Induksi elektromagnetik yang dapat memproduksi arus listrik daya besar dengan harga murah adalah

JATENG | 19 Januari 2021 17:11 Reporter : Jevi Nugraha

Merdeka.com - 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).

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:

2 dari 4 halaman

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.

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.

3 dari 4 halaman

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.

4 dari 4 halaman

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.

Di zaman yang serba maju, listrik merupakan sesuatu yang sangat dibutuhkan oleh manusia dalam menjalani kegiatan sehari-hari. Baik sedang bekerja, belajar maupun sedang melakukan aktivitas reguler yang biasa dilakukan di rumah saja.

Saat bekerja kita membutuhkan listrik untuk mengoperasikan alat-alat yang kita butuhkan seperti laptop, mesin cetak, dan lampu sebagai penerang ruangan. Ketika belajar pun kita membutuhkan listrik untuk bisa mengoperasikan ponsel dan membuka aplikasi Pahamify dan menikmati fitur-fitur menarik di dalamnya. Tanpa listrik, sinyal yang dibutuhkan oleh ponsel akan terganggu sehingga tidak dapat bekerja maksimal.

Jika kita telusuri dengan baik, listrik yang ada di rumah kita itu tidak begitu saja muncul dan membuat beberapa benda menjadi bisa bekerja. Mulai dari stop kontak yang ada di dalam rumah, menyambung ke kabel listrik yang ada di luar, dan berakhir di situs pembangkit listrik yang ada di sekitar daerah kamu.

Pembangkit listrik dibuat untuk menghasilkan aliran listrik yang pada akhirnya bisa kamu rasakan manfaatnya. Sebagian besar pembangkit listrik yang ada di dunia memanfaatkan magnet untuk menghasilkan listrik melalui fenomena yang bernama induksi elektromagnetik.

Di pembahasan mengenai medan magnet, kita bisa ketahui bahwa aliran listrik dapat menghasilkan medan magnet. Seorang ilmuwan asal London, Inggris bernama Michael Faraday pernah melakukan percobaan untuk membuktikan kebalikan dari pernyataan tersebut. Dia ingin mencari tahu apakah medan magnet bisa menghasilkan aliran listrik.

Percobaan yang Michael Faraday lakukan adalah dengan melilitkan dua buah kawat di sisi yang berseberangan dari sebuah besi berbentuk torus, atau lingkaran yang berlubang seperti donat. Salah satu ujung dari lilitan kawat dihubungkan ke baterai. Sedangkan kawat yang lainnya dihubungkan ke galvanometer, alat yang bisa mendeteksi arus listrik dan arah alirannya.

Illustrasi rangkaian yang dibentuk dalam percobaan Faraday

Kawat yang dihubungkan ke baterai jadi sumber medan magnet, karena aliran listrik yang dihasilkan oleh baterai akan menghasilkan medan magnet di sekelilingnya. Kunci percobaan yang dilakukan oleh Michael Faraday terletak di kawat sebelahnya. Jika medan magnet bisa menghasilkan arus listrik, jarum di galvanometer akan bergerak menyimpang dari angka nol yang menandakan adanya arus yang mengalir di kawat

Setelah arus listrik dinyalakan di kawat pertama, Michael Faraday mulai mengamati kawat yang kedua. Percobaan awal memang tidak menghasilkan arus listrik, tapi ketika dia teliti kembali ternyata ada saat dimana jarum galvanometer tersebut bergerak dan menyimpang. Hal tersebut terjadi ketika baterai baru dihubungkan ke kawat dan juga ketika baterai baru dilepaskan dari kawat. Akan tetapi, galvanometer menunjuk kembali ke angka nol ketika baterai terhubung.

Kunci dari percobaan yang dilakukan ini adalah perubahan dari keadaan baterai. Dari yang awalnya tak terhubung menjadi terhubung atau sebaliknya. Arus di galvanometer akan muncul ketika baterai baru dipasang atau baru dilepas saja. Ini menandakan bahwa arus di galvanometer baru muncul ketika arus listrik di kawat salah satunya berubah. Dari tidak ada arus menjadi tidak ada arus atau sebaliknya.

Besar arus listrik di kawat yang digunakan pada percobaan ini sebanding dengan besar medan magnet yang dihasilkan. Artinya, jika arus berubah maka medan magnet juga berubah. Tak hanya medan magnet yang membuat arus listrik muncul di galvanometer, tapi adanya perubahan medan magnet tersebut juga memberi dampak atas munculnya arus listrik tersebut. Medan magnet harus terus berubah jika ingin terus menghasilkan arus listrik.

Ini lah hasil temuan Michael Faraday pada tahun 1831 yang kemudian pada hari ini kita pahami sebagai Hukum Faraday. Dimana perubahan medan magnet menyebabkan adanya gaya gerak listrik atau GGL yang membuat elektron pada kawat bergerak dan menghasilkan arus listrik.

Gaya gerak listrik ini tak hanya dipengaruhi oleh perubahan besar medan magnetnya saha. GGL juga dapat dihasilkan melalui perubahan luas loop kawat serta perubahan sudut antara medan magnet dan loop meskipun besar medannya dibuat konstan.

Hukum Faraday digunakan pembangkit listrik yang menggunakan induksi elektromagnetik yang sempat disebut di awal tulisan ini. Generator di dalam pembangkit listrik memutarkan lilitan kawat sehingga dapat mengelilingi magnet. Lalu hasilnya adalah munculnya arus listrik di lilitan tersebut.

Gerakan memutar ini berasal dari sumber yang berbagai macam dan yang membedakan satu jenis pembangkit dengan pembangkit lainnya. Sumber yang biasa digunakan adalah uap air yang dihasilkan dari penguapan air, pembakaran batu bara, panas bumi atau panas yang dihasilkan reaksi nuklir. Uap air tersebut akan dialirkan ke generator untuk menghasilkan gerakan generatornya.

Gerakan generatornya pun dapat dihasilkan secara langsung. Seperti menggunakan gerakan kincir yang ditiup angin atau menggunakan gerakan air yang melewati bendungan. Apapun yang digunakan untuk menggerakan generatornya, listrik itu dihasilkan melalui lilitan kawat yang bergerak mengelilingi magnet atau biasa disebut dengan Induksi Elektromagnetik.

Bukan hanya Hukum Faraday yang harus kamu pelajari dalam bahasan Induksi Elektromagnetik. Terdapat salah satu hukum yang perlu kamu pelajari juga yaitu Hukum Lenz. Selain itu kamu juga akan bertemu istilah bernama “fluks” dalam pembahasan materi ini. Semua itu dapat kamu pelajari lebih lengkap di Aplikasi Pahamify.

Melalui aplikasi Pahamify kamu akan mendapatkan pengalaman belajar yang belum kamu rasakan sebelumnya. Animasi dan cara penyampaian yang memberi pemahaman dari akarnya akan membuat kamu lebih mudah dalam memahami sebuah materi pelajaran. Maka download dan berlangganan Pahamify agar kamu dapat merasakan segala fitur menawan yang ada di aplikasi Pahamify.