Tinjauan Ontologi :
Kalau kita lihat secara mendalam, tentang hilangnya jawa pada manusia jawa seperti yang diramalkan Jaya baya dalam Jangka Jayabaya, tentu tidak masuk akal kalau kita tinjau secara logika karena itu adalah sebuah ramalan yang bisa dipertanyakan kebenarannya. Tetapi perlu diningat bahwa kebenaran adalah suatu hal yang relative, bisa saya mengatakan benar, tapi tentu beda dengan pendapat anda. Terkait dengan hal itu, maka “kelangan” (hilangnya) budaya jawa pada masyarakat jawa tentu sangat mengkhawatirkan. Jatidiri sebagai manusia jawa yang kita anggap sebagai budaya yang adi luhung sangat ironi sekali kalau kita melupakan jati diri kita sendiri. Apakah kita layak disebut sebagai keturunan jawa kalau kita kelangan jawa kita?

Tinjauan Epistimologi
Fenomena wong jawa kelangan jawane merupakan anggapan yang kalau kita hadapkan pada kenyataan adalah suatu asumsi yang mau tidak mau semua itu belum, sedang, atau telah terjadi.

Belum, dengan alasan kita masih melihat beberapa orang ataupun organisasi yang pelestarikan budaya jawa dalam kehidupan sehari-hari. Pelestarian situs, maupun adat yang masih dapat kita lihat walau hanya di beberapa daerah.

Sedang, karena menurut saya, itu hanyalah ramalan yang boleh diyakini dan boleh untuk tidak kita yakini. Masih ada harapan untuk kita bersama membudayakan budaya jawa tersebut dalam kehidupan sehari-hari. Perlunya pelestarian terhadap generasi muda secara umum, dan pada anak cucu kita pada khususnya adalah hal yang dapat dilakukan.

Telah, karena melihat kenyataan yang ada, minat generasi muda yang berusaha untuk melestarikan tersebut sangat jarang kita temui. Budaya jawa yang ada sekarang ini telah bergeser dari pakem yang sejatinya. Atau dengan kata lain telah terkontaminasi dengan budaya asing yang menyerang dengan berbagai cara.

Tinjauan Aksiologi

Amenangi jaman édanewuh-aya ing pambudimèlu édan nora tahanyèn tan milu anglakoniboya keduman mélikkaliren wekasanipundilalah karsa Alahbegja-begjané kang laliluwih begja kang éling lawan waspada Penggalan di atas adalah bait dalam Serat Kalatidha yang disusun oleh Raden Ngabei Ranggawarsito yang mengingatkan kita agar selalu ingat dan waspada. Tuntutan zaman memang menjadi momok yang ditakuti terhadap eksistensi Terjadinya fenomena yang dapat melunturkan akar budaya bangsa, tentu menjadi titik tolak pemikiran kita bersama. Akankah kebudayaan tersebut akan hilang ditelan zaman, dan menjadi suatu sejarah.

kita “pernah”
mempunyai basa krama inggil,
mempunyai unggah-ungguh,
mempunyai sedulur
kita
pernah

Jenis ini lebih dikenal dengan sebutan kulkas atau lemari es. Tipe dan kapasitasnya bermacam-macam, dan umumnya digunakan untuk rumah tangga. Fungsinya untuk mendinginkan minuman, mengawetkan bahan makanan, menhasilkan es. Suhu untuk lemari es dipertahankan 3o -100 C

1.2.1.2 Freezer

Jenis yang satu ini tidak berbeda dengan kulkas, hanya saja kapasitas lebih besar, dan suhunya lebih rendah.

1.2.1.3 Air Conditioner (AC)

Manusia selalu berusaha untuk membuat keadaan disekelilingnya menjadi lebih baik dan suasana lebih nyaman. Air Conditioner adalah salah satu yang dapat memenuhi kebutuhan itu. Dengan membuat keadaan menjadi lebih sejuk. Sesuai dengan namanya air conditioner berarti pengatur udara diperlukan sekurangnya 3 peraturan

a. Suhu udara

Adalah derajat panas atau dingin dari udara yang diukur dengan thermo-meter. Udara harus didinginkan untuk membuat suhu di dalam ruangan menjadi sejuk. Suhu kamar yang sejuk dan nyaman adalah 240 – 270 C

b. Kelembaban

Untuk mendapatkan udara yang sejuk dan nyaman di dalam ruangan, kita harus mengatur kelembaban udara dengan mengambil uap air dari udara atau menambahkan uap air pada udara yang mengalir di dalam ruangan. Jumlah uap air di dalam udara dinyatakan dengan %. Jadi AC selain dapat menyejukkan udara juga dapat membersihkan udara yang ada dalam ruangan. AC rumah tangga dapat dioperasikan dengan listrik satu phase pada 110 Volt atau 220 Volt. Kapasitas mulai 4.000 s/d 25.000 BTU/h.

1.2.1.4 Kipas Angin

Walaupun pada dasarnya peralatan yang satu ini tidak menghasilkan udara atau suhu yang dingin sebagaimana kulkas atau AC, tetapi putaran dan sistem kerjanya mirip dengan kerja dari kedua peralatan diatas.

BAB II

DASAR –DASAR MESIN PENDINGIN

2.1 Proses Dasar Terjadinya Dingin

Dingin merupakan hasil yang diciptakan oleh mesin pendingin terutama kulkas dan freezer. Sedangkan AC lebih ke keadaan sejuk. Proses terjadinya pendinginan yang diciptakan oleh mesin pendingin sebenarnya merupakan tiruan terjadinya dinginyang disebabkan oleh alam. Dan dingin sebenarnya merupakan suatu proses penguapan karena adanya panas akan menimbulkan udara dingin disekitarnya. Dingin terjadi karena adanya penguapan, dan penguapan berlangsung karena adanya panas.

2.2 Terjadinya Dingin Pada Ruang mesin

Proses dingin di dalam mesin pendingin karena adanya pemindahan panas. Setiap mesin pendingin mampu menghasilkan suhu dingin dengan cara menyerap panas dari udara yang ada dalam ruang pada mesin pendingin itu sendiri. Bahan yang digunakan untuk menghasilkan penguapan yang begitu cepat sehingga mampu menghasilkan udara dingin. Biasanya untuk keperluan ini digunakan gas Freon. Gas ini dalam sistem pendinginan memiliki bentuk yang berubah-ubah, yaitu dari bentuk cairan menjadi bentuk gas (uap). Pada kompresor, gas yang telah berubah menjadi uap tadi takanan dan panasnya dinaikkan untuk selanjutnya uap panas yan berasal dari gas itu diturunkan atau didinginkan pada bagian kondensor sampai membentuk cairan. Kemudian sesampainya pada evaporator cairan itu diturunkan tekanannya sehingga menguap dan menyerap panas yang ada di sekitarnya. Kemudian dalam bentuk uap refrigerant tadi dihisap kembali oleh bagian kompresor dan dikeluarkan lagi seperti semula. Proses seperti ini berlangsung secara berulang. Dalam sistem mesin pendingin jumlah refrigerant yang digunakan adalah tetap, yang berubah adalah bentuknya karena adanya proses seperti diatas.

2.3 Istilah – istilah Teknik di Bidang Pendinginan

2.3.1 Tekanan

Tekanan ialah gaya yang bekerja secara vertikal pada bidang datar luas 1 cm2, oleh benda padat, cair atau gas. Pada umumnya satuannya kg/cm2.

2.3.2 Temperatur / Suhu

Suhu adalah derajat panas atau tingkat kedinginan. Ukuran suhu dinyatakan dengan angka dan angka ini disebut derajat seperti 0C (derajat Celcius), 0F(derajat Fahrenheit)

2.3.3 Kalor (Panas)

Kalor adalah energi yang diterima oleh benda, sehingga suhu benda atau wujudnya berubah. Jika kalor dilepaskan suhu benda akan turun. Kalor adalah suatu bentuk energi yang dapat dipindahkan, tetapi tidak dapat dihilangkan. Kalor dapat diukur meskipun kita tidak melihatnya. Satuan dari kalor joule (J), Kalori , BTU.

2.3.4 Kalor Jenis

Kalor jenis suatu zat ialah jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kilo zat itu sebesar 10K atau satu derajat Kelvin. Bilangan kalor jenis dinyatakan dengan satuan K Cal/Kg 0C.

2.3.5 Panas Bebas

Umumnya, apabila memanaskan atau mendinginkan suatu benda, suhu dari benda tersebut mengalami perubahan. Panas yang mempengaruhi langsung pada suatu benda demikian disebut panas bebas.

2.3.6 Kalor Laten

Panas yang diperlukan untuk mengubah wujud zat dari padat menjadi cair, dan cair menjadi gas atau sebaliknya tanpa mengubah suhunya disebut kalor laten (panas laten). Satuan Kalor Laten : Joule, Kalori, BTU,

2.3.7 Kalor Sensibel

Kalor sensibel adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan atau menurunkan suhu suatu benda. Satuan dalam : Joule, Kalori, atau BTU.

2.3.8 Massa Jenis

Massa sebuah benda banyaknya zat atau materi yang dikandung suatu benda satuan Kg. Massa Jenis suatu zat ialah massa zat itu dibagi volumenya pada 00C. satuannya Kg/m3, Kg/l.

2.3.9 Bahan Pendingin (Refrigerant)

Refrigerant adalah suatu zat yang mudah menguap dan berfungsi sebagai penghantar panas dalam sirkulasi pada saluran instalasi mesin pendingin. Bahan pendingin (refrigerant) adalah suatu zat yang mudah berubah wujud dari gas menjadi cair atau sebaliknya. Dapat mengambil panas dari evaporator dan membuangnya di kondensor. Untuk instalasi Refrigerator/kulkas, AC dipakai freon R-12 atau R-22 sebagai refrigerant.

