Peranan Utama Energi
Listrik
Penghantar
Dasar konversi energy listrik adalah ilmu yang mempelajari segala
permasalahan yang berhubungan dengan proses terjadinya konversi energy listrik
baik yang menyangkut sifat – sifat dan pemakaian piranti (alat) konversi yang
azaz kerjanya berdasarkan aliran electron dalam benda padat atau aliran
electron dalam konduktor.
Perananan Utama Energi Listrik.
- Dalam kehidupan sehari – hari
- Dalam bidang industry dan pabrik sebagai tenaga penggerak mesin – mesin produksi penerangan dan sebagainya.
- Dalam kehidupan rumah tangga sebagai salah satu kebutuhan pokok di samping kebutuhan sandang, pangan dan papan.
- Dalam Teknik Tenaga Listrik Dikenal Dua Macam Arus.
- Arus searah (Direct Current = DC)
- Arus bolak – balik (Alternating Current = AC)
Konversi energi baik dari energi listrik menjadi
energi mekanik (motor) maupun sebaliknya dari mekanik menjadi listrik
(generator) berlangsung melalui media medan magnet. Energi yang diubah dari
satu bentuk ke bentuk lainnya, sementara akan tersimpan pada media medan magnet
untuk kemudian dilepaskan menjadi bentuk energi lainnya. Dengan demikian medan
magnet selain berfungsi sebagai tempat penyimpanan energi juga sekaligus
sebagai media untuk menggandeng proses perubahan energi.
Energi yang diubah dari satu bentuk ke bentuk lain akan disimpan sementara
pada media medan magnet untuk kemudian dilepaskan menjadi energi bentuk lainnya
dan secara matematika dinyatakan oleh persamaan diferensial
3.2 Pengadaan Energi Listrik.
Dalam teknik tenaga listrik, baik
itu arus searah maupun arus bolak – balik di kenal
system pengadaan energy listrik
sebagai berikut:
1. Pembangkit.
Sebagai sumber tenaga listrik yang antara lain berupa :
PLTA, PLTU, PLTG, PLTN dan sebagainya.
Pada pembangkit peralatan utama terdiri dari generator dan turbin.
2. Gardu Induk.
Peralatan utamanya adalah Transfomator.
3. Transmisi:
Sebagai jaringan untuk menyalurkan tenaga listrik dari pembangkit ke beban
atau ke jaringan distribusi.
4. Distribusi
Tenaga
listrik dalam pusat-pusat tenaga listrik seperti PLTA, PLTU, PLTP, PLTP dan
PLTD, kemudian disalurkan melalui saluran transmisi setelah terlebih dahulu
dinaikkan tegangannya oleh transformator penaik tegangan yang ada dipusat
listrik. Saluran tegangan tinggi yang biasanya digunakan oleh PLN adalah 66 Kv,
150 Kv dan 500 kv.
Dari saluran transmisi, tenaga listrik akan disalurkan ke
gardu induk (GI). Di gardu induk tegangan akan diturunkan menjadi 20 kv. Setelah
tegangannya diturunkan maka akan diteruskan lagi menuju saluran
distribusi.Setelah melalui jaringan
distribusi, maka tenaga listrik akan diturunkan tegangannya dalam gardu-gardu
distribusi menjadi tegangan rendah dengan tegangan 220/380 volt.
Hal tersebut digambarkan seperti gambar dibawah ini.
Gambar 2. Skema pusat listrik yang dihubungkan melalui transmisi ke gardu
induk
Keterangan
: G : Generarator P.S : Pemakaian sendiri
T.T
: Tegangan tinggi T.M : Tegangan menengah
Sebagai jaringan yang menyalurkan tenaga listrik ke konsumen atau pemakai. Sistem
Pengadaan Energi Listrik Dapat Digambarkan Sebagai Berikut:
Elemen system tenaga seperti
gambar single line diagram di atas terdiri dari:
1. Turbin
2. Generator.
3. Basbar
4. Gardu Induk Step Up
5. Jaringan Transmisi
_ Tegangan tinggi (TT) JTT
_ Tegangan menengah (TM) JTM
6. Gardu Induk step down
7. Jaringan Transmisi teganagn
menengah
8. Gardu Induk
9. Jaringan distribusi tegangan
rendah (JTR)
10. Feeder (beban).
3.3 Konversi Energi = Perubahan
Energi.
