Mesin listrik (electrical machine) merupakan suatu alat yang dapat mengkonversi energi mekanis menjadi energi listrik maupun sebaliknya, energi listrik menjadi energi mekanis. Suatu mesin listrik yang menghasilkan energi listrik dari energi mekanis dikenal dengan nama generator. Proses pembangkitan listrik pada generator hampir dipastikan memanfaatkan medan magnet. Dengan kata lain, medan magnet menjadi suatu mekanisme fundamental yang berperan penting dalam proses konversi energi listrik.
Keberadaan medan magnet di suatu tempat akan mempengaruhi lingkungan sekitarnya. Salah satu pengaruh medan magnet yang dijadikan sebagai prinsip dasar kerja generator adalah: Apabila ada suatu material konduktor, contoh: kawat, bergerak dengan kecepatan tertentu dan melewati suatu medan magnet, maka pada wire yang bergerak tersebut akan terinduksi tegangan listrik sebagi akibat dari adanya medan magnet tersebut. Hal ini dapat digambarkan melalui formula berikut:
eind = (v x B).L
dengan:
eind = Tegangan yang dihasilkan sebagai efek dari medan magnet pada konduktor yang bergerak melewatinya
v = Kecepatan gerak relatif konduktor
B = Fluks magnet
L = Panjang konduktor yang terkena medan magnet
Dapat dilihat pada formula di atas, tegangan yang terinduksi dipengaruhi oleh tiga parameter yaitu kecepatan pergerakan konduktor, medan magnet dan ukuran panjang dari konduktor. Formula ini juga menggambarkan perubahan bentuk energi dari energi mekanis berupa energi kinetic (direpresentasikan oleh kecepatan, v) menjadi energi listrik (direpresentasikan oleh tegangan, eind).
Formula di atas lah yang menjadi induk dari formula-formula turunan yang lebih kompleks yang diterapkan pada mekanisme kerja generator. Perlu diingat bahwa kecepatan yang dimaksud pada formula di atas merupakan kecepatan relative antara konduktor dan medan magnet. Artinya, formula di atas tetap berlaku jika konduktor dalam keadaan diam namun medan magnet yang bergerak, yang pasti selama ada gerak relatif antara keduanya, maka tegangan akan terinduksi pada konduktor.
Dua komponen utama pada generator adalah komponen yang berputar yang dikenal dengan nama rotor dan komponen yang diam yang dikenal sebagai stator. Rotor didesain agar memiliki medan magnet dengan cara menanamkan magnet pada rotor atau dengan cara memberikan arus DC pada rotor. Baik dengan menggunakan permanen magnet maupun memberikan arus DC, keduanya sama-sama menghasilkan medan magnet pada rotor yang akan mempengaruhi lingkungan sekitarnya.
Bagian utama pada stator merupakan tiga kumpulan-lilitan (koil) material konduktor yang biasanya terbuat dari besi atau aluminium. Ketiga koil tersebut masing-masing terpisah dengan sudut 120o seperti yang ditunjukan pada Gambar 1. Koil pertama adalah a’-a, kedua adalah b’-b dan ketiga adalah c’-c. Tujuan dari adanya tiga koil dengan sudut relatif 120o tersebut adalah untuk menghasilkan listrik tiga fasa. Ketika rotor berputar, maka medan magnet pada rotor ikut berputar. Dengan adanya gerak relatif antara medan magnet dan koil-koil pada stator, maka tegangan pada masing-masing koil akan terinduksi dengan besaran yang sama namun fasanya berbeda sebesar 120o. Apabila sebuah beban dihubungkan dengan stator yang kini sudah memiliki tegangan listrik, maka arus akan mengalir ke beban.
Gambar 1. Stator Pada Generator Listrik
Suatu mekanisme sistem yang terintegrasi diperlukan untuk menghasilkan rotor yang berputar. Prinsip kerja mekanisme tersebut adalah menggabungkan kerja rotor/stator dengan suatu sistem penghasil putaran yang kontinyu. Atau dengan kata lain, rotor yang berputar merupakan perpanjangan dari perputaran shaft (poros) dari mekanisme sistem perputaran kontinyu seperti yang ditunjukan pada gambar di bawah ini.
Gambar 2. Transmisi putaran pada turbin dan generator
***
Dalam kehidupan sehari-hari, tentu kita sudah tidak asing dengan generator listrik. Biasanya, alat ini diperlukan dalam bangunan yang membutuhkan sumber listrik konstan, seperti pabrik pengolahan limbah, hotel, bandara, dan rumah sakit. Dengan adanya generator, mampu mencegah diskontinuitas dan gangguan operasi bisnis.