2.3.10 Effek Pendinginan

Adalah kemampuan membawa kalor dari bahan pendingin atau jumlah kalor yang dapat diserap oleh 1 pound bahan pendingin waktu mulai evaporator. Satuannya dalam K Cal/Kg.

2.3.11 Kapasitas Pendinginan

Untuk menyatakan efek pendinginan, banyaknya kalori panas yang di serap dalam satuan waktu dinyatakan dengan K Cal/Jam.

2.3.12 Frost

Bila kita mendinginkan udara terus-menerus, volume uap air dalam udara menjadi kecil, dan sebagian uap air yang menyentuh pada permukaan suatu benda yang rendah suhunya akan berbentuk embun-es yang halus. Peristiwa demikian disebut Frost.

2.3.13 Dingin

Dingin adalah suhunya rendah atau tidak ada panas. Dingin adalah akibat dari pengambilan kalor. Lemari es menghasilkan dingin dengan mengambil kalori dari bagian dalamnya. Lemari es tidak dapat menghilangkan kalor, tetapi dapat memindahkan melalui bahan pendingin.

2.3.14 Tekanan Maksimum, Temperatur Maksimum

Benda gas seperti freon, bila di beri tekanan dalam silinder tertutup di bawah suhu udara bebas, menjadi uap air jenuh dan akhirnya berubah menjadi cairan melalui fase pengembunan. Akan tetapi, bila suhu naik sampai suatu derajat, gas tersebut tidak mengembun lagi sekalipun di beri tekanan. Benda gas mempunyai batas kemampuan di mana sudah tidak berdaya untuk mengubah fase gas ke fase cair. Temperatur yang terdapat pada batas tersebut disebut temperatur maksimum dan tekanan pada gas yang terjadi pada batas tersebut dikatakan tekanan maksimum.

2.4 Dasar Termodinamika

2.4.1 Hukum Pertama Termodinamika

· Perubahan kalor dapat menghasilkan usaha dari perubahan energi dalam.

· Kalor yang masuk sistem menjelma sebagai penambahan energi dalam sistem

2.4.2 Hukum Kedua Termodinamika

* Kalor tidak mungkin berpindah dari sistem yang bersuhu rendah ke sistem yang bersuhu tinggi secara spontan.
* Tidak mungkin ada sembarang proses yang dapat memindahkan panas dari satu temperatur ke temperatur lain yang lebih tinggi.
* Panas yang diserap oleh suatu sistem tidak dapat diubah seluruhnya menjadi kerja mekanik pada suatu proses melingkar, ini berarti pastilah ada panas yang terbuang ke sekeliling secara percuma.

2.4.3 Entalpy

* Entalpy dari suatu sistem didefinisikan sebagai penjumlahan energi dalam dengan selisih hasil kali tekanan dan volume.
* Entalpy dapat didefinisikan kalor total dari panas bebas dan panas laten yang terdapat pada suatu benda. Harga entalpy dinyatakan dalam satuan K Cal?Kg.

2.5 Diagram Garis Molier dan Siklus Pendinginan

2.5.1 Diagram Garis Molier

Diagram ini menggambarkan hasil penyelidikan dalam sebuah garis yang disebut garis molier, yang dapat kita manfaatkan untuk menentukan kapasitas, tenaga dan sebagainya dari tiap komponen instalasi mesin pendingin guna perencanaan.

Jika kita menggambarkan sirkulasi bahan pendingin dalam instalasi pendingin pada diagram garis molier, akan terdapat garis persegi A, B, C, D.

1.Proses Kompresi Refrigeran

Titik A menyatakan keadaan gas refrigeran yang berada di tempat kompresor menghisap bahan pendingin, yang masih rendah tekanannya (pada tingkat P). Dari titik A-B

2. Proses Pengembunan

Gas refrigeran yang masuk ke dalam kondensor garis horisontal akan berubah dari tingkat gas menjadi cair. Perubahan dari tingkat gas menjadi cair karena didinginkan (membuang panas). Dari titik B-C

3. Proses Pengembangan

Bahan pendingin yang menjadi cair pada titik C, akan turun terus sampai titik ketika mengembang dalam kabut pada tepat kedudukan pipa kapiler/klep ekspansi.

4. Proses Penguapan

Refrigeran berupa kabut yang masuk ke dalam evaporator menarik panas dari molekul gas sekitarnya, sehingga entalpy bertambah. Dari titik D-A menggambarkan pertambahan entalpy dan perubahan fase dari cair ke gas.

BABIII

BAGIAN-BAGIAN PENTING MESIN PENDINGIN

3.1 BAGIAN – BAGIAN MESIN PENDINGIN

3.1.1 KOMPRESOR

Kompresor memompa bahan pendingin ke seluruh sistem. Gunanya adalah untuk menghisap gas tekanan rendah dan suhu terendah dari evaporator dan kemudian menekan/memampatkan gas tersebut, sehingga menjadi gas dengan tekanan dan suhu tinggi, lalu dialirkan ke kondensor. Jadi kerja kompresor adalah untuk

1. Menurunkan tekanan di evaporator, sehingga bahan pendingin cair di evaporator dapat menguap pada suhu yang lebih rendah dan menyerap lebih banyak panas dari sekitarnya.
2. Menghisap gas bahan pendingin dari evaporator, lalu menaikkan tekanan dan suhu gas bahan pendingin tersebut, dan mengalirkannya ke kondensor sehingga gas tersebut dapat mengembun dan memberikan panasnya pada medium yang mendinginkan kondensor.

Ada tiga macam kompresor yang banyak dipakai pada mesin-mesin pendingin yaitu :

1. Kompresor Torak, kompresinya dikerjakan oleh torak.
2. Kompresor Rotasi, kompresinya dikerjakan oleh blade atau vane dan roller
3. Kompresor Centrifugal, kompresor centrifugal tidak mempunyai alat-alat tersebut kompresi timbul akibat gaya centrifugal yang terjadi karena gas diputar oleh putaran yang tinggi kecepatannya dan impeller.

Ketiga macam kompresor mempunyai keunggulan masing-masing. Pemakaiannya ditentukan oleh besarnya kapasitas, penggunaannya, instalasinya dan jenis bahan pendingin yang dipakai.

3.1. 2 KONDENSOR

Kondensor adalah suatu alat untuk merubah bahan pendingin dari bentuk gas menjadi cair. Bahan pendingin dari kompresor dengan suhu dan tekanan tinggi, panasnya keluar melalui permukaan rusuk-rusuk kondensor ke udara. Sebagai akibat dari kehilangan panas, bahan pendingin gas mula-mula didinginkan menjadi gas jenuh, kemudian mengembun berubah menjadi cair.

3.1.3 EVAPORATOR

Evaporator adalah suatu alat dimana bahan pendingin menguap dari cair menjadi gas. Melalui perpindahan panas dari dinding – dindingnya, mengambil panas dari ruangan di sekitarnya ke dalam sistem, panas tersebut lalu di bawa ke kompresor dan dikeluarkan lagi oleh kondensor.

3.1.4 SARINGAN

Saringan untuk AC dibuat dari pipa tembaga berguna untuk menyaring kotoran-kotoran di dalam sistem, seperti : potongan timah, lumpur, karat, dan kotoran lainnya agar tidak masuk ke dalam pipa kapiler atau keran ekspansi. Saringan harus menyaring semua kotoran di dalam sistem, tetapi tidak boleh menyebabkan penurunan tekanan atau membuat sistem menjadi buntu.

3.1.5 PIPA KAPILER

Pipa kapiler gunanya adalah untuk :

1. Menurunkan tekanan bahan pendingin cair yang mengalir di dalam pipa tersebut.
2. Mengontrol atau mengatur jumlah bahan pendingin cair yang mengalir dari sisi tekanan tinggi ke sisi tekanan rendah.

3.1.6 KERAN EKSPANSI

Keran ekspansi ada 2 macam

1. Automatic Expasion Valve
2. Thermostatic Expansion Valve

Thermostatic Exspansion Valve lebih baik dan lebih banyak dipakai, tetapi pada AC hanya dipakai automatic expansion valve, maka disini kita hanya akan membicarakan automatic expansion valve saja. Gunanya untuk menurunkan cairan dan tekanan tekanan evaporator dalam batas-batas yang telah di tentukan dengan mengalirkan cairan bahan pendingin dalam jumlah yang tertentu ke dalam evaporator.

3.1.7 BAHAN PENDINGIN

Bahan pendingin adalah suatu zat yang mudah di rubah bentuknya dari gas menjadi cair atau sebaliknya, dipakai untuk mengambil panas dari evaporator dan membuangnya di kondensor. Bahan pendingin diantaranya yang dewasa ini banyak dan secara umum digunakan Refrigerant-11 (R-11), R-12, R-13, R-22.

3.1.8 MINYAK KOMPRESOR

Minyak kompresor untuk mesin-mesin pendingin harus mempunyai sifat-sifat yang khusus untuk keperluan ini. Minyak kompresor dipakai untuk melindungi dan melumasi bagian-bagian yang bergerak dari kompresor. Karena dalam kenyataan minyak kompresor selalu berhubungan, bahkan bercampur dengan bahan pendingin di dalam kompresor dan mengalir bersama-sama ke semua bagian dari sistem.Minyak harus tahan terhadap suhu dan tekanan yang tinggi dari kompresor dan tetap dapat memberikan pelumasan dan melindungi bagian-bagian kompresor yang bergerak agar jangan aus dan rusak.

3.2 ALAT – ALAT LISTRIK PADA AC

3.2.1 OPERATION CONTROL

Semua air conditioner mempunyai operation control atau kontrol panel yang terdiri dari 3 bagian :

1. Selector switch (pengatur hubungan) atau main switch. Macamnya ada 2 : Rotation Switch (putar) dan Push Switch (tekan). Fungsi dari keduanya adalah sama, untuk menjalankan fan saja atau menjalankan fan dari kompresor bersama-sama.

