Kebutuhan aliran listrik memang sangat penting untuk keberlangsungan hidup saat ini. Di dalam aliran listrik tersebut ternyata terdapat berbagai macam arus listrik yang bekerja secara bolak-balik dalam rangkaian listrik. Untuk salah satu contohnya adalah prinsip kerja generator AC.
Energi listrik ini nantinya bisa berubah ke energi lainnya seperti menjadi energi gerak, energi panas, dan lainnya. Dan ternyata sebaliknya, energi gerak juga bisa diubah menjadi energi listrik dengan generator yang mana sama-sama membantu kehidupan manusia.
Melihat cara kerjanya mungkin akan terlihat cukup rumit namun juga menarik untuk dipelajari. Bagaimana prinsip kerja dari generator pada listrik? Contohnya saja AC apakah bisa bekerja sendiri untuk menghantarkan listrik?
Agar tidak penasaran dengan jawabannya maka bisa melihat pada penjelasan menarik di bawah ini.
Mengenal Generator AC
Jika melihat dari singkatannya AC adalah Alternating Current atau arus listrik AC ini merupakan arus dengan arah bolak-balik yang ada pada rangkaian listrik. Dan sebenarnya di arus listrik juga terdapat generator DC yang mana mengalir dari kutub positif ke negatif saja.
Bisa dibedakan bahwa untuk rangkaian listrik AC ini arusnya bergerak periodik bolak-balik dan tidak hanya satu arah. Karena arus bolak-balik tersebut maka nilai arus yang dihasilkan bisa saja positif dan negatif.
Terdapat gambar grafiknya sendiri yang bisa dinilai sehingga membentuk sebuah gelombang sinusoidal dengan nilai frekuensi tertentu, seperti di bawah ini:
Arus ini memiliki sebuah ciri-ciri yang unik dan sifatnya sangat berbeda dengan generator DC, seperti:
- Arus yang ditransfer oleh generator AC ini sangat aman dilakukan untuk jarak jauh tanpa harus kehilangan dayanya.
- Frekuensi yang dimiliki oleh arus AC berkisar pada 50hz sampai dengan 60hz yang mana bisa membentuk gelombang sempurna.
- Pada konduktor, arus AC bisa bergerak berbalik arah dari selatan ke utara dan sebaliknya berbeda dengan arus DC.
- Sangat cocok digunakan pada instalasi listrik dengan skala yang sangat luas.
Tidak jarang bisa ditemukan arus AC ini untuk listrik yang sangat besar dan skala luas. Contohnya saja seperti penggunaan PLN, dan lainnya.
Komponen-Komponen Generator AC
Untuk mendukung prinsip kerja generator AC ini terdapat dua komponen utama yang digunakan, yaitu:
1. Stator (Permanent Magnet)
Pertama adalah stator yang merupakan komponen dengan tugas menghasilkan sebuah medan magnet. Dan untuk prinsip kerjanya sendiri sifatnya diam atau statis dan memiliki sebuah celah udara seperti medan magnet.
Stator memiliki peran yang cukup penting yaitu sebagai penerima pergerakan dari elektron yang diciptakan oleh komponen lainnya.
2. Rotor (Coil Copper Wire)
Selanjutnya adalah rotor yang merupakan komponen dengan sifatnya berputar atau rotating pada dalam dan tengah medan magnet. Rotor sendiri merupakan kumparan yang terlilit di core dengan letak pada celah udara yang ada di stator.
Rotor akan menciptakan sebuah medan magnet yang nantinya berputar pada kumparan listrik. Untuk medan magnet juga bisa diciptakan dengan permanent magnet yang mana generator bisa menghasilkan arus AC.
Prinsip Kerja Generator AC pada Listrik
Generator listrik AC bisa dikatakan bahwa memiliki prinsip kerja yang sama dengan generator DC. Yaitu, prinsipnya dengan menggunakan elektromagnetik sehingga komponennya bisa membuat arus listrik yang dibangkitkan berupa arus bolak-balik.
Gaya elektromagnetik ini pada saat ada konduktor yang bergerak pada medan magnet maka akan tercipta aliran listrik. Aliran listrik tersebut mengalir ke konduktor tersebut sehingga arus listrik tercipta.
