JUDUL : PRAKTIKUM KARAKTERISTIK BEBAN NOL PADA GENERATOR DC PENGUAT TERPISAH
A. TUJUAN PERCOBAAN Setelah melakukan percobaan mahasiswa dapat : -
Menggambarkan rangkaian percobaan beban nol Merangkai alat sesuai dengan gambar Membuat karakteristik beban nol Menentukan tegangan kritis pada beban nol Menerangkan cara pengembalian data
B. DASAR TEORI Karakteristik (watak) yang penting pada generator arus searah ada 3 yaitu karakteristik beban nol ( karakteristik kejenuhan tanpa beban ), dan karakteristik internal & eksternal. Pada percobaan kali ini yang dibahas adalah karakteristik beban nol pada generator penguat terpisah. Bila generator diputar oleh penggerak mula, kemudian diberi arus penguatan, maka pada terminalnya dibangkitkan tegangan. Tegangan tersebut bergantung pada : fluks ( arus medan ) dan kecepatan putar. Jika fluks ( arus medan ) dipertahankan konstan, sedangkan kecepatan dinaikkan dan diturunkan, maka tegangan terminal akan naik turun sesuai perubahan kecepatan. Sama halnya jika kecepatan dipegang konstan sedang fluks dirubah – rubah, maka tegangan terminalnya juga akan berubah sesuai dengan perubahan fluks. Dengan demikian ada dua karakteristiknya, a.
Karakteristik beban nol sebagai fungsi dari arus medan dengan putaran konstan, dinyatakan oleh persamaan berikut : Eo = ( If ) , Ia = 0 dan n = konstan Dengan :
Eo = tegangan terminal pada beban nol If = arus medan Ia = arus beban nol n = kecepatan generator DC
b. Karakteristik beban nol sebagai fungsi dari putaran arus medan konstan, dinyatakan oleh persamaan berikut :
Eo = f ( n ) , Ia = 0 dan If = konstan Dalam gambar 1. Diperlihatkan rangkaian untuk membuat karakteristik bebean nol generator DC dengan pemguat terpisah.
Io
G
RG Vf
Rf
(Eo) V1
Gambar 3.1. Rangkaian untuk membuat karakteristik beban nol Dalam gambar 3.2. diperlihatkan karakteristik beban nol generator penguat terpisah. Pada gambar tersebut, penguatan arusnya If = 0 A. Gaya gerak listrik (ggl) induksi sudah terbangkit Oa. GGL induksi ini dihasilkan oleh magnet remover dari kutub – kutub generator. Kemudian bila arus diperkuat GGL yang dibangkitkan akan bertambah besar, sehingga mendapatkan GGL sebesar 0a dan diperlukan arus penguatan 0c. Bila arus penguatan diperkecil kembali sampai nol maka GGL juga akan turun seperti kurva DC, terbentuk seperti kurva dibawah (gambar 2) yang disebut lengkung kemagnetan.
EO (GGL)
c
a e 0
If
Gambar 3.2. Karakteristik beban nol generator penguat terpisah
C. ALAT DAN BAHAN 1.
Tachometer
( 1 buah )
2.
Kabel banana
( 10 buah )
3.
Kabel crocodile
( 10 buah )
4.
Jumper
( 1 set )
5.
Ammeter
( 3 buah )
6.
Voltmeter
( 2 buah )
7.
Multimeter
( 1 buah )
8.
Obeng
( 1 buah )
9.
Inverter
( 1 buah )
10.
Slide Regulator AC 3 phasa
( 1 buah )
11.
Motor DC
( 1 buah )
12.
Generator DC
( 1 buah )
13.
Penyearah 3 phasa
( 1 buah )
D. LANGKAH KERJA 1. Membuat rangkaian seperti gambar. E1
A1
A1
Penyearah Slide Regulator
B2
E2
B2 E1
E2
Rf If
Ef
2. Mengecek input dan outputnya. 3. Mengatur putaran ( n ) pada 1500 rpm dengan bantuan VAR1 untuk mengamati tachometer agar putaran nya konstan 1500 rpm. 4. Ketika arus eksitasi (If) generator sinkron adalah 0 (nol) Ampere, mengukur tegangan line (E0 Line) 5. Kemudian menaikkan If bertahap dari 0,05 Ampere sampai 1,05 Ampere hingga tegangan jenuh generator sinkron, dengan catatan arus eksitasi dan tegangannya tidak melebihi arus nominal. 6. Mengukur If, dan E0 Line untuk tiap kenaikan If dan mengatur putaran pada 1500 rpm dengan bantuan tachometer 7. Mencatat hasil pengukuran pada table 8. Setelah mencapai tegangan jenuh generator, menurunkan If bertahap dari keadaan tegangan jenuh diturankan sebesar 0,05 hingga If = 0 9. Mengukur If, dan E0 Line, untuk tiap diturunkannya If dan mengatur putaran tetap konstan pada 1500 rpm dengan bantuan tachometer 10. Mencatat hasil pengukuran pada table 11. Meng-OFF-kan power supply dan membereskan semua alat
E. TABEL PERCOBAAN
NO
1.