2. Thermostat (pengatur suhu), sering juga dinamakan Air temperatur control gunanya adalah : mengatur batas-batas suhu di dalam ruangan, mengatur lamanya kompresor berhenti, dan menghentikan, menjalankan kembali kompresor secara otomatis.

3. Ventilation control (pengatur aliran udara), ada yang berbentuk knop yang di putar atau batang yang digerakkan ke kanan/ ke kiri atau ke atas/ke bawah untuk mendapatkan kedudukan Close : tidak ada udara yang masuk atau ke luar, open : damper terbuka ke dalam untuk mengalirkan udara ke luar dari kamar, Fresh: damper terbuka ke luar, untuk mengalirkan udara segar dari luar masuk ke dalam kamar.

3.2.2 OVERLOAD MOTOR PROTECTOR (PENGAMAN MOTOR)

Dipasang untuk melindungi kompresor, yang memakai bi-metal dan heater. Bekerjanya dipengaruhi oleh amper yang terlalu besar dan panas dari motor atau kompresor. Bi-metal ini di hubungkan oleh kontak-kontak, yang dapat membuka kontaknya apabila amper yang lewat terlalu besar dan panas dari motor atau kompresor yang terlalu tinggi. Setelah lewat beberapa menit motor dan kompresor menjadi dingin, dan kontak-kontak dapat berhubungan kembali.

3.2.3 START CAPACITOR

Start capacitor direncanakan untuk dipakai dalam waktu yang singkat paling lama 3 detik dan tidak berulang-ulang. Biasanya hanya di perlukan waktu 1 detik untuk memutar motor yang besar sampai 7 hp, sangat jarang yang memerlukan waktu start sampai 3 detik. Pada kompresor hermetik, start capacitor harus dipakai dengan relay, untuk menghubungkan dan melepaskan kembali aliran listrik dari start capcitor.

3.2.4 RUN CAPACITOR

Run capacitor dapat memperbaiki effisiensi dengan mempertinggi atau memperbaiki faktor kerja dan menurunka amper. Menjalankan motor tanpa run capacitor yang tepat, dapat menurunkan kopel, faktor kerja, effisiensi, sedangkan ampernya naik. Run capacitor rusak dapat menyebabkan motor terbakar.

3.2.5 STARTING RELAY

Starting relay pada kompresor hermetik unit adalah suatu switch yang bekerja otomatis, berdasarkan magnit yang dibangkitkan untuk menghubungkan dan melepas hubungan listrik dari start capacitor atau lilitan bantu, setelah motor mencapai putaran penuh.

3.2.6 MOTOR LISTRIK UNTUK KOMPRESOR HERMETIK

Kompresor hermetik mempunyai motor listrik, dimana motor dan kompresor berada di dalam rumah yang tertutup rapat. Rotor dan motor menjadi satu dengan poros kompresor, maka jumlah putaran motor dan kompresor sama. Motor listrik satu phase untuk kompresor hermetik harus mempunyai starting kopel yang kuat dan effisiensi kerja yang baik. Motornya terutama mendapat pendinginan dari bahan pendingin yang dihisap dari evaporator, maka kompresor hermetik tidak boleh dijalankan untuk jangka waktu yang lama tanpa mendapat pendingin yang cukup

3.2.7 FAN MOTOR

Fan motor digunakan sebagai tenaga penggerak untuk memutar daun kipas atau blower untuk mengalirkan udara dingin dari evaporator dan untuk mendinginkan kondensor.

BAB IV

PRINSIP KERJA MESIN PENDINGIN

4.1 LEMARI ES (REFRIGERATOR)

Adalah suatu unit mesin pendingin dipergunakan dalam rumah tangga, untuk menyimpan bahan makanan atau minuman. Untuk menguapkan bahan pendingin di perlukan panas. Lemari es memanfaatkan sifat ini. Bahan pendingin yang digunakan sudah menguap pada suhu -200C. panas yang diperlukan untuk penguapan ini diambil dari ruang pendingin, karena itu suhu dalam ruangan ini akan turun. Penguapan berlangsung dalam evaportor yang ditempatkan dalam ruang pendingin. Karena sirkulasi udara, ruang pendingin ini akan menjadi dingin seluruhnya.

4.1.1 Cara Kerja Instalasi Mesin Kulkas

Setelah ke dalam kompresor diisi gas freon , maka gas itu dapat dikeluarkan kembali dari silinder oleh kompresor untuk diteruskan ke kondensor, setelah itu menuju saringan, setelah itu menuju ke pipa kapiler dan akan mengalami penahanan. Adanya penahanan ini akan menimbulkan suatu tekanan di dalam pipa kondensor. Sebagai akibatnya gas tersebut menjadi cairan di dalam pipa kondensor. Dari pipa kapiler cairan tersebut terus ke evaporator dan terus menguap untuk menyerap panas. Setelah menjadi gas terus dihisap lagi ke kompresor. Demilian siklus kembali terulang.

4.1.2 Jenis Aliran Udara Pendingin

Jenis aliran udara pada lemari es ada 2 macam

1. Secara alamiah tanpa fan motor, di dalam lemari es udara dingin pada bagian atas dekat evaporator mempunyai berat jenis lebih besar. Dari beratnya sendiri udara dingin akan mengalir ke bagian bawah lemari es. Udara panas pada bagian bawah lemari es karena berat jenisnya lebih kecil dan di desak oleh udara dingin dari atas, akan mengalir naik ke atas menuju evaporator. Udara panas oleh evaporator didinginkan menjadi dingin dan berat lalu mengalir ke bawah lagi. Demikianlah terjadi terus menerus secara alamiah.
2. Aliran udara di dalam lemari es dengan di tiup oleh fan motor, lemari es yang memakai fan motor, dapat terjadi sirkulasi udara dingin yang kuat dan merata ke semua bagian dari lemari es. Udara panas di dalam lemari es dihisap oleh fan motor lalu dialirkan melalui evaporator. Udara menjadi dingin dan oleh fan motor di dorong melalui saluran atau cerobong udara, di bagi merata ke semua bagian dalam lemari es.

4.2 Air Conditioner (AC)

Air conditioner atau alat pengkondisi udara membantu manusia memberikan udara sejuk dan menyediakan uap air yang dibutuhkan bagi tubuh. Air conditioner bentuknya lebih kecil dari lemari es, tetapi tenaga motor listrik sebagai penggerak yang diperlukan jauh lebih besar. Proses pendinginan yang harus dilakukan yaitu untuk menyejukkan udara dalam suatu ruangan luas atau kamar, adalah jauh lebih lebih besar dari pada lemari pendingin atau kulkas. Secara umum dapat dibedakan menjadi 2 jenis :

1. AC Window/ Jendela
2. AC Split

4.2.1 Prinsip Kerja AC

Prinsip kerja AC dapat dibagi 3 bagian :

1. Kerja bahan pendingin, Setelah ke dalam kompresor diisi gas freon , maka gas itu dapat dikeluarkan kembali dari silinder oleh kompresor untuk diteruskan ke kondensor, setelah itu menuju saringan, setelah itu menuju ke pipa kapiler dan akan mengalami penahanan. Adanya penahanan ini akan menimbulkan suatu tekanan di dalam pipa kondensor. Sebagai akibatnya gas tersebut menjadi cairan di dalam pipa kondensor. Dari pipa kapiler cairan tersebut terus ke evaporator dan terus menguap untuk menyerap panas. Setelah menjadi gas terus dihisap lagi ke kompresor. Demilian siklus kembali terulang.
2. Kerja Aliran Udara, kerja aliran udara ada 2 bagian yang terpisah yaitu : bagian muka atau bagian depan dan bagian belakang atau bagian yang panas. Bagian depan bagian dari evaporator merupakan bagian dingin, dimana fan menghembuskan udara meniup evaporator sehingga udara yang keluar dari bagian depan udara dingin. Sedangkan bagian belakang fan meniup kondensor untuk mendinginkan sehingga udara yang keluar udara panas dari kondensor.
3. Kerja Alat-alat Listrik, Alat-alat listrik dari AC adalah bagian-bagian yang paling banyak variasinya dan paling banyak menimbulkan gangguan-gangguan. Pada prinsipnya dapat dibagi dalam 2 bagian : fan motor dan kompresor dengan alat – alat pengaman dan pengaturnya.

Contoh:
Hipotesis: ada pengaruh kontras warna baju terhadap keputusan membeli di
kalangan wanita
Variabel bebas: kontras warna
Variabel tergantung: keputusan membeli
Variabel kontrol: wanita (jenis kelamin)
Pada kasus penelitian di atas variable kontrolnya jenis kelamin wanita. Asumsi
peneliti hanya wanita saja yang terpengaruh kontras warna baju jika mereka
ingin membelinya.
6. Variable pengganggu (intervening variable)
Variabel bebas, tergantung, kontrol dan moderat merupakan variable-variabel
kongkrit. Ketiga variable, yaitu variable bebas, kontrol dan moderat tersebut
dapat dimanipulasi oleh peneliti dan pengaruh ketiga varaibel tersebut dapat
dilihat atau diobservasi. Lain halnya dengan variable pengganggu, variable
tersebut bersifat hipotetikal       artinya secara kongkrit pengaruhnya tidak
kelihatan, tetapi secara teoritis dapat mempengaruhi hubungan antara varaibel
bebas dan tergantung yang sedang diteliti. Oleh karena itu, variable
pengganggu didefinisikan sebagai variabel yang secara teoritis mempengaruhi
hubungan varaibel yang sedang diteliti tetapi tidak dapat dilihat, diukur, dan
dimanipulasi; pengaruhnya harus disimpulkan dari pengaruh-pengaruh variabel
bebas dan variable moderat terhadap gejala yang sedang diteliti.
Contoh:
Hipotesis: Jika minat terhadap tugas meningkat, maka kinerja mengerjakan
tugas tersebut akan semakin meningkat
Variabel bebas: minat terhadap tugas
Variabel tergantung: kinerja dalam mengerjakan tugas
Variabel penganggu: proses belajar
Keterangan kasus di atas adalah sebagai berikut jika mahasiswa tertarik
terhadap tugas yang diberikan oleh dosen, maka hasilnya akan baik. Besar
kecilnya kinerja dipengaruhi oleh minat; sekalipun demikian hasil akhir
pengerjaan tugas tersebut dipengaruhi oleh factor mahasiswa belajar atau tidak
terlebih dahulu dalam mengerjakan tugas tersebut. Dengan minat yang tinggi
dan persiapan belajar yang baik, maka kinerjanya akan semakin besar.
Contoh 2:
Hipotesis: Layanan yang baik mempengaruhi kepuasan pelanggan
Variabel bebas: layanan yang baik
Variabel tergantung: kepuasan pelanggan
Variabel pengganggu: kualitas jasa / produk
Pada umumnya layanan yang baik akan memberikan kepuasan yang tinggi
terhadap pelanggan; sekalipun demikian kualitas jasa akan mempengaruhi
hubungan variabel layanan dengan variabel kepuasan. Layanan baik belum
tentu memberikan kepuasan kepada pelanggan jika kualitas jasanya atau
produknya rendah. Misalnya sebuah toko sepatu memberikan layanan yang
baik kepada pelanggannnya. Ketika seorang pembeli mengetahui bahwa
sepatunya sobek pada bagian tertentu maka tingkat kepuasannya akan turun.