Dan pada dasarnya menggunakan sebuah hukum Faraday untuk prinsip kerjanya. Yang mana untuk hukum Faraday ini berbunyi “Pada saat medan magnet berputar terus menerus maka akan memotong kumparan yang membangkitkan beda potensial terhadap kumparan itu.”
Hukum ini membahas mengenai induksi elektromagnetik untuk fenomena dasar yang dapat diterapkan pda generator. Dengan begitu, akan terdapat perubahan garis gaya magnet di kumparan kawat tersebut dan membuat gaya gerak listrik.
Dalam hal ini, bisa dilihat pada aliran listriknya dibutuhkan sebuah medan magnet sehingga bisa berputar di dekat kumparan.
Pada saat magnet tersebut berputar maka kutub negatif dan positif pada magnet akan mulai bolak-balik. Dengan artian, arus listrik bisa bergerak dari posisi atas dan bawah serta sebaliknya. Yang ditimbulkan dari pergerakan ini adalah adanya potongan garis gaya magnet.
Dan arus ini disebut sebagai arus bolak balik dan merupakan prinsip kerja generator AC. Arus AC ini juga akan berfungsi untuk membentuk gelombang yang sempurna dengan satu jurang dan satu bukit. Aliran yang sempurna ini memiliki dua arah yang dibantu dengan komponen stator dan rotor.
Baca Juga: Ko Bisa Sih Generator Menghasilkan Energi Listrik.? – Cara Kerja Generator
Konstruksi Generator AC
Pada prinsip kerja generator AC memiliki dua komponen utama yaitu stator untuk medan magnet diam dan roto untuk kumparan berputar. Saat rotor berputar maka terdapat potongan garis gaya magnet dan menimbulkan aliran listrik.
Di dalam kumparan generator sederhana tersebut ada dua kabel yang memiliki fungsi positif dan negatif. Dimana untuk generator AC ini memiliki sebuah dua buah slip ring yang dapat dihubungkan kapa masing-masing ujung kumparan tersebut.
Pada desain ini terdapat kedua ujung kumparan yang tidak akan saling bersentuhan. Karena hanya akan terhubung dengan satu slip ring saja. Dengan begitu, pada saat kumparan berputar maka bisa menimbulkan aliran arus bolak-balik yang sesuai dengan kaidah fleming.
Metode ini merupakan metode mnemonic yang dapat digunakan untuk memudahkan dalam menentukan arah vektor yang terdapat pada 3 komponen. Komponen tersebut adalah gaya gerak kumparan kawat, arah arus listrik, serta arah medan magnet. Gambarannya bisa dilihat di bawah ini:
Gerakannya sendiri terdapat pada satu sisi kumparan yang bisa naik turun pada saat berputar. Hal ini yang membuat ujung kumparan bisa menjadi sebuah kabel positif maupun negatif.
Karakter Generator Arus Listrik AC
Untuk memahami arus listrik ini dengan baik maka bisa melihat dari karakternya yang cukup unik, yaitu:
1. Nilai Arus Fluktuatif
Nilai arus yang dihasilkan oleh generator ini bisa dikatakan cukup fluktuatif yaitu bisa positif dan negatif. Untuk setiap posisi kawat angker tersebut juga memiliki arus dengan nilai yang berbeda-beda. Kemudian, akan memiliki nilai yang sama pada saat kawat angker rotor kembali ke posisi nol.
2. Frekuensi Listrik AC
Kemudian, untuk karakter unik lainnya ada pada frekuensi listrik AC yang dihasilkan. Untuk bentuk grafiknya sendiri adalah arus listrik dengan bentuk gelombang sinusoidal. Pada frekuensinya ini merupakan jumlah gelombang pada setiap satu detik (satuan Hertz).
Gambar di bawah ini diberikan untuk melihat gelombang voltase AC dari hasil satu putaran penuh kawat angker.
Kesimpulan
Prinsip kerja generator AC menggunakan prinsip elektromagnetik yang dibantu dengan komponen dasar seperti rotor dan stator. Arus listrik yang dihasilkan bisa bolak-balik dan tidak hanya satu arus saja. Nantinya jika sudah bekerja dengan baik bisa membantu keperluan listrik dalam skala besar dan luas.