Pengertian Generator – Dalam kehidupan sehari-hari, tentunya kita sudah tak asing lagi dengan generator listrik. Biasanya, alat ini kemudian diperlukan dalam bangunan yang membutuhkan sumber listrik konstan, seperti diantaranya pada pabrik pengolahan limbah, hotel, bandara, dan rumah sakit. Dengan adanya generator, maka mampu mencegah diskontinuitas serta gangguan operasi bisnis. Generator listrik merupakan alat yang memproduksi energi listrik dari sumber energi mekanik, biasanya kemudian dengan menggunakan induksi elektromagnetik.
Sederhananya, generator adalah mesin dengan energi gerak (mekanik) yang mampu mengubah menjadi energi listrik (elektrik). Terdapat berbagai macam sumber energi gerak dari generator. Misalnya saja pada pembangkit listrik tenaga angin, generator ini dapat bergerak karena adanya angin yang menggerakkan kincir untuk dapat berputar. Lantas, apa saja fungsi generator serta bagaimana prinsip kerjanya? Simak ulasan lebih lengkapnya berikut ini:
Daftar Isi
Pengertian Generator
pixabay.com
Generator listrik merupakan mesin yang digunakan untuk menghasilkan energi listrik dari sumber energi mekanis. Prinsip kerja dari generator listrik diantaranya sebagai induksi elektromagnetik. Berdasarkan jenis arus listriknya, generator kemudian dibagi menjadi generator arus searah serta generator arus bolak-balik.
Perbedaan keduanya ada pada penggunaan komutator pada generator arus searah beserta cincin selip pada generator arus bolak-balik. Proses kerja generator listrik dikenal juga sebagai pembangkit listrik. Generator listrik juga memiliki banyak kesamaan dengan motor listrik, namun motor listrik adalah alat yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik.
Selain itu, generator juga mendorong muatan listrik untuk dapat bergerak melalui sebuah sirkuit listrik eksternal, namun generator tidak menciptakan listrik yang sudah ada di dalam lilitan kumparannya. Hal ini dapat dianalogikan dengan sebuah pompa air, yang kemudian menciptakan aliran air tetapi tidak menciptakan air di dalamnya.
Sumber energi mekanik kemudian dapat berupa resiprokal maupun turbin mesin uap, air yang jatuh melalui sebuah turbin atau kincir air, mesin pembakaran dalam, turbin angin, engkol tangan, energi surya juga matahari, udara yang dimampatkan, atau apa pun sumber energi mekanis yang lalu lalang.
Jenis Generator
1. Generator Arus Searah
Dasar kerja dari generator arus searah adalah terjadinya peristiwa induksi elektromagnetik. Generator arus searah juga dapat menghasilkan kegagalan induksi ke satu arah dengan mengubah bentuk cincin terminalnya. Cincin terminal dalam bentuk ini disebut juga sebagai cincin belah atau komutator.
Generator arus searah hanya akan menggunakan komutator satu cincin yang terbelah dua, sehingga kemudian menghasilkan arus searah, sedangkan generator arus bolak-balik memiliki dua cincin yang terpisah.
Ketika gaya gerak listrik timbul, maka kontak dengan rangkaian beban kemudian berganti terminal, sehingga tegangan keluaran hanya memiliki satu tanda serta menghasilkan arus searah. Penambahan jumlah kumparan yang kemudian dihubungkan ke komutator dengan cincin komutator yang terdiri dari beberapa segmen, serta mampu mengurangi riak pada tegangan listrik arus searah.
2. Generator Arus Bolak-balik
Sistem arus bolak-balik pertama kali dibuat oleh William Stanley di Great Barrington, Massachusetts. Proyek pembuatan sistem ini sendiri didanai oleh Westinghouse. Di saat yang bersamaan, sistem arus bolak-balik kemudian diperjualbelikan oleh Nikola Tesla.
Penggunaan arus bolak-balik tersebut terus meningkat setelah C.S. Bradley membuat generator bolak-balik 3 fasa pada tahun 1887. Generator arus bolak-balik tiga fasa ini memiliki daya guna yang tinggi, sehingga digunakan sebagai pembangkit listrik secara umum di dunia sejak tahun 1900 Masehi.
Generator arus bolak-balik ini terdiri dari suatu kumparan serta lilitan kawat yang diputar di dalam medan magnet. Bagian dalam generator arus bolak-balik ini disebut juga sebagai armatur. Isi armature adalah silinder besi yang digunakan sebagai tempat bagi kumparan kawat untuk dililitkan.