Pada masa ini muncul pemikir – pemikir yang mendorong cara pendekatan yang sama sekali baru terhadap masalah – masalah manusia, seperti rasionalisme, dan empirisme. Berkembang beberapa paham yang menguatkan
kedudukan humanisme sebagai dasar dalam perkembangan hidup manusia dan
pengetahuan. Paham rasionalisme me-nyatakan bahwa akal merupakan alat
terpenting untuk memperoleh dan menguji penge-tahuan. Kedaulatan rasio diakui
sepenuhnya dengan menyisihkan pengetahuan indra. Menurut Rene Descartes (paham
rasionalisme dan skeptisme), pengetahuan yang benar harus berangkat dari
kepastian. Untuk memastikan kebenaran sesuatu, segala sesuatu harus diragukan
terlebih dahulu. Keragu-raguan membuat manusia bertanya/mencari ja-waban untuk
memperoleh kebenaran yang pasti (manusia harus berpikir rasional untuk mencapai
kebenaran).

Pada paham empirisme, segala sesuatu yang
ada dalam pikiran didahului oleh pengalaman indrawi. Pengetahuan dikembangkan dari pengalaman indra
secara konkrit dan bukan dari rasio.  Menurut
John Locke (empirisme dan naturalisme), pikiran awal-nya kosong. Isi pikiran (ide)
berasal dari pengalaman indrawi (lahiriah dan batiniah) ter-hadap substansi
(benda) di alam. David Hume (skeptisme dan empirisme) mengatakan ide atau
konsep didalam pikiran berasal dari persepsi (kesan terhadap pengalaman indra-wi)
dan gagasan (konsep makna dari kesan) terhadap suatu substansi, bukan dari substansinya.
Sementara menurut Francis Bacon, pengetahuan merupakan kekuatan un-tuk
menguasai alam.  Pengetahuan diperoleh
dengan metode induksi melalui eksperi-men dan observasi terhadap suatu fenomena
yang ingin dikaji.  Paham lainnya adalah
idealisme yang dianut Barkeley: ada disebabkan oleh adanya persepsi; dan paham
idealisme – kritisisme yang dikembangkan Imanuel Kant. Menurut Kant, hakikat
fisik adalah jiwa (spirit) dan pengetahuan adalah hasil pemikiran yang dihubungkan
dengan pengalaman indrawi. Paham ini menggabungkan konsep rasionalisme dengan
empiris-me.  Paham positive-empiris
(Aguste Comte) menyatakan bahwa realita berjalan sesuai dengan hukum alam
sehingga pernyataan pengetahuan harus bisa diamati, diulang, diu-kur, diuji dan
diramalkan. Sementara paham pragmatisme William James menyatakan kebenaran
suatu pernyataan diukur dari kriteria apakah pernyataan tersebut bersifat
fungsional (bermanfaat) dalam kehidupan praktis.  Pernyataan dianggap benar jika kon-sekuensi
dari pernyataan tersebut memiliki kegunaan praktis bagi manusia.

1.  Hardware conflict : terkadang sering terjadi hardware yang satu dengan yang lain tidak saling mendukung. Sebagai contoh motherboard ga support dengan VGA card, menyebabkan tampilan gambar menjadi kotak – kotak. Bahkan komputer jadi suka restart sendiri (bukan disebabkan oleh virus). Bisa juga disebabkan karena hardware tersebut tidak ter install dengan baik. Nah kalau mo lihat atau nge check hardware yang bermasalah coba klik Start trus Setting -> control panel -> System -> Device manager. Nah disana coba liat ada ngga tanda ! dalam segitiga kuning. Kalau ada berarti ada hardware mu yang bermasalah. Cara yang paling baik yaitu reinstall lagi driver untuk hardware tersebut. Atau gunakan tool untuk melihat software driver dari hardware tersebut apakah sudah benar.
2.  RAM yang jelek (hi..hi..hi..) terkadang sering membuat “blue screen”. Nah coba deh ganti RAM mu. Atau terkadang kesalahan yang ada 2 RAM yang mempunyai spesifikasi yang berbeda dipaksain dipasang pada satu komputer makanya kalau mo nambah RAM usahakan spesifikasi nya sama. Kalau perlu sama – sama dari satu pabrik sekalian.
3. BIOS, makanya sering kunjungi web pembuat BIOS nya. Trus cari update BIOS nya yah..
4. Hard Disk, sering gara-gara susunan file di dalam hard disk dah ga beraturan menyebabkan pc menjadi hang karena file nya entah ada di ujung sect0r entah di tengah, pokoknya ke acak – acak dah. Makanya sering lakukan Disk Defragment. Satu lagi kalau punya file atau data sering – sering di check masih berguna apa ngga. Kalau dah ga guna buang ajaaaaaaaa ke laut . Jangan lupa jalankan Disk Clean-Up sebulan sekali.
5. Fatal OE exception. Nih disebabkan video card yang ga support, coba ganti setting apperance nya. Kalau ga bisa juga tuh berarti VGA card nya harus diganti dengan VGA card yang lain baca petunjuk motherboard mengenai VGA card apa yg support.
6. Virus. Terkadang virus suka bikin pc kita jadi aneh bin ajaib. Makanya punya anti virus dengan real time protection.
7. Printer. Nge print file yang besar, sering membuat pc hang. Hal ini disebabkan karena setiap kita hendak nge print dokumen PC mengirimkan file tersebut ke memori yang ada di printer. Nah printer tuh cuma punya memori yang kecil. Kalau hal ini terjadi cabut dahulu kabel printer yang nyambung ke pc abis itu matiin printernya dan pencet tombol reset pada printer.
8. Software. Sebelum install software chek dulu apakah dia support dengan sistem operasi pc kita (apakah untuk MAc , windows 98, Win Xp). Check juga system requirment nya (apakah untuk P IV , P III, atau AMD)
9. Terlalu panas. Sering terjadi hardware tidak bekerja karena terlalu panas, tambahkan kipas lebih banyak lagi atau matiin PC
10. Power Supply. Supply listrik yang kurang juga dapat membuat PC jadi kurang baik untuk berfungsi. Sesuaikan daya pada Power Supply dengan kebutuhan listrik dari PC itu sendiri

Hanya saja, masih banyak pemilik situs web yang belum memanfaatkan mesin pencari sebagai mediator untuk mempopulerkan situs web yang dimiliki. Ada beragam alasan, yang paling utama karena tak mengerti cara agar situs web bisa masuk ke listing mesin pencari.

Padahal baik yahoo, google maupun msn sudah memudahkan proses pelistingan situs web agar terdaftar pada mesin pencari mereka. Yang utama, pastikan situs web yang akan didaftarkan ke mesin pencari, dalam kondisi aktif dan bisa diakses.
Yahoo

Untuk mendaftarkan situs web agar masuk ke dalam mesin pencari yahoo, pemilik situs web harus lebih dulu memiliki akun yahoo, email misalnya. Setelah memiliki akun yahoo, buka halaman utama yahoo dan lihat di bagian paling bawah (footer).

Pilih pada link bertuliskan suggest a site yang selanjutnya akan membuka halaman pemilihan cara pelistingan situs web. Yahoo memiliki beberapa alternatif untuk memasukkan situs web ke dalam mesin pencarinya, beberapa di antaranya berbayar.

Untuk mendaftarkan situs web ke dalam mesin pencari yahoo secara gratis, pilihlah pada submit your site for free. Bila belum login, yahoo akan meminta calon pendaftar untuk lebih dulu login ke layanan mereka.
Setelah login, anda akan dibawa ke halaman yang meminta untuk memasukkan alamat situs web dan tekan tombol bertuliskan submit url.

Sampai di sini, proses untuk pendaftaran situs web ke dalam mesin pencari yahoo telah selesai. Tetapi bukan berarti situs web sudah masuk ke mesin pencari yahoo lho. Ada jeda waktu lumayan lama sebelum situs web yang didaftarkan masuk ke mesin pencari mereka.

Google

Google adalah mesin pencari paling populer untuk saat ini, di samping yahoo. Google sebenarnya tidak mensyaratkan kepada pemilik situs web untuk mendaftarkan situs webnya untuk bisa masuk ke mesin pencari google. Soalnya mesin pencari google bekerja dengan sistem robot yang membaca semua artikel web yang aktif di internet secara otomatis.