If Naik
If Turun
N = konstan ( 1500 rpm)
N = konstan ( 1500 rpm )
If ( Ampere ) 0
Eo ( Volt ) 8
If ( Ampere ) 1.05
Eo ( Volt ) 124.5
2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22.
0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 0.100 1.05
17.8 30.2 42.2 54.9 65.0 76.7 84.8 92.3 96.6 100.4 105.2 107.8 110.2 112.7 115.1 116.5 118.5 120.2 121.8 122.8 124.2
1.00 0.95 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0
123.3 122.3 121.1 119.7 118.1 116.6 114.7 113.0 110.7 107.8 104.6 101.0 97.0 91.0 83.8 73.1 62.6 49.3 37.8 23.5 8.2
G. ANALISA Pada praktikum ini dapat di analisa bahwa : 1.
Untuk mengetahui bagaimana karakteristik generator DC penguat terpisah , generator di copel dengan motor DC seperti gambar rangkaian diatas dan pada generator di beri arus penguatan DC. Setelah motor diputar dengan putaran konstan 1500 rpm dan arus penguatan ( If ) = 0 A, E0 pada generator sudah menghasilkan tegangan sebesar 8 V. Kemudian arus pengutan dinaikkan secara bertahap sebesar 0,05A maka E0 juga ikut naik seiring dengan kenaikan I f dan putaran dipertahankan konstan 1500 rpm dari If = 0 A hingga If = 1,05 A , E0 atau tegangan phasa yang dihasilkan generator tetap sebesar 124,5 V. Ini lah yang dinamakan sebagai tegangan jenuh, dimana saat putaran konstan tegangan yang keluar dari generator tidak terdapat kenaikan walaupun If terus di naikkan. Hal ini lah karakteristik dari generator tersebut dimana setelah mengetahui tegangan jenuh dari generator kita
dapat memperkirannya saat nantinya generator terbebani karena saat tegangan jenuh dan generatr tebebani maka drop tegangan yang terjadi pada tegangan generator akan sangat besar dan posisi yang paling baik untuk generator dibebani adalah seperti terlihat pada grafik dimana tegangang yang baik adalah saat tegangan akan mendekati tegangan jenuh. 2.
Kemudian setelah dengan putaran konstan dan If dinaikkan sebesar 0,05A. Kemudian dari tegangan jenuh atau pengukuran terakhir If di turunkan kembali sebesar 0,05 A hingga mencapai If = 0 A. Dari penurunan If ini tegangan E0 generator penurunan nya hampir stabil atau sama dengan saat If dinaikkan namun saat If = 0 A terjadi perbedaan yang sangat besar pada E 0 generator dibandingkan saat If naik , saat If naik dan If = 0 A , E0 = 8 V dan saat If turun = 0 A , E phasa= 8,2 V. Hal ini terjadi karenan adanya efek Remanensi yang muncul sebagai akibat dari fluks yang terjadi pada magnet di dalam generator atau kondisi dimana masih ada tegangan atau magnet sisa dari generator setelah digunakan maka nilai If naik dan turun = 0 A terjadi perubahan yang signifikan.
3.
Dengan memutar generator DC pada kecepatan sinkron dan rotor diberi arus medan (If), maka tegangan (E0) akan terinduksi pada kumparan jangkar stator. Bentuk hubungannya diperlihatkan pada persamaan berikut. Ea = c . n . yang mana: c = konstanta mesin n = putaran sinkron = fluks yang dihasilkan oleh If Dalam keadaan tanpa beban arus jangkar tidak mengalir pada stator, karenanya tidak terdapat pengaruh reaksi jangkar. Fluks hanya dihasilkan oleh arus medan (I f). Apabila arus medan (If) diubah-ubah harganya, akan diperoleh harga E0 seperti yang terlihat pada kurva hasil percobaan.
H. KESIMPULAN Dari praktikum yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa:
Setiap pengujian beban nol generator, selalu ditemukan efek Remanensi yang
muncul sebagai akibat dari fluks yang terjadi pada magnet di dalam generator. Pengujian karakteristik beban nol ini dilakukan untuk mengetahui tegangan jenuh pada generator sehingga mengetahui tegangan yang baik digunakan natinya saat generator di bebani yaitu tegangan yang baik dimana generator akan mencapai
tegangan jenuh. Akibat efek Remanensi, pada saat If dinaikan dan diturunkan E0 yang dihasilkan lebih besar pada saat penurunan arus penguatan daripada saat kenaikan arus
penguatan ( If ). Dalam keadaan tanpa beban arus jangkar tidak mengalir pada stator, karenanya tidak terdapat pengaruh reaksi jangkar. Fluks hanya dihasilkan oleh arus medan (If). Apabila arus medan (If) diubah-ubah harganya, akan diperoleh harga E0 seperti yang terlihat pada kurva hasil percobaan.