Selain itu, terminal generator juga memiliki dua cincin putar yang dihubungkan dengan beban listrik melalui bushing yang terbuat dari tembaga lunak. Medan magnet kemudian dibentuk oleh magnet permanen atau elektromagnet. Energi untuk memutar armatur dapat berupa tenaga manusia, pembakaran, ataupun pada energi potensial air
Prinsip Kerja Generator
Dalam jurnal yang diterbitkan oleh Politeknik Negeri Sriwijaya, dijelaskan bahwa prinsip dasar generator ialah arus bolak-balik. Prinsip generator juga menggunakan hukum Faraday yang menyatakan bahawa jika sebatang penghantar berada pada medan magnet yang berubah-ubah, maka pada penghantar ini akan terbentuk gaya gerak listrik. Besar tegangan generator kemudian akan sangat bergantung pada:
- Kecepatan putaran (N)
- Jumlah kawat di kumparan yang memotong fluks (Z)
- Banyaknya fluks magnet yang kemudian dibangkitkan oleh medan magnet (f)
- Konstruksi Generator
Dijelaskan pula jumlah kutub generator arus bolak-balik ini tergantung dari kecepatan rotor serta frekuensi dari GGL yang dibangkitkan. Hubungan tersebut ini dapat ditentukan dengan persamaan berikut: F = p.n/120 Keterangan: f = frekuensi tegangan (Hz) p = jumlah kutub pada rotor n = kecepatan rotor (rpm).
Sebagaimana kita ketahui bahwa generator listrik adalah perangkat yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik, maka generator tidak menciptakan energi listrik, melainkan hanya menggunakan energi mekanis yang dipasok untuk dapat menggerakkan muatan listrik.
Selain itu, prinsip kerja generator sinkron juga berdasarkan kepada induksi elektromagnetik, setelah rotor diputarkan oleh penggerak mula (prime mover), maka kutub-kutub pada rotor ini akan berputar secara otomatis. Apabila kumparan kutubnya disuplai oleh tegangan searah, maka pada permukaan kutub akan timbul medan magnet yang berputar.
Sementara itu, generator modern bekerja berdasarkan pada prinsip induksi elektromagnetik yang pertama kali ditemukan oleh Michael Faraday pada tahun 1831. Faraday juga menemukan bahwa aliran listrik ternyata dapat diinduksi dengan cara menggerakkan konduktor listrik, seperti pada kawat yang mengandung muatan listrik, ke dalam medan magnet.
Oleh sebab itu, gerakan ini dapat menciptakan perbedaan tegangan di antara kedua ujung kabel ataupun pada penghantar listrik, yang nantinya terjadi muatan listrik mengalir dan menghasilkan arus listrik.
Fungsi Generator
pixabay.com
Fungsi generator yang paling utama ialah menghasilkan energi elektrik dengan cara mengubah gaya gerak di dalamnya. Selain itu, banyaknya peralatan elektronik saat ini juga membuat generator memiliki banyak sekali fungsi. Adapun fungsi generator dalam kehidupan sehari-hari diantaranya adalah sebagai berikut:
1. Pembangkit Tenaga Listrik
Generator merupakan komponen utama yang mampu membangkitkan tenaga listrik. Adapun sumber energi yang digunakan bermacam-macam, seperti diantaranya air, matahari, gas alam, gelombang laut, angin, dan lain sebagainya. Dengan demikian, fungsi generator adalah membuat kita tidak mudah kehabisan energi listrik.
2. Sebagai Cadangan Listrik
Sebagaimana kita tahu, banyak sekali tempat-tempat umum yang kemudian menggunakan generator. Tentu saja, hal ini digunakan sebagai cadangan pasokan listrik. Beberapa tempat seperti diantaranya supermarket, hotel, hingga rumah sakit, menggunakan generator berupa genset untuk dapat menyimpan aliran listrik di dalamnya.
Dengan adanya generator, maka cadangan aliran listrik ini kemudian dapat membantu aktivitas sehari-sehari. Dengan begitu,, tak perlu khawatir lagi jika terjadi pemadaman listrik.