Makin banyak konten, makin cepat pula kemungkinan untuk masuk ke mesin pencari google. Ada baiknya pula untuk menambahkan keyword dan meta-tag ke dalam situs web untuk memudahkan pembacaan oleh mesin pencari. Walaupun menurut google, dengan kemampuan mesin pencari mereka, pemilik situs web tak perlu lagi repot memasukkan keyword.

Tapi kalau tidak sabar untuk mendaftarkan situs web ke dalam mesin pencari google, bisa pula proses dilakukan secara manual. Ketik alamat url google.com/addurl pada browser internet. Tak perlu login ke google untuk mendaftarkan situs web. Cukup masukkan alamat situs web yang akan dimasukkan ke mesin pencari, disertai komentar mengenai situs web tersebut. Jangan lupa ada kode pengaman berupa susunan huruf yang mesti dimasukkan sebagai verifikasi.

Setelah proses selesai, sama seperti yahoo, pemilik situs web juga harus menunggu sampai google melakukan indexing atau pembacaan tiap-tiap artikel yang diregistrasikan, sebelum masuk ke dalam mesin pencari mereka.

MSN

Selain yahoo dan google, mesin pencari keluaran Microsoft yang dinamakan msn, ikut menjadi salah satu mesin pencari populer. Proses listing ke dalam mesin pencari msn sebenarnya sama dengan proses pada google, yang tidak membutuhkan adanya registrasi.

Tapi kalau tidak sabar, bisa juga dengan cara manual dengan mendaftarkannya melalui alamat url search.msn.com/docs/submit.aspx yang meminta kepada pemilik web untuk memasukkan kode karakter dan alamat situs web yang akan didaftarkan. Selanjutnya, tentu saja harus menunggu untuk masuk ke listing mesin pencari.

Bila sudah berhasil masuk ke dalam listing mesin pencari, ada baiknya untuk mempelajari trik agar mendapat ranking tinggi di mesin pencari atau diistilahkan dengan search engine optimization (SEO). Malah ada komunitas blogger di Indonesia yang memperlombakan SEO dengan nama Ngadutrafik 2007.

Pakai Jalan Pintas

Memasukkan situs web ke mesin pencari satu demi satu, cukup menyita waktu. Sebenarnya ada jalan pintas agar situs web masuk ke mesin pencari dengan waktu yang relatif lebih cepat, melalui jasa search engine submission.

Ada banyak layanan yang menawarkan cara cepat memasukkan situs web ke dalam mesin pencari, di antaranya oleh AddMe, Submit Expres dan banyak nama lainnya di internet. Melalui layanan yang mereka sediakan, pemilik situs web cukup sekali saja memasukkan data, selanjutnya tinggal memilih akan ke mesin pencari mana saja situs web yang dimiliki akan dimasukkan.

Layanan tersebut, ada yang gratis ada pula yang berbayar. Agar lebih hemat, gunakan saja layanan yang gratis. Walau jumlah mesin pencari yang direkomendasikan lebih sedikit, tetapi sebagai langkah awal, itu sudah cukup.

Biasanya, pengelola layanan tersebut hanya meminta pemilik web untuk mengisikan data berupa alamat situs web yang akan didaftarkan, email dan lokasi negara.

Layanan Submit Express versi gratisan, memasukkan listing ke enam mesin pencari populer termasuk google dan yahoo. Masih ditambah lagi dengan ikut memasukkan situs web yang didaftarkan ke 27 mesin pencari lainnya, hanya dengan satu proses klik.

Sedangkan AddMe versi gratisan, memberikan alternatif pilihan untuk 14 mesin pencari yang dipilih, dengan metode proses satu demi satu. Cara ini tetap lebih mudah ketimbang membuka satu demi satu situs web mesin pencari. Masih banyak lagi layanan untuk search engine submission yang bisa digunakan secara gratis, sesuai dengan keinginan.

Orang yang tidak tahu, dan tahu bahwa dirinya tidak tahu. Inilah orang yang bodoh sederhana yang mudah diobati, yaitu dengan pengajaran dan pendidikan. Kedua, orang tahu, dan dia tidak tahu bahwa dirinya tahu. Kaum sufi mengibaratkan orang ini sedang tertidur, maka ia harus dibangunkan dan disadarkan akan kelebihannya adar bermanfaat untuk dirinya dan orang lain.

Ketiga, orang tahu dan dia tahu bahwa dirinya tahu. Orang ini tergolomg kaum bijak yang harus diikuri dan dimintai pendapat serta wawasannya. Dan ..

Keempat, orang tidak tahu dan ia tidak tahu bahwa dirinya tidak tahu. Orang inilah yang disebut sedagai bodoh kuadrat, karena selain bodoh juga tidak tahu kalau dirinya bodoh. Pangkal penyakitnya ialah tidak tahu diri.

Maka golongan keempat inilah yang dimaksudkan oleh Isa al-Masih di atas. Malah lebih parah lagi apabila ditambah dengan sikap mengagumi diri sendiri dan merasa dirinya selalu benar, tidak pernah salah. Orang yang beriman secara benar senantiasa menyadari bahwa betapun hebatnya dia, namun ada yang Maha Hebat, yang mengatasi segala-galanya. Allah …..

Dari `Ali Ibnu Musa Al-Ridla, bersabda al-Masih as : “Sungguh aku telah mengobati orang-orang yang sakit, dan aku sembuhkan mereka dengan perkenaan Allah ; juga aku sembuhkan orang yang berpemyakit buta dam orang berpenyakit lepra dengan perkenaan Allah; juga aku telah aku obati orang-orang mati dan aku hiduokan kembali mereka dengan perkenaan Allah; kemudian aku obati orang namun aku tidak mampu menyembuhkannya !”. Maka beliaupun ditanya, ”Wahai ruh Allah, siapa orang dungu itu ?”. Beliau menjawab, “Yaitu :

 Orang yang kagum kepada pendapatnya sendiri dan dirinya sendiri,

Yang memandang semua keunggulan ada padanya dan tidak melihat beban (cacat) baginya

Yang memastikan semua kebenaran adalah untuk dirinya sendiri

Itulah orang-orang dungu yang tidak ada jalan untuk mengobatinya.

1.1.           Elemen Sistem Tenaga

Salah satu cara yang paling ekonomis, mudah dan aman untuk mengirimkan energi adalah melalui bentuk energi listrik. Pada pusat pembangkit, sumberdaya energi primer seperti bahan baker fosil (minyak, gas alam, dan batubara), hidro, panas bumi, dan nuklir diubah menjadi energi listrik. Generator sinkron mengubah energi mekanis yang dihasilkan pada poros turbin menjadi energi listrik.

Melalui transformator penaik tegangan (step-up transformer), energi listrik ini kemudian dikirimkan melalui saluran transmisi bertegangan tinggi menuju pusat-pusat beban. Peningkatan tegangan dimaksudkan untuk mengurangi jumlah arus yang mengalir pada saluran transmisi yang dengan demikian berarti rugi-rugi panas (heat-loss) I²R dapat dikurangi. Ketika saluran transmisi mencapai pusat beban, tegangan tersebut kembali diturunkan menjadi tegangan menengah, melalui transformator penurun tegangan (step-down transformer).

Di pusat-pusat beban yang terhubung dengan saluran distribusi, energi listrik ini diubah menjadi bentuk-bentuk energi terpakai lainnya seperti energi mekanis (motor), penerangan, pemanas, pendingin, dan sebagainya.

Satuan listrik :

Arus listrik (I) => ampere

Tegangan listrik (V) = beda potensial => volt

Tahanan (R) = resistansi => ohm

Reaktansi (X)=> ohm

Impedansi (Z)= R ± jX => ohm

Daya (S) = P ± jQ => volt ampere

Daya aktif (P) => watt

Daya reaktif (Q) => volt ampere reaktif

Energi (E) => watt-hour (watt-jam)

Faktor daya (cos j) => tidak ada satuan

1.2.           Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU)

Pembangkit listrik jenis ini memanfaatkan bahan bakar minyak, gas alam, atau batubara untuk membangkitkan panas dan uap pada BOILER. Uap ini kemudian dipergunakan untuk memutar turbin yang dikopelkan langsung dengan sebuah generator sinkron. Uap yang telah melalui turbin kemudian menjadi uap bertekanan dan bersuhu rendah. Uap ini kemudian dilewatkan melalui kondenser yang menyerap panas uap tersebut sehingga uap tersebut berubah menjadi air yang kemudian dipompakan kembali menuju boiler.

1.3.           Pusat Listrik Tenaga Gas (PLTG)

Sebagaimana halnya Pusat Listrik Tenaga Diesel, PLTG merupakan mesin dengan proses pembakaran dalam (internal combustion). Bahan baker berupa minyak atau gas alam dibakar di dalam ruang pembakar (combustor). Udara yang memasuki kompresor setelah mengalami tekanan bersama-sama dengan bahan baker disemprotkan ke ruang pembakar untuk melakukan proses pembakaran. Gas panas sebagai hasil pembakaran ini kemudian bekerja sebagai fluida yang memutar roda turbin yang terkopel dengan generator sinkron.

1.4.           Pusat Listrik Tenaga Nuklir (PLTN)

Pada reactor air tekan (pressurized water reactor) terdapat dua rangkaian yang seolah-olah terpisah. Pada rangkaian pertama bahan baker uranium-235 yang diperkaya dan tersusun dalam pipa-pipa berkelompok, disundut untuk menghasilkan panas dalam reactor. Karena air dalam bejana penuh, maka tidak terjadi pembentukan uap, melainkan air menjadi panas dan bertekanan. Air panas yang bertekanan tersebut kemudian mengalir ke rangkaian kedua melalui suatu generator uap yang terbuat dari baja. Generator uap ini kemudian menghasilkan uap yang memutar turbin dan proses selanjutnya mengikuti siklus tertutup sebagaimana berlangsung pada turbin uap PLTU.