Melansir dari digilib.polban.ac.id, generator listrik adalah alat yang memproduksi energi listrik dari sumber energi mekanik, biasanya dengan menggunakan induksi elektromagnetik. Sederhananya, generator merupakan mesin dengan energi gerak (mekanik) yang kemudian mampu mengubah menjadi energi listrik (elektrik).
Iklan – Artikel dilanjutkan di bawah
Ada berbagai macam sumber energi gerak dari generator. Misalnya, pada pembangkit listrik tenaga angin, generator dapat bergerak karena adanya angin yang menggerakkan kincir untuk berputar.
Lantas, apa saja fungsi generator dan bagaimana cara kerjanya? Simak ulasannya yang merdeka.com rangkum dari generatorsource.com:
Cara Kerja Generator
Iklan – Artikel dilanjutkan di bawah
criticalpower.com
Sebagaimana kita tahu, generator listrik adalah perangkat yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Sebenarnya, generator tidak menciptakan energi listrik, melainkan hanya menggunakan energi mekanis yang dipasok untuk mengerakkan muatan listrik.
Iklan – Artikel dilanjutkan di bawah
Prinsip kerja generator sinkron berdasarkan induksi elektromagnetik, setelah rotor diputarkan oleh penggerak mula (prime mover), maka kutub-kutub pada rotor akan berputar. Apabila kumparan kutub disuplai oleh tegangan searah, pada permukaan kutub akan timbul medan magnit yang berputar.
Sementara itu, generator modern bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik yang pertama kali ditemukan oleh Michael Faraday pada tahun 1831. Faraday menemukan bahwa aliran listrik dapat diinduksi dengan menggerakkan konduktor listrik, seperti kawat yang mengandung muatan listrik, ke dalam medan magnet. Sehingga, gerakan ini dapat menciptakan perbedaan tegangan antara kedua ujung kabel atau penghantar listrik, yang nantinya terjadi muatan listrik mengalir dan menghasilkan arus listrik.
Jenis-jenis Generator
criticalpower.com
Saat ini, jenis generator yang paling banyak ditemui terbagi menjadi dua, yaitu generator AC dan DC, berikut penjelasannya:
Generator AC
Genertor AC (Alternating Current) adalah alat mesin yang digunakan untuk menghasilkan arus listrik bolak-balik. Biasanya, generator AC memiliki dua buah kabel dengan polaritas kutub positif dan negatif. Dengan rangkaian itu, memungkinkan kedua ujung kumparan tidak saling bersentuhan, karena terkoneksi dengan satu slip ring saja.
Generator DC
Generator DC (Direct Current) merupakan sebuah mesin yang digunakan untuk menghasilkan arus listrik searah. Adapun perbedaan dengan generator AC ialah tidak mempunyai slip ring, melainkan dua buah brush yang terletak di bagian kiri dan kanan kumparan. Nantinya, kedua ujung kumparan yang berpolaritas akan menyentuh brush secara bergantian dan generator mampu menghasilkan arus listrik searah.
Fungsi Generator
©© Engadget.com
Fungsi generator yang paling utama adalah menghasilkan energi elektrik dengan mengubah gaya gerak di dalamnya. Selain itu, banyaknya peralatan elektronik saat ini, membuat generator memiliki banyak fungsi. Adapun fungsi generator dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut:
Pembangkit Tenaga Listrik
Generator adalah komponen utama yang mampu membangkitkan tenaga listrik. Adapun sumber energi yang digunakan juga bermacam-macam, seperti air, matahari, gas alam, gelombang laut, angin, dan lainnya. Dengan begitu, fungsi generator membuat kita tidak mudah kehabisan energi listrik.
Sebagai Cadangan Listrik
Sebagaimana kita tahu, banyak sekali tempat-tempat umum yang menggunakan generator. Tentu saja, hal ini digunakan sebagai cadangan pasokan listrik. Beberapa tempat seperti supermarket, hotel, hingga rumah sakit, menggunakan generator berupa genset untuk menyimpan aliran listrik di dalamnya.
Dengan adanya generator, cadangan aliran listrik tersebut dapat membantu aktivitas sehari-sehari. Sehingga, tidak perlu khawatir lagi jika terjadi pemadaman listrik.