Salah satu aspek penting dalam
system tenaga adalah yang menyangkut konversi energy elektromekanik yaitu:
_ Konversi energy dari bentuk mekanik menjadi listrik
_ Konversi energy dari bentuk listrik menjadi mekanik
_ Konversi energy dari jaringan yang satu ke energy yang lain pada jaringan
berikutnya.
Konversi energy tersebut
berlangsung pada system tenaga melalui peralatan elektro magnetic
(electromagnet)yang disebut generator dan motor.
Pada
gambar a, mesin berfungsi sebagai generator di mana :
Po
: daya keluaran tenaga listrik arus searah;
Pi : daya masukan tenaga mekanik, gerak putar
rotasi, pada poros jangkar putar.
Pada
gambar b, mesin berfungsi sebagai motor dimana :
Po : daya output, tenaga mekanik, poros
jangkar berputar;
Pi : daya input, tenaga listrik, umparan
jangkar disuplai tenaga listrik.
Konstruksi
dan bentuk fisik motor arus searah adalah sama dengan generator arus searah.
Gaya Gerak Listrik
Apabila sebuah penghantar digerakkan tegak
lurus sejauh d, memotong suatu medan
magnet dengan kerapatan fluks B, maka
perubahan fluks pada penghantar dengan panjang efektif l ialah :
df
= B l ds
Dari
Hk. Faraday diketahui bahwa ggl :
e = df / dt.
Maka: e = B l
ds / dt; ds/dt = v = kecepatan
Persamaan
e = B l v dapat diartikan bahwa apabila dalam media medan magnet
diberikan energi mekanik (untuk menghasilkan kecepatan v), maka akan dibangkitkan energi listrik (e); dan ini prinsip dasar dari sebuah generator.
TORSI
Arus
listrik I yg dihasilkan di dalam
suatu medan magnet dengan kerapatan fluks B
akan menghasilkan suatu gaya F sebesar :
F
= B I l
Persamaan
ini merupakan prinsip sebuah motor, dimana terjadi proses perubahan energi
listrik menjadi energi mekanik. Bila jari-jari rotor adalah r, torsi yg dibangkitkan :
T
= F x r = B I l r
Pd
saat gaya F dibangkitkan, penghantar bergerak di dalam medan magnet dan seperti
diketahui akan menimbulkan tegangan listrik yg melawan tegangan penyebabnya.
Agar proses konversi energi listrik menjadi energi mekanik (motor) dapat
berlangsung, tegangan sumber harus lebih besar drpd tegangan listrik lawan.
Arus listrik (I) yg mengalir pd penghantar menyebabkan medan magnet akan
berinteraksi dg medan magnet yg telah ada (B). Interaksi medan magnet merupakan
gaya reaksi terhadap gaya mekanik yg diberikan. Agar konversi energi mekanik ke
energi listrik dapat berlangsung, gaya mekanik yg diberikan haruslah lebih
besar drpd gaya reaksi tadi.
3.4.
Dimana Motor Digunakan
Motor
listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya, memutar impeller
pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan, dll.
Motor
listrik digunakan juga
di rumah (mixer, bor listrik,
fan angin) dan di industri. Motor listrik
kadangkala disebut
“kuda kerja” nya industri sebab
diperkirakan bahwa motor-motor
menggunakan sekitar 70%
beban listrik total di industri.Dalam
memahami sebuah motor, penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban
motor.
Beban
mengacu kepada keluaran tenaga putar/ torque sesuai dengan kecepatan
yang diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok:
1.
Beban torque konstan adalah
beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan
operasinya namun torque nya tidak bervariasi. Contoh beban dengan torque
konstan adalah conveyors, rotary kilns, dan pompa displacement konstan.
2.
Beban dengan variabel
torque adalah beban dengan torque yang
bervariasi dengan kecepatan operasi. Contoh beban dengan variabel torque adalah
pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan).
3.
Beban dengan energi
konstan adalah beban dengan permintaan torque
yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan. Contoh untuk beban
dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesin.
Bagaimana
sebuah motor bekerja
Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor
secara umum sama
Arus
listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya
Jika
kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran/loop, maka
kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan
gaya pada arah yang berlawanan
Pasangan
gaya menghasilkan tenaga putar/ torque untuk memutar kumparan.
Motor-motor
memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran
yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik
yang disebut kumparan medan.
No comments:
Post a Comment