LITAR MAGNET– Memahami konsep asas pengujudan medan magnet, daya magnet dalam pengalir, solenoid dan toroid

– menentukan daya yang dialami oleh pengalir pembawa arus yang berada di dalam medan magnet

– memahami Hukum Faraday dan Hukum Lenz

– menentukan arah daya gerak elektrik teraruh pada pengalir yang berada dalam medan magnet

– menghubungkait diantara litar magnet dan litar elektrik

– memahami ciri-ciri kemagnetan ( atau lengkok B-H ) dan berkebolehan menganalisis litar magnet mudah

– memahami konsep aruhan diri, aruhan saling dan pekali jodoh

– memahami konsep motor dan genarator ac dan dc.

BAHAN MAGNET• Dikelaskan kepada magnet tabii, magnet buatan dan

elektromagnet• Bahan magnet kekal: keluli,aloi keluli dan alnico

(campuran aluminium, nikel, kobalt dan besi)• Bahan magnet sementara: besi lembut dan aloi• Magnet tabii

- sejenis magnet kekal (semula jadi )

- bijih besi yang dipanggil magnetit “Lodestone”

- yang panjang terdiri daripada dua kutub utara dan selatan

ARAH DAYA MAGNET

Arah daya magnet sekitar magnet

Magnetic field or lines of flux of a moving charged particle

DAYA TARIKAN DAN DAYA TOLAKKAN

When two magnets or magnetic objects are close to each other, there is a force that attracts the poles together.

When two magnetic objects have like poles facing each other, the magnetic force pushes them apart.

MEDAN MAGNETApabila satu dawai tembaga dialirkan arus ,

medan magnet akan terbentuk di sekeliling dawai

MEDAN MAGNET

An important thing to notice is that the magnetic fields lines are continuous. Unlike electric fields, they don't start at one pole and end at another. This is why you can't separate the N and S poles of a bar magnet.

MEDAN MAGNETDo magnetic fields created with currents

have N and S poles?

It would be hard to label N or S anywhere for the straight wire. But for the loop and solenoid, we use the same convention as for the bar magnet. Look at the diagrams for the bar magnet and solenoid and see how the definitions are consistent

HUKUM TANGAN KIRI

Lihat pada arah pengaliran arus dan arah daya magnet

PRINSIP ASAS MOTOR & PENJANA

Pusingan ke atas angkerlilitan tunggalketika ia memotong medan magnet di sudut tepatakan menyebabkan putaran dan tindakan dipanggil Daya Kilas

PENJANA AU

BINAAN SEBUAH PENJANA AU

• Tenaga elektrik dihasilkan dari bentuk tenaga yang lain.

• Daripada beberapa penukar tenaga elektrik , penjana digunakan untuk menghasilkan keseluruhan daripada

keperluan tenaga elektrik

•Penjana menukar tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik

Penjana sam…..

•Tenaga mekanikal (putaran)diwujudkan oleh turbin stim,enjin gasolin/disel,motor elektrik,air yang mengalir, tenaga angin dan reaktor atom.

•Penjana arus elektrik yang menghasilkan arus ulang alek dinamakan penjana arus ulang alek atau ailternator

•Penjana yang menghasilkan arus terus dinamakan penjana arus terus

Perbezaan antara motor dan penjana

HUKUM FARADAY

• Daya Gerak elektrik yang diaruh berkadar terus dengan kelajuan perubahan urat daya

magnet didalam gegelung pengalir

• Dge, ℮ dt

d

Hukum Lenz

• Daya gerak elektrik yang diaruh adalah pada arah tertentu supaya arus aruhan yang akan mengalir akan menghasilkan

urat daya magnet yang menentang perubahan urat daya magnet asal

℮ = - dt

d

PENJANA ARUS ULANG ALEK &VOLTAN GELOMBANG SINUS TERARUH

DALAM ANGKER

Penjana Jika satu pengalir sepanjang 1 meter

bergerak pada kelajuan v m/s pada sudut tepat terhadap urat daya magnet yang

ketumpatan uratdaya magnetnya B Tesla, maka daya gerak elektrik yang teraruh

pada pengalir tersebut adalah:

Dge, e = Blv sin θ volt

= Blv sin 90° volt

= Blv volt

Sambungan….Secara umumnya bagi pengalir yang berada

pada sebarang kedudukan seperti yang dibincangkan, dge teraruh adalah:

Dge teraruh = Dge mak sin θ Apabila sumber dge tersebut disambung

kepada satu perintang R, maka arus ulangalik akan terhasil:

i (θ) = i mak sin θ dimana

i mak = Dge mak

R

Sambungan……Dge yang dijanakan oleh sebuah penjana mempunyai

gelombang sinus dan boleh diwakilkan dengan persamaan-persamaan berikut:

e(θ) = Emak sin θ

e (ωt) = Emak sin ωt

e(t) = Emak sin 2Πft

Maka dengan itu dge terjana mempunyai,

Nilai purata, E purata =

Nilai berkesan, Eppgd =

2 E mak

Π

E mak

2

2. PENJANA ARUS TERUS

OBJEKTIF• Menyatakan fungsi setiap bahagian utama sebuah penjana A.T.• Membezakan beberapa jenis penjana• Melakar gambarajah litar penjana A.T.• Membezakan belitan pirau dan belitan siri• Menerangkan penjanaan d.g.e. di belitan angker• Menerangkan istilah-istilah yang berkaitan dengan penjana• Menerangkan syarat-syarat kendalian penjana selari• Menerangkan takrif dan fungsipalang penyama• Menyelesaikan pengiraan berkaitan dengan penjana

Pengenalan • Pada amnya motor dan penjana adalah sama.• Tetapi perbezaan wujud dari segi fungsi bahagian-

bahagian binaannya disebabkan oleh perbezaan tugas motor dengan penjana.

• Motor sebagai pengeluar tenaga mekanik.• Penjana mengeluarkan tenaga elektrik

Binaan Penjana A.T

Perisai hujung pacu

kuk

Kotak sambungan

Kutub antara/kutub menukar tertib

Belitan kutub

Teras kutub utama

kipas

pemegang

Penukar tertib (commutator)

angker acipenebat

Stad berus

Lengan jumpelang

Pemegang berus

Berus karbon Rajah 2-1

Perisai hujung penukar tertib

Binaan Penjana A.T

cangkuk

kuk

Selar udara

Kutub antara / kutub menukar tertib

Gegelung medan pirau

Pegelung medan siri

Aci Teras kutub

Muka kutub

Kasut kutub

Lubang alur

Satah nutral

Lubang udara

Rajah 2.2 Gambarajah binaan penjana empat kutub

Binaan Penjana A.T

Rajah 2.1 dan 2.2 menunjukkan binaan-binaan yang perlu ada pada sebuah penjana ringkas seperti berikut:

• 1. kuk• 2. Gegelung medan (gegelung kutub)• 3. Teras angker• 4. Penukar tertib• 5. Belitan angker(pengalir)• 6. berus dan galas

Fungsi Bahagian Binaan Penjana• Boleh dibahagikan kepada tiga kumpulan

• Pelengkap litar magnet• Pelengkap litar elektrik• Bahagian mekanikal

• Pelengkap litar magnet terdiri daripada :• Kuk

• Teras kutub• Teras angker

• Selar udara – diantara kutub dengan angker• Pelengkap litar elektrik terdiri daripada :

• Gegelung kutub• Belitan angker• Penukar tertib

• Pemegang berus karbon

• Bahagian mekanikal terdiri daripada :• Galas bebola

• Kipas di angker• Lengan jumpelang

A. KUK

Bahagian luar rangka mesin. Berperanan sebagai penyokong

bagi teras kutub dan pelindung keselamatan mesin. Berfungsi

sebagai pembawa fluks magnet yang dihasilkan kutub.

