Inilah Prinsip Kerja Generator AC (Arus Bolak-Balik)

Prinsip kerja generator AC (Alternating Current) atau arus bolak-balik memang penting untuk dikaji. Hal ini mengingat listrik telah menjadi bagian penting dalam kehidupan manusia. Dimana arus listrik dimanfaatkan sebagai sumber energi untuk menghidupkan berbagai macam peralatan listrik penunjang kebutuhan sehari-hari.

Mungkin Anda pernah bertanya, bagiamana cara PLN menghasilkan listrik? Jawabnya adalah PLN mengubah energi dari bentuk lain menjadi energi listrik. Seperti yang diketahui, arus listrik bisa diperoleh dari proses konversi energi. Misal dari energi panas, energi gerak, dan energi yang lain menjadi energi listrik. Lantas bagaimana cara mengonversi energi-energi tersebut menjadi energi listrik? Konversi listrik bisa terjadi salah satunya dengan memanfaatkan alat yang disebut generator listrik atau genset atau dinamo listrik.

Sebelum mengulas bagaimana prinsip kerja generator AC, tentu lebih baik bila mencoba mengenal apa itu generator lebih dulu. Generator adalah alat yang dapat menghasilkan arus listrik. Generator arus bolak-balik termasuk salah satu jenis generator yang banyak digunakan. Terutama di ranah industri dengan pemanfaatan untuk menggerakkan sejumlah mesin yang menggunakan arus listrik sebagai sumber penggerak utamanya.

Generator AC

Generator selanjutnya bisa dibedakan menjadi generator AC dan generator DC. Dimana arus listrik AC tidaklah sama dengan arus listrik DC. Arus listrik DC merupakan arus listrik yang mengalir dari kutub positif ke kutub negatif. Sementara arah arus listrik AC pada rangkaian listrik didapati bolak-balik dari kutub yang satu ke kutub yang lain secara periodik.

Generator AC atau yang sering disebut generator sinkron memiliki fungsi utama mengubah tenaga mekanis menjadi tenaga listrik arus bolak-balik. Generator jenis ini selanjutnya dibedakan menjadi dua jenis, diantaranya generator arus bolak-balik 1 fasa dan 3 fasa.

Generator AC terdiri atas dua bagian utama, yakni stator dan rotor. Stator adalah bagian diam dari generator yang berfungsi mengeluarkan tegangan bolak-balik.  Stator generator AC terdiri atas badan generator dari material baja. Fungsinya untuk melindungi bagian dalam dari generator, name plate generator, dan kotak terminal. Lain lagi dengan inti stator yang dibuat dari material ferromagnetik berlapis yang mana terdapat alur-alur tempat meletakkan lilitan stator. Lilitan stator itulah yang menjadi tempat utama menghasilkan tegangan. Sementara rotor adalah bagian bergerak yang menghasilkan medan magnet yang nantinya akan menginduksi stator. Rotor berbentuk salient atau kutub sepatu atau kutub dengan celah udara yang sama rata.

Image credit : Wikipedia

Prinsip Kerja Generator AC

Prinsip kerja generator listrik bisa dibilang cukup sederhana. Hal ini karena generator bekerja mengikuti hukum Farday. Hukum Faraday yang digunakan pada prinsip kerja generator AC menyatakan bila sebatang penghantar berada di suatu medan magnet yang berubah-ubah sehingga memotong garis gaya magnet, maka akan terbentuk suatu gaya gerak listrik pada ujung penghantar tersebut. Gaya gerak listrik tersebut selanjutnya disebut GGL yang memiliki satuan volt. Besar tegangan generator sangat bergantung pada kecepatan putaran, jumlah kawat pada kumparan yang memotong fluk, banyak fluk magnet yang dibangkitkan oleh medan magnet, dan juga konstruksi generator itu sendiri.

Image credit : Wikimedia

Saat dikaji kembali, sejatinya prinsip kerja generator AC dan generator DC tidak berbeda jauh. Akan tetapi, generator AC memanfaatkan sebuah komponen yang membuat arus listrik bergerak bolak-balik. Hal inilah yang memberi hasil berbeda dengan generator DC. Komponen yang membuat perbedaan tersebut dikenal sebagai slip ring yang mempunyai bentuk lingkaran penuh sehingga disebut pula sebagai cincin.

Adapun generator AC sederhana hadir dengan sebuah kumparan kawat dengan ujungnya dihubungkan ke cincin. Tepatnya ada dua cincin. Kedua cincin tersebut dihubungkan dengan sikat karbon dan setiap cincin menghubungkan ujung-ujung kawat penghantar. Saat cincin berputar sikat karbon tidak ikut berputar. Sikat karbon akan mengikat cincin pertama yang akan menghubungkan arus keluar dari kumparan. Di sisi lain sikat dari cincin kedua akan menarik arus masuk kembali ke kumparan.

Image credit : Wikimedia

Bila kumparan kawat diputar atau digerakkan dengan arah mengikuti jarum jam, maka kumparan didapati akan memotong garis gaya magnet. Kondisi tersebut menyebabkan terjadinya perubahan pada besar dan arah medan magnet yang menembus kumparan. Alhasil menghasilkan arus listrik pada kumparan.

Sebaliknya bila kumparan berada dalam kondisi sejajar dengan medan magnet, maka tidak akan ada arus yang diinduksikan untuk sementara waktu. Sementara waktu di sini berarti dalam rentang waktu yang cukup singkat, sehingga tidak bisa dirasakan. Saat kumparan kawat berotasi terus-menerus, arus akan diinduksikan kembali dengan arah berlawanan. Dimana arus akan keluar dari cincin kedua dan masuk ke cincin yang pertama. Selama perputaran itulah generator AC akan menghasilkan arus listrik dengan besar dan arah yang senantiasa berubah-ubah. Karenanya disebut sebagai pembangkit listrik bolak-balik. Demikianlah penjelasan prinsip kerja generator AC.

Baca Juga : Cara kerja Mesin Diesel

Leave a Reply