Rumus pada Generator Listrik beserta Contoh Soal

GuruOnlinee.com – Halo sobat cerdas, dalam artikel ini kita akan membahas tentang Generator. Apa sih itu Generator? Apa saja rumus fisika yang ada pada Generator Listrik? Lalu bagaimana menjawab soal-soal terkait Generator? Untuk menjawabnya, yuk simak penjelasan berikut!

A. Pengertian Generator

Generator adalah alat yang dapat merubah energi mekanik (gerak) menjadi energi listrik. Energi mekanik dibutuhkan untuk memutar poros generator agar terjadi perubahan induksi magnetik pada kumparan. Biasanya energi mekanik diperoleh dari energi angin, energi air (air mengalir/air terjun), turbin uap, dan sebagainya.

Generator bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik, yaitu kumparan berputar dalam medan magnet sehingga terjadi perubahan fluks magnetik yang menyebabkan timbulnya GGL (Gaya Gerak Listrik) induksi. Hal tersebut ditemukan oleh Michael Faraday dan Joseph Henry pada tahun 1831, mereka mengemukakan bahwa perubahan medan magnet dapat menghasilkan arus listrik.

Berikut faktor-faktor yang mempengaruhi nilai GGL induksi (beda potensial) adalah sebagai berikut:

1. Jumlah lilitan, semakin banyak jumlah lilitannya, maka GGL induksi yang timbul juga semakin besar.
2. Kekuatan magnet, semakin kuat kemagnetannya, maka GGL induksi yang timbul juga semakin besar.
3. Kecepatan perubahan medan magnet, semakin cepat perubahan medan magnet, maka GGL induksi yang timbul semakin besar.

Generator Listrik ada dua jenis yaitu Generator AC (Arus Bolak-balik) dan Generator DC (Arus Searah).

Berikut gambar produk generator listrik portible.

B. Generator AC (Arus Bolak-balik)

Genertor AC (Alternating Current) adalah generator yang digunakan untuk menghasilkan arus listrik bolak-balik. Generator AC sederhana terdiri dari sebuah kumparan yang diputar dalam medan magnet, seperti pada gambar 2 di bawah. Ketika kumparan diputar maka jumlah garis-garis medan magnet akan berubah-ubah sehingga menghasilkan Gaya Gerak Listrik (Beda potensial).

Berikut gambar skema generator AC:

Adapun besar nilai GGL induksi AC yang dibangkitkan oleh generator AC dapat diketahui dengan menggunakan rumus:

Apabila loop/kumparan diputar dengan kecepatan sudut dan , maka persamaan di atas dapat ditulis menjadi:

Jika GGL induksi maksimum antara ujung-ujung kumparan sama dengan , maka persamaannya dapat ditulis menjadi:

GGL induksi yang dihasilkan oleh loop berubah terhadap waktu setiap satu periode .

C. Generator DC (Arus Searah)

Genertor DC (Direct Current) adalah generator yang digunakan untuk menghasilkan arus listrik searah. Generator DC sederhana umumnya sama seperti generator AC, namun yang membedakan keduanya adalah jenis sikatnya. Berikut skema generator DC:

Persamaan-persamaan pada generator DC sama seperti pada generator AC.

Contoh Soal

Sebuah generator memiliki kumparan yang terdiri dari 100 lilitan berbentuk persegi panjang dengan luas 0,04 m² . Kumparan tersebut bersumbu tegak lurus dengan medan magnet sebesar 2 T dan diputar dengan kecepatan sudut 60 rad/s. Tentukan ggl induksi yang timbul pada ujung-ujung kumparan selama 1 detik!

Demikianlah pembahasan kita terkait Generator Listrik. Terima kasih, semoga bermanfaat.