Penjana kecil kuk diperbuat daripada besi tuang, manakala

bagi penjana berukuran besar kuk diperbuat daripada keluli

tuang atau keluli guling.

B. TERAS KUTUB DAN KASUT KUTUB• Teras kutub berfungsi sebagai teras gegelung kutub bagi

menghasilkan medan magnet yang kuat.• Terdiri daripada lapisan kepingan-kepingan keluli berpenebat.• Muka kutub dan kasut kutub berperanan sebagai perebak fluks

dalam selar udara.• Menjadi penghalang bagi gegelung kutub daripada tercabut

keluardari teras kutubnya.

C. GEGELUNG KUTUB • Juga dikenali sebagai gegelung medan• Terdiri daripada belitan dawai atau jalur kuperam dibelit

berbentuk segiempat bujur dan bila arus dialirkan medan magnet akan terhasil.

• Oleh kerana gegelang dan teras kutub telah menjadi elektromagnet, fluks magnet yang diperolehi akan dipotong oleh pengalir di angkir yang diputarkan secara mekanik.

D. TERAS ANGKIR• Berfungsi sebagai penempatan gegelung atau pengalir angker

dan membolehkan pengalir atau gegelung berputar• juga sebagai laluan litar magnet• Memberikan engganan yang rendah kepada fluks yang

melaluinya (fluks dari kutub utara ke kutub selatan)

E. ANGKER• Berbentuk silinder atau tong, dengan lapisan-lapisan besi setebal

0.4 mm – 0.6 mm (lapisan-lapisan adalah untuk mengurangkan kehilangan arus pusar.

• Lapisan yang telah bertaut kemudian dilekatkan pada aci mesin bagi mesin kecil atau pada pengempar besi tuang bagi mesin yang besar

TERAS ANGKER DAN ACI

ALUR KEKUNCI

Lapisan besi Lubang alur

TERAS ANGKERLubang udara

Alur kekunci

Galas bebola RAJAH 2.3 TERAS ANGKER DAN ACI

F. BELITAN ANGKER ( Armature winding )

Terdapt dua jenis belitan • jenis silinder belitan gelombang• jenis silinder belitan tindih

Perbezaan antara dua belitan ini ialah pada sambungan akhir ke penukar tertib. Belitan gelombang mempunyai hanya dua bahagian pengalir angker selari manakala belitan tindih ada lebih dari dua pengalir.

Perkataan pengalir dalam belitan angker bermaksud bahagian belitan pengalir yang aktif dan berupaya menghasilkan d.g.e.

• CONTOH

Jika angker mempunyai 20 lubang alur dan setiap alur mempunyai 4 pengalir maka, lubang alur (20) dan jumlah pengalirnya ialah 80.

G. PENUKAR TERTIB

• Berfungsi untuk memudahkan pengumpulan arus dari pengalir angker.

• Juga berfungsi sebagai penerus (arus ulang-alek yang teraruh dalam belitan angker akan ditukarkan kepada arus terus.

• Berbentuk silinder – hasil gabungan ruas-ruas keperam –sama tebal berbentuk baji.

• Ruas-ruas ditebalkan antara satu sama lainoleh lapisan mika nipis

• Setiap ruas disambung kepengalir angker dengan menggunakan cuping atau jalur

• Dipasang keatas aci dengan dilampirkan penebat.

PENUKAR TERTIB

Penukar tertib

Lubang alur Teras berlamina

Aci

Belitan

Lapisan penebat mica

Pengalir angkir

cupingRuas/bar baji

Nat pengunci

Aci

Binaan penukar tertib

Pengalir angkercuping Ruas/ bar baji

PERBEZAAN JENIS-JENIS PENJANA

• Perbezaan penjana ditentukan oleh sambungan belitan medan dan belitan angker

• Faktor ini juga menentukan nama sesuatu penjana

Terdapat dua kumpulan penjana

1. Penjana teruja pisah

2. Penjana teruja diri

PENJANA TERUJA PISAH

• Belitan medan disambung