DARI MEKANIK MENJADI LISTRIK

1. DARI MEKANIK MENJADI LISTRIK PENDAHULUAN KONSEP DASAR EMISI ELEKTRON MACAM-MACAM PERKAKAS PRINSIP PRINSIP DASAR

2. PENDAHULUAN • Energi listrik adalah energi yg telah akrap dengan peradapan modern. • Konversi Energi yang paling sering dilakukan dlm kehidupan sehari-hari Konversi energi dari mekanik ke listrik. • Untuk itu membahas konversi energi mekanik ke listrik, adalah bahasan utama dalam teknik konversi energi • Pada umumnya konversi energi mekanik ke listrik diperlukan untuk pembangkit sumber energi. • Perkakas Konversi dari Mekanik ke Elektrik = GENERATOR

3. KONSEP DASAR EMISI ELEKTRON Konversi Energi mekanik ke listrik terjadi berdasar pemanfatan : • konsep emisi elektron sekunder dan • konsep emisi elektron medan listrik.

4. KONSEP DASAR EMISI ELEKTRON • Emisi Medan Listrik (Field Emission)Pada katoda dikenakan medan listrik yang cukup besar sehingga tarikan yang terjadi dari medan listrik pada elektron menyebabkan elektron memiliki energi yang cukup untuk lompat keluar dari permukaan katoda.

5. KONSEP DASAR EMISI ELEKTRONEmisi Medan Listrik

6. KONSEP DASAR EMISI ELEKTRONEmisi Sekunder • energi yang menjadi penyebab lepasnya elektron datang dalam bentuk energi mekanik yaitu energi yang diberikan dalam proses tumbukan antara elektron luar yang datang dengan elektron yang ada pada katoda

7. KONSEP DASAR EMISI ELEKTRONEmisi Sekunder

8. MACAM-MACAM PERKAKAS • GENERATOR ELEKTROSTATIK 1. Mesin Wimshurst 2. Generator Van de Graaff • GENERATOR ELEKTROMAGNETIK 1.Dinamo Faraday 2. Dinamo Gramme

9. GENERATOR ELEKTROSTATIK • GENERATOR adalah mesin pembangkit listrik (konversi dari energi mekanik ke listrik) • Sebelum hubungan antara magnet dan listrik ditemukan, generator menggunakan prinsip elektrostatik • Elektrostatik adalah cabang fisika yang berhadapan dengan gaya yang dikeluarkan oleh medan listrikstatik (yaitu, tidak berubah) kepada sebuah objek bermuatan.

10. GENERATOR ELEKTROSTATIK • Mesin Wimshurst adalah generator elektrostatik yg menggunakan induksi elektrostatik atau "influence“ (emisi sekunder) • Generator elektrostatik Van de Graaff menggunakan satu dari dua mekanisme: • Penyaluran muatan dari elektroda voltase-tinggi • Muatan yang dibuat oleh efek triboelectricmenggunakan pemisahan dua insulator

11. GENERATOR ELEKTROMAGNETIK • Pada 1831-1832Michael Faraday menemukan bahwa perbedaan potensial dihasilkan antara ujung-ujung konduktor listrik yang bergerak "perpendicular" terhadap medan magnet. Dia membuat generator elektromagnetik pertama berdasarkan efek ini, menggunakan disk "copper" berputar antara kutub magnet tapal kuda. Proses ini menghasilkan arus searah yang kecil

12. GENERATOR ELEKTROMAGNETIK • Dinamo Faraday adalah generator listrik pertama yang mampu mengantarkan tenaga untuk industri, dan masih merupakan generator terpenting yang digunakan pada abad 21. • Dinamo ini menggunakan prinsip elektromagnetis-me untuk mengubah putaran mekanik menjadi listrik arus bolak-balik. Pertama kali dibuat pada 1832 oleh Hippolyte Pixii, seorang pembuat alat Prancis. Alat ini menggunakan magnet permanen yang diputar oleh sebuah "crank".

13. GENERATOR ELEKTROMAGNETIK Dinamo Faraday….. • Magnet yang berputar diletakaan sedemikian rupa sehingga kutub utara dan selatannya melewati sebongkah besi yang dibungkus dengan kawat. • Pixii menemukan bahwa magnet yang berputar memproduksi sebuah pulsa arus di kawat setiap kali sebuah kutub melewati "coil". Lebih jauh lagi, kutub utara dan selatan magnet menginduksi arus di arah yang berlawanan. Dengan menambah sebuah komutator, Pixii dapat mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah

14. GENERATOR ELEKTROMAGNETIK • Dinamo Gramme adalah penyempurnaan dari Dinamo sebelumnya, karenakedua desain sebelum-nya mempunyai masalah yang sama : mereka me-nginduksi "spike" arus diikuti tanpa arus sama seka-li. • Antonio Pacinotti, seorang ilmuwan Italia, mem-perbaikinya dengan mengganti "coil" berputar dengan yang "toroidal", yang dia ciptakan dengan mebungkus cincin besi.

15. GENERATOR ELEKTROMAGNETIK Dinamo Gramme…. • Dengan demikian sebagian dari "coil" terus mele-wati magnet, membuat arus menjadi lancar. • Zénobe Gramme menciptakan kembali desain ini beberapa tahun kemudian ketika mendesain pembangkit listrik komersial untuk pertama kalinya, di Paris pada 1870-an. Desainnya sekarang dikenal dengan nama dinamo Gramme. Beberapa versi dan peningkatan lain telah dibuat, tetapi konsep dasar dari memutar loop kawat yang tak pernah habis tetap berada di hati semua dinamo modern

16. PRINSIP DASAR • Prinsip dasar genartor elektromagnetik, memanfaatkan perubahan fluks medan magnit menimbulkan tegangan • v = - d(fluks)/dt • F = il x B (F=gaya, l= panjang kawat, i=arus yang mengalir di kawat l, B = fluks medan magnet, x operator cross vektor )

17. PRINSIP DASAR • Pada umumnya generator-generator kecil untuk mendapatkan tegangan yang memenuhi  cukup dengan magnet permanent. Walaupun magnetnya permanent tapi fluks di rotor berubah-ubah karena putaran. • Generator besar pada umumnya menggunakan elektromagnetik, tapi juga ada yang pakai magnet permanent di sisi exciter generatornya, hanya saja tegangannya disini memang cukup kecil < 100 Volt. • Satu hal lagi yang harus dicatat sifat kemagnetan magnet permanent dipenguruhi oleh temperatur, kalau temperaturnya tinggi kuat medan magnetnya akan berkurang.

18. TERIMA KASIH SEMOGA BERMANFAAT