Mesin Listrik 2 Medan Listrik dan Medan Magnet Medan listrik Gaya listrik per satuan muatan Sebagai akibat beda potensial antara dua muatan titik Magnitudenya ditentukan oleh tegangan listrik yang ada

Medan magnet Kawasan disekitar sebuah penghantar yang dilalui arus Besarnya ditentukan oleh besar arus yang mengalir

Hukum Faraday : Apabila penghantar listrik dilalui oleh medan magnet yang berubah-ubah, maka pada penghantar tersebut akan timbul emf/ggl

Hukum induksi magnetik Faraday : emf yang dihasilkan rangkaian listrik tertutup sama dengan rata-rata perubahan gaya fluks. Gaya fluks (ф) = Nф dengan : N adalah jumlah putaran pada koil dan ф adalah fluks yang menghubungkannya. Pada banyak kasus, fluks ф tidak berkaitan dengan semua putaran dan semua putaran tidak berkaitan dengan fluks yang sama. Pada kondisi ini, penjumlahan semua fluks magnetik dengan putaran rangkaian magnetik menghasilkan nilai total jaringan fluks ф.

Total fluks sebesar : dengan Nk adalah jumlah putaran yang terhubung dengan fluks фk. Apabila terdapat perubahan nilai fluks pada koil, muncul emf yang dihasilkan di dalamnya dengan nilai sebesar:

Perubahan fluks dapat disebabkan oleh 3 hal. Koil tidak berubah terhadap fluks dan magnitudo fluks berubah terhadap waktu. Fluks tidak berubah terhadap waktu dan koil bergerak pada fluks tersebut. Kedua perubahan yang disebutkan di atas muncul bersamaan, artinya koil bergerak dalam waktu yang terus berjalan.

Koil yang tidak berubah dan fluks yang berubah terhadap waktu, dihasilkan emf transformator (pulsasional). Karena tidak ada gerakan yang terjadi, maka tidak ada konversi energi dan proses yang sebenarnya terjadi adalah transfer energi. Prinsip ini digunakan pada transformator yang menggunakan koil tetap dan fluks yang berubah terhadap waktu untuk transfer energi dari suatu level ke level lainnya. Pengaruh fluks dapat digunakan untuk menggambarkan emf yang dihasilkan pada konduktor yang bergerak pada medan stasioner yang konstan. Emf yang dibangkitkan pada konduktor yang bergerak dengan sudut yang tepat, seragam, stasioner diperoleh dengan:

e = – Blv dengan : B = kerapatan fluks, (Wb/m2 ) l = panjang konduktor (m) v = kecepatan (m/s) Emf yang dibangkitkan disebut dengan emf gerak karena dihasilkan dari pergerakan konduktor. Karena gerakan ikut berperan dalam membangkitkan emf ini, proses ini melibatkan konversi energi elektromagnetik. Prinsip ini dimanfaatkan pada mesin putar seperti mesin DC dan mesin sinkron.

Konduktor atau koil bergerak sepanjang medan magnetik stasioner yang berubah terhadap waktu (fluks). Proses ini meliputi transfer energi dan konversi energi. Prinsip ini digunakan pada mesin putar.

Hukum Ampere Hubungan antara arus i dan medan magnet B dapat didefinisikan sebagai : dengan adalah keliling lingkaran, maka persamaan di atas dapat ditulis menjadi :

Medan Magnet di Sekitar Sebuah Kawat Yang Panjang Garis-garis B untuk sebuah kawat silinder lurus yang panjang yang dialiri arus i merupakan lingkaran-lingkaran konsentris yang berpusat pada sumbu kawat dan B pada suatu jarak r dari sumbu adalah :

Dua Penghantar Yang Sejajar Gaya F per satuan panjang l pada konduktor yang dialiri arus i2 adalah :

Medan Magnet pada Sebuah Solenoida Solenoida adalah suatu lilitan kawat atau kumparan yang rapat, seperti yang ditunjukkan dalam gambar di bawah ini : Medan magnet B untuk sebuah solenoida diberikan oleh :

Dapat juga didefinisikan fluks ФB untuk medan magnet B sebagai : Sebuah toroida yang dapat digambarkan sebagai sebuah solenoida yang dibengkokkan

Menurut hukum Biot-Savart, maka besarnya dB adalah diberikan oleh :

Hukum Biot Savart. Nilai gaya yang dihasilkan berdasarkan interaksi antara medan magnet dan arus yang mengalir pada konduktor. Gaya elektromagnetik diperoleh dengan: F = Bli sin α (Newton) dengan : B = kerapatan fluks, Wb/m2 (T) l = panjang konduktor, m i = arus yang mengalir pada konduktor, A α = sudut antara arah arus dengan arah medan magnet

Arah gaya yang dihasilkan tegak lurus dengan arus dan medan magnet. Pada mesin listrik, medan magnet bersifat radial pada celah udara, artinya konduktor dan medan magnet tegak lurus satu sama lain dan α = 90o. sehingga F = Bli

Referensi : Cachran, P.L., 1989, Polyphase Induction Motors, marcel Dekker, Inc, New York Fitzgerald, A.E., 1992, Mesin-mesin Listrik, Erlangga, Jakarta stigant, s.A., 1976, The J & P Transformer Book, 10th Edition, Newnes-Butterworths, London Tarboux, 1949, Alternating Current Machinery, first edition , The haddon Craftsmen, Inc, pennsylvania