak

pada garis netral n juga akan bergeser. Jika sikat dipertahankan pada posisi semula (garis netral), maka

akan timbul percikan bunga api, dan ini sangat berpotensi menimbulkan kebakaran atau bahaya lainnya.

Oleh karena itu, sikat juga harus digeser sesuai dengan pergeseran garis netral. Bila sikat tidak digeser

maka komutasi akan jelek, sebab sikat terhubung dengan penghantar yang mengandung tegangan.

Reaksi jangkar ini dapat juga diatasi dengan kompensasi yang dipasangkan pada kaki kutub utama baik

pada lilitan kutub utara maupun kutub selatan, seperti ditunjukkan pada gambar 7 (a) dan (b), generator

dengan komutator dan lilitan kompensasinya.

Kini dalam rangkaian generator DC memiliki tiga lilitan magnet, yaitu:

• lilitan magnet utama

• lilitan magnet bantu (interpole)

• lilitan magnet kompensasi

5. Jenis-Jenis Generator DC

Seperti telah disebutkan diawal, bahwa generator DC berdasarkan dari rangkaian belitan

magnet atau penguat eksitasinya terhadap jangkar (anker) dibagi menjadi 3 jenis, yaitu:

1. Generator penguat terpisah

2. Generator shunt

3. Generator kompon

• Generator Penguat Terpisah

Pada generator penguat terpisah, belitan eksitasi (penguat eksitasi) tidak terhubung menjadi

satu dengan rotor. Terdapat dua jenis generator penguat terpisah, yaitu:

1. Penguat elektromagnetik (Gambar 8.a)

2. Magnet permanent / magnet tetap (Gambar 8.b)

Gambar 8. Generator Penguat Terpisah.

Energi listrik yang dihasilkan oleh penguat elektromagnet dapat diatur melalui pengaturan tegangan

eksitasi. Pengaturan dapat dilakukan secara elektronik atau magnetik. Generator ini bekerja dengan catu

daya DC dari luar yang dimasukkan melalui belitan F1-F2.

Penguat dengan magnet permanen menghasilkan tegangan output generator yang konstan dari

terminal rotor A1-A2. Karakteristik tegangan V relatif konstan dan tegangan akan menurun sedikit ketika

arus beban I dinaikkan mendekati harga nominalnya.

Karakteristik Generator Penguat Terpisah

Gambar 9. Karakteristik Generator Penguat Terpisah

Gambar 9 menunjukkan:

a. karakteristik generator penguat terpisah saat eksitasi penuh (Ie 100%) dan saat eksitasi

setengah penuh (Ie 50%). Ie adalah arus eksitasi, I adalah arus beban.Tegangan output

generator akan sedikit turun jika arus beban semakin besar.

b. Kerugian tegangan akibat reaksi jangkar.

c. Perurunan tegangan akibat resistansi jangkar dan reaksi jangkar, selanjutnya mengakibatkan

turunnya pasokan arus penguat ke medan magnet, sehingga tegangan induksi menjadi kecil.

• Generator Shunt

Pada generator shunt, penguat eksitasi E1-E2 terhubung paralel dengan rotor (A1-A2). Tegangan

awal generator diperoleh dari magnet sisa yang terdapat pada medan magnet

stator. Rotor berputar dalam medan magnet yang lemah, dihasilkan tegangan yang akan memperkuat

medan magnet stator, sampai dicapai tegangan nominalnya. Pengaturan arus eksitasi yang melewati

belitan shunt E1-E2 diatur oleh tahanan geser. Makin besar arus eksitasi shunt, makin besar medan

penguat shunt yang dihasilkan, dan tegangan terminal meningkat sampai mencapai tegangan

nominalnya. Diagram rangkaian generator shunt dapat dilihat pada Gambar 10.

Gambar 10. Diagram Rangkaian Generator Shunt

Jika generator shunt tidak mendapatkan arus eksitasi, maka sisa megnetisasi tidak akan ada, atau jika

belitan eksitasi salah sambung atau jika arah putaran terbalik, atau rotor terhubung-singkat, maka tidak

akan ada tegangan atau energi listrik yang dihasilkan oleh generator tersebut.

Karakteristik Generator Shunt

Gambar 11. Karakteristik Generator Shunt.

Generator shunt mempunyai karakteristik seperti ditunjukkan pada Gambar 11. Tegangan

output akan turun lebih banyak untuk kenaikan arus beban yang sama, dibandingkan dengan tegangan

output pada generator penguat terpisah.

Sebagai sumber tegangan, karakteristik dari generator penguat terpisah dan generator shunt

tentu kurang baik, karena seharusnya sebuah generator mempunyai tegangan output yang konstan,

namun hal ini dapat diperbaiki pada generator kompon.

• Generator Kompon

Generator kompon mempunyai dua penguat eksitasi pada inti kutub utama yang sama. Satu

penguat eksitasi merupakan penguat shunt, dan lainnya merupakan penguat seri. Diagram rangkaian

generator kompon ditunjukkan pada Gambar 12. Pengatur medan magnet (D1-D2) terletak di depan

belitan shunt.

Gambar 12. Diagram Rangkaian Generator Kompon

Karakteristik Generator Kompon

Gambar 13. Karakteristik Generator Kompon

Gambar 13 menunjukkan karakteristik generator kompon. Tegangan output generator terlihat

konstan dengan pertambahan arus beban, baik pada arus eksitasi penuh maupun eksitasi 50%. Hal ini

disebabkan oleh adanya penguatan lilitan seri, yang cenderung naik tegangannya jika arus beban

bertambah besar. Jadi ini merupakan kompensasi dari generator shunt, yang cenderung tegangannya

akan turun jika arus bebannya naik