1.5.           Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA)

Penggunaan tenaga air mungkin merupakan bentuk konversi energi tertua yang pernah dikenal manusia. Perbedaan vertical antara batas atas dengan batas bawah bendungan di mana terletak turbin air, dikenal sebagai tinggi terjun. Tinggi terjun ini mengakibatkan air yang mengalir akan memperoleh energi kinetic yang kemudian mendesak sudu-sudu turbin. Bergantung kepada tinggi terjun dan debit air, dikenal tiga macam turbin yaitu: Pelton, Francis dan Kaplan.

2.      DASAR ELEKTROMEKANIK

2.1.           Konversi Energi Elektromekanik

Konversi energi baik dari energi listrik menjadi energi mekanik (motor) maupun sebaliknya dari energi mekanik menjadi energi listrik (generator) berlangsung melalui medium medan magnet. Energi yang akan diubah dari satu system ke system lainnya, sementara akan tersimpan pada medium medan magnet untuk kemudian dilepaskan menjadi energi system lainnya. Dengan demikian, medan magnet di sini selain berfungsi sebagai tempat penyimpanan energi juga sekaligus sebagai medium untuk mengkopel perubahan energi.

Dengan mengingat hukum kekekalan energi, proses konversi energi elektromekanik dapat dinyatakan sebagai berikut (untuk motor):

(Energi Listrik sebagai input) = (Energi Mekanik sebagai output + Energi panas) + (Energi pada medan magnet dan rugi-rugi magnetic)

atau dalam persamaan differensial, konversi energi dari elektris ke mekanis adalah sebagai berikut:

dW_E = dW_M + dW_F

Ini hanya berlaku ketika proses konversi energi sedang berlangsung pada keadaan dinamis yang transient. Untuk keadaan tunak, dimana fluks merupakan harga yang konstan, maka

dW_F = 0

dW_E = dW_M

2.2.           Gaya Gerak Listrik

Apabila sebuah konduktor digerakkan tegak lurus sejauh ds memotong suatu medan magnet dengan kerapatan fluks B, maka perubahan fluks pada konduktor dengan panjang efektif l adalah:

df = B l ds

Dari Hukum Faraday diketahui bahwa gaya gerak listrik (ggl)

E = df/dt

Maka e = B l ds/dt; dimana ds/dt = v = kecepatan

Jadi, e = B l v

2.3.           Kopel

Arus listrik I yang dihasilkan di dalam suatu medan magnet dengan kerapatan fluks B akan menghasilkan suatu gaya F sebesar:

F = B I l

Jika jari-jari rotor adalah r, maka kopel yang dibangkitkan adalah

T = F r

Perlu diingat bahwa saat gaya F dibangkitkan, konduktor bergerak di dalam medan magnet da seperti diketahui akan menimbulkan gaya gerak listrik yang merupakan reaksi (lawan) terhadap tegangan penyebabnya. Agar proses konversi energi listrik menjadi energi mekanik (motor) dapat berlangsung, tegangan sumber harus lebih besar daripada gaya gerak listrik lawan.

Begitu pula, suatu gerak konduktor di dalam medan magnet akan membangkitkan tegangan e = B l V dan bila dihubungkan dengan beban, akan mengalir arus listrik I atau energi mekanik berubah menjadi energi listrik (generator). Arus listrik yang mengalir pada konduktor tadi merupakan medan magnet pula dan akan berinteraksi dengan medan magnet yang telah ada (B). Interaksi medan magnet merupakan gaya reaksi (lawan) terhadap gerak mekanik yang diberikan. Agar konversi energi mekanik ke energi listrik dapat berlangsung, energi mekanik yang diberikan haruslah lebih besar dari gaya reaksi tadi.

2.4.           Mesin Dinamik Elementer

Pada umumnya mesin dinamik terdiri atas bagian yang berputar disebut rotor dan bagian yang diam disebut stator. Di antara rotor dan stator terdapat celah udara. Stator merupakan kumparan medan yang berbentuk kutub sepatu dan rotor merupakan kumparan jangkar dengan belitan konduktor yang saling dihubungkan ujungnya (lihat gambar) untuk mendapatkan tegangan induksi (ggl).

Jika kumparan rotor diputar dengan arah berlawanan dari arah jarum jam, tegangan akan dibangkitkan dengan arah yang berlawanan pada kedua ujung rotor yang tidak dihubungkan.

Simulasi mesin dinamis (generator) dapat dilihat pada situs ini.

http://www.sciencejoywagon.com/physicszone/lesson/otherpub/wfendt/generatorengl.htm

2.5.           Interaksi Medan Magnet

Kerja suatu mesin dinamis dapat juga dilihat dari segi adanya interaksi antar medan magnet stator dan rotor, yaitu:

F = B I l

Seperti diketahui, arus listrik (I) pada persamaan di atas akan menimbulkan fluks juga di sekitar konduktor yang dilalui. Bila kerapatan fluks akibat arus listrik dinyatakan dengan B_s (pada stator), sedang kerapatan fluks akibat kumparan medan adalah B_r (pada rotor), maka dapat dituliskan:

T = K B_r B_s sin d

Dimana

d adalah sudut antara kedua sumbu medan magnet B_r dan B_s

K adalah konstanta l x r

Sudut d dikenal sebagai sudut kopel atau sudut daya dengan harga maksimum d = 90^o. Dengan menganggap B_r dan B_s sebagai fungsi arus rotor dan arus stator, persamaan kopel menjadi:

T = K I_r I_s sin d

Dengan demikian, kopel terjadi sebagai interaksi antara dua medan magnet atau dua arus.

2.6.           Derajat Listrik

Pada setiap satu kali putaran mesin, tegangan induksi yang ditimbulkan sudah menyelesaikan p/2 kali putaran. Maka untuk mesin 4 kutub, satu kali putaran mekanik mesin (360^o) berarti sama dengan dua kali putaran listrik (720^o). Persamaan umumnya adalah sebagai berikut:

q_e = (p/2) q_m

p = jumlah kutub mesin

q_e = sudut listrik

q_m = sudut mekanik

2.7.           Frekuensi

Dari persamaan di atas, diketahui bahwa untuk setiap satu siklus tegangan listrik yang dihasilkan, mesin telah menyelesaikan p/2 kali putaran. Karena itu frekuensi gelombang tegangan adalah:

f = (p/2) (n/60)

n = rotasi per menit

n/60 = rotasi perdetik

Kecepatan sinkron untuk mesin arus bolak-balik lazim dinyatakan dengan

n_s = 120 (f/p)

Jadi misalnya untuk generator sinkron yang bekerja dengan frekuensi 50 putaran per detik dan mempunyai jumlah kutub p=2, maka kecepatan berputar mesin tersebut adalah:

n_s = (120 x 50)/2 = 3000 rpm.

Sumber lainnya tentang elektromagnetik:

http://www.physics.uiowa.edu/~umallik/adventure/induction.htm

3.      MOTOR INDUKSI

Motor induksi merupakan motor arus bolak balik (ac) yang paling luas penggunaannya. Penamaannya berasal dari kenyataan bahwa arus rotor motor ini bukan diperoleh dari sumber tertentu, tetapi merupakan arus yang terinduksi sebagai akibat adanya perbedaan relative antara putaran rotor dengan medan putar (rotating magnetic field) yang dihasilkan oleh arus stator.

Belitan stator yang dihubungkan dengan suatu sumber tegangan tiga fasa akan menghasilkan medan magnet yang berputar dengan kecepatan sinkron (n_s = 120f/2p). Medan putar pada stator tersebut akan memotong konduktor-konduktor pada rotor, sehingga terinduksi arus; dan sesuai dengan Hukum Lentz, rotor pun akan ikut berputar mengikuti medan putar stator.

Perbedaan putaran relative antara stator dan rotor disebut slip. Bertambahnya beban, akan memperbesar kopel motor, yang oleh karenanya akan memperbesar pula arus induksi pada rotor, sehingga slip antara medan putar stator dan putaran rotor pun akan bertambah besar. Jadi , bila beban motor bertambah, putaran rotor cenderung menurun. Dikenal dua tipe motor induksi yaitu motor induksi dengan rotor belitan dan rotor sangkar.

Gambar motor induksi.

Sumber : http://www.automatedbuildings.com/news/jul01/art/abbd/abbd.htm

3.1.           Medan Putar

Sumber : http://www.tpub.com/doeelecscience/electricalscience2144.htm

Sebelum kita membahas bagaimana rotating magnetic field (medan putar) menyebabkan sebuah motor berputar, marilah kita tinjau bagaimana medan putar ini dihasilkan. Gambar berikut menunjukkan sebuah stator tiga fasa dengan suplai arus bolak balik tiga fasa pula.

Belitan stator terhubung wye (Y). Dua belitan pada masing-masing fasa dililitkan dalam arah yang sama. Sepanjang waktu, medan magnet yang dihasilkan oleh setiap fasa akan tergantung kepada arus yang mengalir melalui fasa tersebut. Jika arus listrik yang melalui fasa tersebut adalah nol (zero), maka medan magnet yang dihasilkan akan nol pula. Jika arus mengalir dengan harga maksimum, maka medan magnet berada pada harga maksimum pula. Karena arus yang mengalir pada system tiga fasa mempunyai perbedaan 120^o, maka medan magnet yang dihasilkan juga akan mempunyai perbedaan sudut sebesar 120^o pula.

Ketiga medan magnet yang dihasilkan akan membentuk satu medan, yang akan beraksi terhadap rotor. Untuk motor induksi, sebuah medan magnet diinduksikan kepada rotor sesuai dengan polaritas medan magnet pada stator. Karenanya, begitu medan magnet stator berputar, maka rotor juga berputar agar bersesuaian dengan medan magnet stator.

Gambar belitan stator tiga fasa.