Pengembangan Generator
Sebelum hubungan di antara magnet dan listrik ditemukan, generator kemudian menggunakan prinsip elektrostatik. Mesin Wimshurst juga menggunakan induksi elektrostatik atau “influence”. Generator Van de Graaff yang menggunakan salah satu dari dua mekanisme:
- Penyaluran muatan dari elektrode voltase-tinggi
- Muatan yang dibuat oleh efek triboelektrisitas dengan menggunakan pemisahan dua insulator
1. Faraday
Generator 3 phase kedap suara terbuat sekitar 1831-1832 Michael Faraday kemudian menemukan bahwa perbedaan potensial ini dihasilkan antara ujung-ujung konduktor listrik yang bergerak dengan tegak lurus terhadap medan magnet. Dia juga membuat generator elektromagnetik pertama berdasarkan kepada efek ini dengan menggunakan cakram tembaga yang berputar di antara kutub magnet tapal kuda.
Proses ini juga menghasilkan arus searah yang kecil. Selain itu, desain alat yang dijuluki ‘cakram Faraday’ itu tak efisien dikarenakan oleh aliran arus listrik yang arahnya berlawanan pada bagian cakram yang tidak terkena pengaruh medan magnet. Arus yang diinduksi secara langsung di bawah magnet akan mengalir kembali ke bagian cakram di luar pengaruh medan magnet.
Arus balik itu juga membatasi tenaga yang dialirkan ke kawat penghantar serta menginduksi panas yang dihasilkan oleh cakram tembaga. Generator homopolar yang kemudian dikembangkan selanjutnya dapat menyelesaikan permasalahan ini dengan cara menggunakan sejumlah magnet yang disusun mengelilingi tepi cakram untuk dapat mempertahankan efek medan magnet yang stabil.
Kelemahan yang lain dari pengembangan generator ini adalah kecilnya tegangan listrik yang dihasilkan alat ini. Hal ini dapat terjadi karena jalur arus tunggal yang melalui fluks magnetik.
2. Dinamo
Dinamo sebagai generator listrik pertama yang mampu mengantarkan tenaga untuk industri, dan masih merupakan generator terpenting yang kemudian digunakan pada abad ke-21. Dinamo juga menggunakan prinsip elektromagnetisme untuk dapat mengubah putaran mekanik menjadi listrik arus bolak-balik.
Dinamo pertama ini berdasarkan prinsip Faraday dibuat pada 1832 oleh Hippolyte Pixii, seorang pembuat peralatan dari Prancis. Alat ini juga menggunakan magnet permanen yang diputar oleh sebuah “crank”.
Magnet yang berputar ini diletakkan sedemikian rupa sehingga kutub utara serta selatannya melewati sebongkah besi yang dibungkus dengan kawat. Pixii juga menemukan bahwa magnet yang berputar dengan memproduksi sebuah pulsa arus di kawat setiap kali sebuah kutub melewati kumparan.
Lebih jauh lagi, kutub utara serta selatan magnet menginduksi arus di arah yang berlawanan. Dengan menambah sebuah komutator, Pixii akan mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah.
Penutup
Dari semua pembahasan di atas dapat dikatakan bahwa generator adalah suatu mesin yang memiliki fungsi untuk menghasilkan energi listrik dan juga memberikan cadangan listrik. Oleh sebab itu, generator ini biasanya dimiliki oleh rumah sakit, pasar swalayan, dan sebagainya. Generator yang berfungsi untuk memberikan cadangan energi listrik biasanya dikenal dengan nama genset.
Demikian pembahasan tentang generator, mulai dari pengertian, fungsi, hingga prinsip kerjanya. Semoga semua pembahasan di atas bisa memberikan manfaat sekaligus menambah wawasan kamu.
Rekomendasi Buku-buku Terkait Fungsi Generator yang Wajib Kamu Baca
1. Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir Pilihan Terakhir
Buku ini merupakan kumpulan dari beberapa pemikiran yang ditulis oleh para pakar di bidangnya masing-masing, yang ada kaitannya dengan kebijakan Pemerintah tentang nuklir sebagai pilihan terakhir. Secara lebih khusus, pemikiran para pakar yang dibentangkan di dalam buku ini tentang ketersediaan dan kesiapan teknologi energi terbarukan yang dapat menggantikan energi fosil dan tentang teknologi dan keekonomian energi nuklir akan memperkuat kebijakan Pemerintah bahwa nuklir adalah pilihan terakhir bagi Indonesia.
