Dinamo
Dinamo atau istilah lainnya disebut sebagai generator adalah sebuah mesin listrik yang dapat mengubah energi kinetik menjadi energi listrik. Konsep kerja dinamo sama dengan generator yaitu memutar kumparan di dalam medan magnet atau memutar magnet di dalam kumparan. Bagian dinamo yang berputar disebut rotor, sedangkan bagian dinamo yang tidak bergerak disebut stator. Pada posisi ini dinamo akan menerima energi dalam bentuk gerak dan mengeluarkannya menjadi sebuah aliran listrik statis. Pada konsep yang sederhana, dinamo terdiri dari sebuah lilitan kawat yang diletakan di dalam kumaparan atau medan magnet, hal ini dapat ditemui pada pembangkit listrik tenaga air, di mana aliran air akan diarahkan pada turbin untuk menghasilkan gerak rotasi yang berulang-ulang.[1]
Klasifikasi
suntingDinamo atau istilah lainnya di sebut juga sebagai generator dibedakan menjadi dua, yaitu dinamo arus dua arah atau bolak-balik, Arus bolak-balik|AC (Alternating Current) dan dinamo arus satu arah DC (Direct Current).
- Dinamo AC memiliki dua buah cincin putar sehingga arus listrik yang dihasilkan berupa arus listrik bolak-balik. Dinamo AC juga disebut sebagai generator alternator. GGL (Gaya Gerak Listrik) induksi pada generator AC bisa diperbesar dengan cara menambah dan memperbanyak lilitan kawat pada kumparan, mempercepat putaran rotor, menambahkan inti besi lunak ke dalam kumparan, hingga menggunakan magnet permanen yang lebih kuat dan tahan panas. Secara keseluruhan, generator AC terdiri dari rotor, stator, dan celah udara (ruang antara stator dan rotor).[1][2]
- Dinamo DC hanya memiliki satu cincin yang terbelah di tengah, cincin ini biasa disebut dengan komutator atau cincin belah. Dengan adanya komutator, arus listrik yang dihasilkan berupa arus listrik searah. Sedangkan prinsip kerja generator DC sama halnya dengan dinamo AC, namun yang membedakan dinamo AC dan DC adalah ada pada arah arus induksinya yang tidak berubah atau tetap, komutator ini dapat menghasilkan komutasi, di mana peristiwa komutasi ini dapat mengubah arus yang dihasilkan dinamo menjadi searah. Dinamo DC terdiri dari 2 bagian yaitu stator atau kumparan kawat yang diam, dan rotor berputar mengikuti arus magnet yang berputar.[1][2]
Prinsip Kerja
suntingPrinsip kerja dinamo ini berlandaskan pada hukum Faraday yang membuktikan apabila lilitan kawat yang dapat menghantarkan listrik berada pada medan magnet yang dapat berubah-ubah, maka pada lilitan kawat tersebut akan terbentuk GGL induksi. Begitu pula sebaliknya, apabila lilitan kawat yang dapat menghantarkan listrik tersebut diubah sedemikian rupa dalam medan magnet, maka lilitan kawat tersebut akan terbentuk GGL induksi. Tegangan GGL induksi ini dapat dibentuk dan diperbesar dayanya, namun hal ini tergantung pada jumlah lilitan kawat dalam kumparan, kekuatan medan magnet yang dihasilkan, dan kecepatan perputaran dinamo. Hukum Faraday sangat berkaitan erat dengan sudut pandang Relativitas Einstein tentang induksi elektromagnetik.[2][3]
Alat pembangkit listrik arus bolak-balik yang paling sederhana ada pada dinamo sepeda. Tenaga yang digunakan untuk memutar rotor adalah roda sepeda. Jika roda berputar, kumparan atau magnet akan ikut berputar. Akibatnya akan timbul GGL (Gaya Gerak LIstrik) induksi pada setiap ujung kumparan dan arus listrik. Semakin kencang roda berputar maka akan semakin cepat pula magnet atau kumparan berputar. Dengan begitu maka semakin besar pula GGL induksi dan arus listrik yang dihasilkan. Contoh GGL ini dapat ditemui pada baterai, akumulator (aki), dan dinamo itu sendiri. Pada kasus baterai dan aki, kedua benda in dapat mengubah energi kimia menjadi energi listrik, sedangkan dinamo dapat mengubah energi mekanik menjadi energi listrik.[4]
Jika magnet yang berada di dekat kumparan kawat tidak bergerak, maka jarum galvanometer juga tidak ikut bergerak. Hal ini menandakan bahwa tidak ada arus listrik yang mengalir. Jika magnet digerakkan, baik mendekati atau menjauhi kumparan, maka jarum galvanometer akan bergerak. maka itu artinya, dalam kumparan tersebubt terdapat arus listrik walaupun tidak ada sumber GGL di dalamnya.
Di sekitar magnet terdapat medan magnet yang bergerak secara memutar, jika magnet bergerak, maka medan magnetnya pun dapat berubah berubah. Perubahan medan magnet inilah yang dapat menghasilkan arus listrik statis. Arus yang mengalir pada kumparan yang digerakkan disebut dengan arus induksi, sedangkan tegangan yang ditimbulkan oleh arus induksi tersebut disebut dengan tegangan induksi. Pada kasus ini, eksperimen Faraday membuktikan bahwa perubahan medan magnet dalam kumparan menimbulkan arus listrik ataupun tegangan induksi. Timbulnya tegangan induksi yang dihasilkan oleh perubahan medan magnet disebut induksi elektromagnetik. Besarnya tegangan induksi bergantung pada jumlah lilitan pada kumparan, kecepatan perubahan medan magnet yang dihasilkan, dan kekuatan medan magnet yang dihasilkan.[4]
Referensi
sunting- ^ a b c Risdiyani, Chasanah, dkk (2015). Fisika Peminatan Matematika dan Ilmu-ilmu Alam. Klaten: PT. Intan Pariwara. hlm. 135.
- ^ a b c Aris Budiman, Hasyim Asy‟ari, dan Arief Rahman Hakim (2005). Desain Generator Magnet Permanen Untuk Sepeda Listrik. Emitor. hlm. 59–67.
- ^ Igal Galili, Dov Kaplan, and Yaron Lehavi (2006). "Teaching Faraday‟s Law of Electromagnetic Induction in an Introductory Physics Course". American Journal of Physics. 74.4: 337–43.
- ^ a b Bambang, Ruwanto (2017). Fisika SMA Kelas XII. Jakarta: Yudhistira. hlm. 8.