Pada sepanjang waktu, medan magnet dari masing-masing fasa bergabung untuk menghasilkan medan magnet yang posisinya bergeser hingga beberapa derajat. Pada akhir satu siklus arus bolak balik, medan magnet tersebut telah bergeser hingga 360^o, atau satu putaran. Dan karena rotor juga mempunyai medan magnet berlawanan arah yang diinduksikan kepadanya, rotor juga akan berputar hingga satu putaran. Penjelasan mengenai ini dapat dilihat pada gambar selanjutnya.

Putaran medan magnet dijelaskan pada gambar di bawah dengan “menghentikan” medan tersebut pada enam posisi. Tiga posisi ditandai dengan interval 60o pada gelombang sinus yang mewakili arus yang mengalir pada tiga fasa A,B, dan C. Jika arus mengalir dalam suatu fasa adalah positif, medan magnet akan menimbulkan kutub utara pada kutub stator yang ditandai dengan A’, B’, dan C’.

Gambar putaran motor induksi dan medan putar.

Pada posisi T1, arus pada fasa C berada pada harga positif maksimumnya. Pada saat yang sama, arus pada fasa A dan B berada pada separuh harga negative maksimumnya. Medan magnet yang dihasilkan terbentuk secara vertical dengan arah ke bawah, dengan kekuatan medan maksimum terjadi sepanjang fasa C, antara kutub C (utara) dengan C’ (selatan). Medan magnet ini dibantu oleh medan-medan yang lebih lemah yang dihasilkan sepanjang fasa A dan B, dengan kutub-kutub A’ dan B’ menjadi kutub-kutub utara dan kutub-kutub A dan B menjadi kutub-kutub selatan.

Pada posisi T2, gelombang sinus arus telah berotasi sebanyak 60 derajat listrik. Pada posisi ini, arus dalam fasa A telah naik hingga harga negative maksimumnya. Arus pada fasa B mempunya arah yang berlawanan dan berada pada separuh harga maksimum positifnya. Begitu pula arus pada fasa C telah turun hingga separuh dari harga maksimum positifnya. Medan magnet yang dihasilkan terbentuk ke kiri arah bawah, dengan kekuatan medan maksimum sepanjang fasa A, antara kutub-kutub A’ (utara) dan A (selatan). Medan magnet ini dibantu oleh medan-medan yang lebih lemah yang timbul sepanjang fasa B dan C, dengan kutub-kutub B dan C menjadi kutub-kutub utara dan kutub-kutub B’ dan C’ menjadi kutub-kutub selatan. Di sini terlihat bahwa medan magnet pada stator motor secara fisik telah berputar sebanyak 60^o.

Pada posisi T3, gelombang sinus arus berputar lagi 60 derajat listrik dari posisi sebelumnya hingga total rotasi pada posisi ini sebesar 120 derajat listrik. Pada posisi ini, arus dalam fasa B telah naik hingga mencapai harga positif maksimumnya. Arus pada fasa A telah turun hingga separuh dari harga negative maksimumnya, sementara arus pada fasa C telah berbalik arah dan berada pada separuh harga negative maksimumnya pula. Medan magnet yang dihasilkan mengarah ke atas kiri, dengan kekuatan medan maksimum sepanjang fasa B, antara kutub B (utara) dan B’ (selatan). Medan magnet ini dibantu oleh medan-medan yang lebih lemah sepanjang fasa A dan C, dengan kutub-kutub A’ dan C’ menjadi kutub-kutub utara dan kutub-kutub A dan C menjadi kutub-kutub selatan. Sehingga terlihat di sini bahwa medan magnet pada stator telah berputar 60^o lagi dengan total putaran sebesar 120^o.

Pada posisi T4, gelombang sinus arus telah berotasi sebanyak 180 derajat listrik dari titik T1 sehingga hubungan antara arus-arus fasa adalah indentik dengan posisi T1 kecuali bahwa polaritasnya telah berbalik. Karena fasa C kembali pada harga maksimum, medan magnet yang dihasilkan sepanjang fasa C kembali berada pada harga maksimum, medan magnet yang dihasilkan sepanjang fasa C akan memiliki kekuatan medan maksimum. Meskipun demikian, dengan arus yang mengalir dalam arah yang berlawanan pada fasa C, medan magnet yang timbul mempunyai arah ke atas antara kutub C’ (utara) dan C (selatan). Terlihat bahwa medan magnet sekarang telah berotasi secara fisik sebanyak 180o dari posisi awalnya.

Pada posisi T5, fasa A berada pada harga positif maksimumnya, yang menghasilkan medan magnet ke arah atas sebelah kanan. Kembali, medan magnet secara fisik telah berputar 60^o dari titik sebelumnya sehingga total rotasi sebanyak 240^o. Pada titik T6, fasa B berada pada harga maksimum negative yang menghasilkan medan magnet ke arah bawah sebelah kanan. Medan magnet pun telah berotasi sebesar 60^o dari titik T5 sehingga total rotas adalah 300^o.

Akhirnya, pada titik T7, arus kembali ke polaritas dan nilai yang sama seperti pada Posisi T1. Karenanya, medan magnet yang dihasilkan pada posisi ini akan identik dengan pada posisi T1. Dari pembahasan ini, terlihat bahwa untuk satu putaran penuh gelombang sinus listrik (360^o), medan magnet yang timbul pada stator sebuah motor juga berotasi satu putaran penuh (360^o). Sehingga, dengan menerapkan tiga-fasa AC kepada tigfa belitan yang terpisah secara simetris sekitar stator, medan putar (rotating magnetic field) juga timbul.

3.2.           SLIP

Jika arus bolak balik dikenakan pada belitan stator dari sebuah motor induksi, sebuah medan putar timbul. Medan putar ini memotong batang rotor dan menginduksikan arus kepada rotor. Arah aliran arus ini dapat ditentukan dengan menggunakan aturan tangan kiri untuk generator.

Arus yang diinduksikan ini akan menghasilkan medan magnet di sekitar penghantar rotor, berlawanan polaritas dari medan stator, yang akan mengejar medan magnet pada stator. Karena medan pada stator terus menerus berputar, rotor tidak pernah dapat menyamakan posisi dengannya alias selalu tertinggal dan karenanya akan terus mengikuti putaran medan pada stator sebagaimana ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Gambar  Induction Motor

Dari penjelasan di atas, terlihat bahwa rotor pada motor induksi tidak pernah dapat berputar dengan kecepatan yang sama dengan kecepatan medan putar. Jika kecepatan rotor sama dengan keceparan medan putar stator, maka tidak ada gerak relatif antara keduanya, dan tidak akan ada induksi EMF kepada rotor. Tanpa induksi EMF ini, tidak akan ada interaksi medan yang diperlukan untuk menimbulkan gerak. Rotor, karenanya ahrus berputar dengan kecepatan yang lebih rendah dari kecepatan medan putar stator jika gerak relatif tersebut harus ada antara keduanya.

Persentase perbedaan antara kecepatan rotor dan kecepatan medan putar disebut dengan slip. Semakin kecil slip, semakin dekat pula kecepatan rotor dengan kecepatan medan putar. Persen slip dapat dicari menggunakan Equation (12-1).

dimana

N_S= kecepatan sinkron (rpm) N_R= kecepatan rotor (rpm)

Kecepatan medan putar atau kecepatan sinkron dari suatu motor dapat dicari dengan menggunakan Equation (12-2).

dimana

Contoh: Sebuah motor induksi dua kutub, 60 Hz, mempunyai kecepatan pada beban penuh sebesar 3554 rpm. Berapakah persentase slip pada beban penuh?

Solusi:

3.3.           Torque

Torque motor induksi AC tergantug kepada kekuatan medan rotor dan stator yang saling berinteraksi dan hubungan fasa antara keduanya. Torque dapat dihitung dengan Equation (12-3).

dimana

Selama operasi normal, K,   , dan cos  adalah konstan, sehingga torque berbanding lurus dengan arus rotor. Arus rotor meningkat dengan proporsi yang sama dengan slip. Perubahan torque terhadap slip menunjukkan bahwa begitu slip naik dari nol hingga –10%, torque naik secara linier. Begitu torque dan slip naik melebihi torque beban penuh, maka torque akan mencapai harga maksimum sekitar 25% slip. Torque maksimum disebut breakdown torque motor. Jika beban dinaikkan melebihi titik ini, motor akan stall dan segera berhenti. Umumnya, breakdown torque bervariasi dari 200 hingga 300% torque beban penuh. Torque awal (starting torque) adalah nilai torque pada 100% slip dan normalny 150 hingga 200% torque beban penuh. Seiring dengan pertambahan kecepatan dari rotor, torque akan naik hingga breakdown torque dan turun mencapai nilai yang diperlukan untuk menarik beban motor pada kecepatan konstan, biasanya antara 0 – 10%. Gambar berikut menunjukkan karakteristik Torque terhadap slip.

3.4.           Motor Satu Fasa

Jika dua belitan stator dengan impedansi yang tidak sama dipisahkan sejauh 90 derajat listrik dan terhubung secara parallel ke sumber satu fasa, medan yang dihasilkan akan tampak berputar. Ini disebut dengan pemisahan fasa (phase splitting).

Pada motor fasa terpisah (split-phase motor), dipergunakanlah lilitan starting untuk penyalaan. Belitan ini mempunyai resistansi yang lebih tinggi dan reaktansi yang lebih rendah dari belitan utama. Jika tegangan yang sama V_T dikenakan pada belitan starting dan utama, arus pada belitan utama (I_M) tertinggal dibelakang arus pada belitan starting (I_S). Sudut antara kedua belitan mempunyai beda fasa yang cukup untuk menimbulkan medan putar untuk menghasilkan torque awal (starting torque). Ketika motor mencapai 70 hingga 80% dari kecepatan sinkron, saklar sentrifugal pada sumbu motor membuka dan melepaskan belitan starting. Motor satu fasa biasanya digunakan untuk aplikasi kecil seperti peralatan rumah tangga (contoh mesin pompa).