2. Pembangkit Listrik Tenaga Mini & Mikro Hidro (PLTM & PLTMH)
Kebutuhan energi dewasa ini semakin besar. Dalam rentang 5 hingga 10 tahun ke depan dipastikan akan semakin meningkat. Terutama energi listrik yang akan bertambah secara signifikan dengan adanya pengembangan berbagai infrastruktur yang berbasis pada sumber energi listrik –seperti mobil listrik dan sebagainya. Kita memahami bahwa penyediaan energi listrik masih belum mencukupi kebutuhan masyarakat. Di samping itu, dengan adanya emisi karbon pembangkit listrik dan energi tak terbarukan, memberi kontribusi bagi polusi udara.
Dengan demikian energi alternatif serta energi baru dan terbarukan menjadi penting dan dibutuhkan. Sumber energi terbarukan di Indonesia sangat melimpah. Kita sudah mafhum bahwa air, angin, sinar matahari, panas bumi, tersedia dengan sangat banyak. Belum lagi biomassa, bagas tebu, limbah kelapa sawit, pengolahan kayu, minyak nabati, bioetanol dan biodiesel yang juga sangat besar volumenya. Yang diperlukan adalah teknologi dan intensifikasi untuk memanfaatkan semua potensi tersebut secara fungsional dan maksimal.
3. PLTMH (Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro)+DVD
Buku MPLTMH (Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro) dapat kamu dapatkan di toko buku Andi Publisher terdekat di kotamu atau dibeli melalui website toko buku online kami. Panduan Lengkap Membuat Pembangkit Listrik Mikrohidro ini ditulis sebagai upaya untuk memperkaya perbendaharaan kepustakaan bidang teknik elektro, khususnya bidang teknik tenaga mikrohidro. Buku ini memberikan penekanan utama pada bentuk pengelolaan hutan berbasis masyarakat (Community Based Forest Management) dengan tujuan mempererat hubungan antara hutan dan masyarakat sekitar hutan. Buku ini mengambil contoh-contoh sederhana dalam penerapan pada sistem pembangkit listrik tenaga mikrohidro itu sendiri. Sehingga penerapan konsep, teori dan metodenya dapat dengan mudah diaplikasikan. Diharapkan setelah selesai membaca buku ini, dapat diperoleh manfaat bagi semua pembaca, khususnya para penyuluh kehutanan, praktisi masyarakat luas yang tertarik dalam upaya pemberdayaan masyarakat sekitar hutan.
4. Praktik-Praktik Proteksi Sistem Tenaga Listrik
Buku ini membahas praktek-praktek sistem proteksi jaringan tenaga listrik dengan menggunakan rele-rele numeris yang disusun sedemikian rupa mulai pengenalan tentang dasar-dasar sistem proteksi, komunikasi, signaling dan intertripping, rele arus lebih unit proteksi, rele jarak dan aplikasi skema rele proteksi, uraian tentang reclosing otomatis, proteksi busbar, proteksi trafo daya termasuk sekilas uraian tentang proteksi reaktor dan kapasitor, jenis-jenis proteksi generator, sistem-sistem terbaru khususnya pada teknologi otomatisasi gardu induk dan berbagai pengujian rele dan komisioning yang juga perlu dipahami oleh para praktisi lapangan maupun mereka yang ingin berkecimpung pada proteksi jaringan sistem tenaga listrik. Proteksi dan kendali sistem tenaga merupakan subjek yang sangat kompleks dan memerlukan pemahaman yang baik tentang komponen sistem tenaga listrik dan berbagai kondisi abnormal yang dapat terjadi sebagai akibat hubung singkat maupun kegagalan peralatan. Kemajuan teknologi dan perkembangan prinsip-prinsip proteksi menuntut para profesional di bidang ini untuk terus bekerja dan memperbarui pengetahuannya.
Jika ingin mencari buku mengenai Generator maka kamu bisa mendapatkannya di gramedia.com. Untuk mendukung Grameds dalam menambah wawasan, Gramedia selalu menyediakan buku-buku berkualitas dan original agar Grameds memiliki informasi #LebihDenganMembaca.
Penulis: Sofyan
Sumber: Dari berbagai sumber
BACA JUGA:
- Sumber Energi Listrik & Alternatif yang Dapat Dikembangkan di Indonesia
- Muatan Listrik: Pengertian, Jenis, Ciri-Ciri, dan Rumusnya
- Penemu Listrik dan Sejarah Penemuan Listrik
- Pengertian Listrik Statis dan Cara Kerjanya hingga Manfaatnya
- Listrik Statis: Contoh, Manfaat, dan Bahaya yang Perlu Diketahui
