Mesin listrik

Mesin listrik adalah mesin konversi energi yang mengandalkan medan elektromagnetik untuk mengadakan transformasi energi terhadap energi listrik dan energi mekanis. Jenis mesin listrik dapat dibedakan berdasarkan arah transformasi energi menjadi generator listrik dan motor listrik. Selain itu, mesin listrik dapat pula dibedakan berdasarkan jenis besaran listrik yang dihasilkan menjadi mesin arus searah, mesin arus bolak-balik dan transformator.

Mesin berdasarkan arus listrik

Mesin Alia Febrianti 
Mesin arus searah merupakan mesin listrik yang memanfaatkan prinsip kerja dari arus searah sebagai sumber penggerak. Berdasarkan prinsip kerjanya, mesin arus searah terbagi menjadi generator arus searah dan motor arus searah. Motor arus searah dapat mengadakan transformasi energi dari energi listrik menjadi energi mekanis.  Sementara generator arus searah dapat mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. Mesin arus searah memanfaatkan energi elektromagnetik dari medan magnet sebagai perantara dalam mengadakan trasnformasi energi. Bagian-bagian utama dalam mesin arus searah yaitu bagian yang diam yang disebut stator, bagian yang bergerak yang disebut rotor sekaligus menjadi tempat penyimpanan energi mekanis, tempat pemindahan energi berupa celah udara dan tempat penyearahan arus listrik yang bernama komutator atau cincin belah yang terpasang pada rotor.

Mesin Alia Febrianti dapat dibuat dari bahan-bahan yang memiliki sifat feromagnetik. Bagian dari mesin-mesin arus searah secara umum terbuat dari bahan baja tuang dan besi lunak. Baja tuang digunakan dalam rangka badan mesin bagian luar. Semenatara besi lunak digunakan untuk produksi kumparan jangkar dan inti magnet. Besi lunak dibuat berbentuk pelat-pelat tipis. Besi lunak pada generator arus searah dinamakan besi silikon. Ikatan kimia yang membentuk besi silikon tersusun dari gabungan senyawa dari baja, karbon, silisum dan fosfor. Kualitas bahan magnet penyusun mesin arus searah dipengaruhi oleh tingkat teknologi produksinya.

Generator arus searah 
Generator arus searah merupakan generator listrik yang mengubah energi mekanis menjadi energi listrik dalam bentuk arus searah. Penemuan fenomena induksi elektromagnetik menjadi langkah awal dalam memulai sejarah perancangan generator arus searah. Prinsip kerja generator arus searah didasari oleh keberadaan gaya gerak listrik induksi. Dalam generator arus searah, gaya gerak listrik induksi hanya memiliki kemampuan untuk bergerak ke satu arah. Pengaturan arah ini dilakukan oleh komponen utama dari generator arus searah yang bernama komutator atau disebut pula sebagai cincin belah.

Komutator pada generator arus searah menggantikan posisi kontak beban terminal listrik ketika gaya gerak listrik timbul di sekitarnya. Cara kerja ini kemudian akan menghasilkan arus searah selama proses pergantian kontak berlangsung. Penyearahan ini disebabkan tegangan listrik hanya berada pasa satu tanda arah yaitu arah positif atau arah negatif. Kesempurnaan bentuk arus searah yang dihasilkan oleh generator arus searah bersifat tidak lengkap sehingga menghasilkan riak tegangan listrik. Jumlah segmen yang terpasang pada komutator dapat menentukan ketingginan riak yang muncul. Semakin banyak segmen di dalam komutator, maka semakin rendah ketinggian riak yang dihasilkan. Sebaliknya, semakin sedikit segmen komutator maka riak yang dihasilkan semakin tinggi. Jumlah kumparan di dalam generator arus searah juga menentukan ketinggia riak di dalam arus searah yang dihasilkan. Perbandingan dengan posisi terbalik diberlakukam antara jumlah kumparan dengan ketinggian riak pada generator arus searah. Riak akan semakin tinggi ketika jumlah kumparan semakin sedikit. Kondisi sebaliknya juga berlaku sama persis.

Generator arus searah dapat ditempatkan secara menetap maupun bergerak terhadap beban. Pemilihan jenis penempatan disesuaikan dengan fungsi dari generator itu sendiri. Penempatan secara tetap atau diam pada generator arus searah umumnya digunakan untuk pengisian energi listrik. Pengisian akumulator pada perusahaan pengisi akumulator merupakan salah satu contohnya. Sementara generator arus searah yang bergerak terhadap beban umumnya dijadikan sebagai pendukung daya guna yang dihasilkan oleh generator listrik arus bolak-balik. Bentuk dukungan yang diberikan oleh generator arus searah kepada generator arus bolak-balik ialah fungsinya sebagai sumber penguat magnet. Generator arus searah menjadi generator pendukung bagi generator arus bolak-balik pada kondisi generator arus bolak-balik menjadi generator listrik yang utama pemakaiannya pada pembangkit listrik arus bolak-balik.

Motor arus searah 
Motor arus searah merupakan motor listrik yang berkemampuan untuk mengubah sumber energi listrik arus searah menjadi energi mekanis. Pengubahan ini melalui proses transformasi energi. Energi mekanis yang dihasilkan tersimpan sebagai putaran. Cara kerja motor arus searah didasari oleh pemakaian medan magnet. Motor arus searah mempunyai dua jenis kumparan yaitu kumparan medan dan kumparan jangkar. Masing-masing saling berinteraksi untuk membentuk fluks magnetik. Fluks magnet yang melakukan pengaliran dengan arah yang dimulai dari kutub utara ke kutub selatan dihasilkan oleh kumparan medan. Sementara itu, kumparan jangkar menimbulkan fluks magnetik dengan arah pengaliran yang berbentuk melingkar. Motor arus searah digunakan pada berbagai pengendalian kerja dengan tingkat perubahan kecepatandan beban kerja yang berbeda-beda. Motor arus searah dikenal juga sebagai motor traksi arus searah ketika berkaitan dengan transportasi rel.  Lokomotif atau kereta merupakan pengguna umum dari motor arus searah.

Mesin berdasarkan transformasi energi

Generator listrik 
Generator listrik adalah mesin yang digunakan untuk menghasilkan energi listrik dari sumber energi mekanis. Prinsip kerja dari generator listrik adalah induksi elektromagnetik. Berdasarkan jenis arus listriknya, generator dibagi menjadi generator arus searah dan generator arus bolak-balik. Perbedaan keduanya yaitu penggunaan komutator pada generator arus searah dan cincin selip pada generator arus bolak-balik.

Pemakaian umum 
Mesin listrik yang berbentuk generator listrik dan motor listrik telah digunakan dalam berbagai bidang kehidupan manusia. Generator listrik sudah lazim digunakan pada pembangkit listrik skala besar maupun pembangkit listrik skala lokal dan sederhana. Sementara motor listrik banyak digunakan pada perindustrian, alat transportasi dan rumah tangga.

Referensi

Catatan kaki

Daftar pustaka 

 
 
 

Mesin listrik
Mesin konversi energi