3.5.           Motor Sinkron

Motor sinkron serupa dengan motor induksi pada mana keduanya mempunyai belitan stator yang menghasilkan medan putar. Tidak seperti motor induksi, motor sinkron dieksitasi oleh sebuah sumber tegangan dc di luar mesin dan karenanya membutuhkan slip ring dan sikat (brush) untuk memberikan arus kepada rotor. Pada motor sinkron, rotor terkunci dengan medan putar dan berputar dengan kecepatan sinkron. Jika motor sinkron dibebani ke titik dimana rotor ditarik keluar dari keserempakannya dengan medan putar, maka tidak ada torque yang dihasilkan, dan motor akan berhenti. Motor sinkron bukanlah self-starting motor karena torque hanya akan muncul ketika motor bekerja pada kecepatan sinkron; karenanya motor memerlukan peralatan untuk membawanya kepada kecepatan sinkron.

Motor sinkron menggunakan rotor belitan. Jenis ini mempunyai kumparan yang ditempatkan pada slot rotor. Slip ring dan sikat digunakan untuk mensuplai arus kepada rotor.

Penyalaan Motor Sinkron

Sebuah motor sinkron dapat dinyalakan oleh sebuah motor dc pada satu sumbu. Ketika motor mencapai kecepatan sinkron, arus AC diberikan kepada belitan stator. Motor dc saat ini berfungsi sebagai generator dc dan memberikan eksitasi medan dc kepada rotor. Beban sekarang boleh diberikan kepada motor sinkron. Motor sinkron seringkali dinyalakan dengan menggunakan belitan sangkar tupai (squirrel-cage) yang dipasang di hadapan kutub rotor. Motor kemudian dinyalakan seperti halnya motor induksi hingga mencapai –95% kecepatan sinkron, saat mana arus searah diberikan, dan motor mencapai sinkronisasi. Torque yang diperlukan untuk menarik motor hingga mencapai sinkronisasi disebut pull-in torque.

Seperti diketahui, rotor motor sinkron terkunci dengan medan putar dan harus terus beroperasi pada kecepatan sinkron untuk semua keadaan beban. Selama kondisi tanpa beban (no-load), garis tengah kutub medan putar dan kutub medan dc berada dalam satu garis (gambar dibawah bagian a). Seiring dengan pembebanan, ada pergeseran kutub rotor ke belakang, relative terhadap kutub stator (gambar bagian b). Tidak ada perubahan kecepatan. Sudut antara kutub rotor dan stator disebut sudut torque .

Gambar sudut torque (torque angle)

Jika beban mekanis pada motor dinaikkan ke titik dimana rotor ditarik keluar dari sinkronisasi , maka motor akan berhenti. Harga maksimum torque sehingga motor tetap bekerja tanpa kehilangan sinkronisasi disebut pull-out torque.

4.      GENERATOR AC (ALTERNATOR)

Hampir semua tenaga listrik yang dipergunakan saat ini bekerja pada sumber tegangan bolak balik (ac), karenanya, generator ac adalah alat yang paling penting untuk menghasilkan tenaga listrik. Generator ac, umumnya disebut alternator, bervariasi ukurannya sesuai dengan beban yang akan disuplai. Sebagai contoh, alternator pada PLTA mempunyai ukuran yang sangat besar, membangkitkan ribuan kilowatt pada tegangan yang sangat tinggi. Contoh lainnya adalah alternator di mobil, yang sangat kecil sebagai perbandingannya. Beratnya hanya beberapa kilogram dan menghasilkan daya sekitar 100 hingga 200 watt, biasanya pada tegangan 12 volt.

Sumber lain : http://www.rowand.net/Shop/Tech/AlternatorGeneratorTheory.htm

4.1.           Dasar-dasar Generator AC

Berapapun ukurannya, semua generator listrik, baik ac maupun dc, bergantung kepada prinsip induksi magnet. EMF diinduksikan dalam sebuah kumparan sebagai hasil dari (1) kumparan yang memotong medan magnet, atau (2) medan magnet yang memotong sebuah kumparan. Sepanjang ada gerak relative antara sebuah konduktor dan medan magnet, tegangan akan diinduksikan dalam konduktor. Bagian generator yang mendapat induksi tegangan adalah armature. Agar gerak relative terjadi antara konduktor dan medan magnet, semua generator haruslah mempunyai dua bagian mekanis yaitu rotor dan stator.

ROTATING-ARMATURE ALTERNATOR

Alternator armature bergerak (rotating-armature alternator) mempunyai konstruksi yang sama dengan generator dc yang mana armature berputar dalam sebuah medan magnet stasioner. Pada generator dc, emf dibangkitkan dalam belitan armature dan dikonversikan dari ac ke dc dengan menggunakan komutator (sebagai penyearah). Pada alternator, tegangan ac yang dibangkitkan tidak diubah menjadi dc dan diteruskan kepada beban dengan menggunakan slip ring. Armature yang bergerak dapat dijumpai pada alternator untuk daya rendah dan umumnya tidak digunakan untuk daya listrik dalam jumlah besar.

ROTATING-FIELD ALTERNATORS

Alternator medan berputar mempunyai belitan armature yang stasioner dan sebuah belitan medan yang berputar. Keuntungan menggunakan system belitan armature stasioner adalah bahwa tegangan yang dihasilkan dapat dihubungkan langsung ke beban.

Jenis armature berputar memerlukan slip ring dan sikat untuk menghantarkan arus dari armature ke beban. Armature, sikat dan slip ring sangat sulit untuk diisolasi, dan percikan bunga api dan hubung singkat dapat terjadi pada tegangan tinggi. Karenanya, alternator tegangan tinggi biasanya menggunakan jenis medan berputar. Karena tegangan yang dikenakan pada medan berputar adalah tegangan searah yang rendah, problem yang dijumpai pada tegangan tinggi tidak terjadi.

Armature stasioner, atau stator, pada alternator jenis ini mempunyai belitan yang dipotong oleh medan putar (rotating magnetic field). Tegangan yang dibangkitkan pada armature sebagai hasil dari aksi potong ini adalah tegangan ac yang akan dikirimkan kepada beban.

Stator terdiri dari inti besi yang dilaminasi dengan belitan armature yang melekat pada inti ini.

Sumber : http://www.adtdl.army.mil/cgi-bin/atdl.dll/fm/55-509-1/Ch13.htm

4.2.           Fungsi-Fungsi Komponen Alternator

Exciter adalah sebuah generator dc eksitasi sendiri dengan belitan shunt. Medan exciter menghasilkan intensitas fluks magnetic antara kutub-kutubnya. Ketika armature exciter berotasi dalam fluks medan exciter, tegangan diinduksikan dalam belitan armature exciter. Keluaran dari komutator exciter dihubungkan melalui sikat dan slip ring ke medan alternator. Karena arusnya adalah arus searah, maka arus selalu mengalir dalam satu arah melalui medan alternator. Sehingga, medan magnet dengan polaritas tetap selalu terjadi sepanjang waktu dalam belitan medan alternator. Ketika alternator diputar, fluks magnetiknya dilalukan sepanjang belitan armature alternator. Tegangan bolak balik pada belitan armature generator ac dihubungkan ke beban melalui terminal.

PRIME MOVER (Penggerak Utama)

Semua generator, besar dan kecil, ac dan dc, membutuhkan sebuah sumber daya mekanik untuk memutar rotornya. Sumber daya mekanis ini disebut prime mover. Prime mover dibagi dalam dua kelompok yaitu untuk high-speed generator dan low-speed generator. Turbin gas dan uap pada PLTG dan PLTU adalah penggerak utama berkecepatan tinggi sementara mesin pembakaran dalam (internal combustion engine), air pada PLTA dan motor listrik dianggap sebagai prime mover berkecepatan rendah.

Jenis prime mover memainkan peranan penting dalam desain alternator karena kecepatan pada mana rotor diputar menentukan karakteristik operasi dan konstruksi alternator.

ROTOR ALTERNATOR

Ada dua jenis rotor yang digunakan untuk alternator medan berputar yaitu turbine-driven dan salient-pole rotor. Jenis turbine-driven digunakan untuk kecepatan tinggi dan salient-pole untuk kecepatan rendah. Belitan pada turbine-driven rotor disusun sedemikian rupa sehingga membentuk dua atau empat kutub yang berbeda. Belitan-belitan tersebut dilekatkan erat-erat di dalam slot agar tahan terhadap gaya sentrifugal pada kecepatan tinggi.

Salient-pole rotor seringkali terdiri dari beberapa kutub yang dibelit terpisah, dibautkan pada kerangka rotor. Salient-pole rotor mempunyai diameter yang lebih besar dari turbine-driven rotor. Pada putaran per menit yang sama, salient-pole memiliki gaya sentrifugal yang lebih besar. Untuk menjaga keamanan dan keselatan sehingga belitannya tidak terlempar keluar mesin, salient-pole hanya digunakan pada aplikasi keceparan rendah.

4.3.           Karakteristik Alternator dan Batasannya

Alternator di-rating berdasarkan tegangan yang dihasilkannya dan arus maksimum yang mampu diberikannya. Arus maksimum tergantung kepada rugi-rugi panas dalam armature. Rugi panas ini (rugi daya I²R) akan memanaskan konduktor, dan jika berlebihan akan merusak isolasi. Karenanya, alternator di-rating sesuai dengan arus ini dan tegangan keluarannya – dalam volt-ampere atau untuk skala besar dalam kilovolt-ampere.

Informasi mengenai kecepatan rotasinya, tegangan yang dihasilkan, batas arusnya dan karakteristik lainnya biasanya ditempelkan pada badan mesin – nameplate.

4.4.           Frekuensi

Frekuensi keluaran dari tegangan alternator tergantung kepada kecepatan rotasi dari rotor dan jumlah kutubnya. Semakin cepat, semakin tinggi pula frekuensinya. Semakin lambat, semakin rendah pula frekuensinya. Semakin banyak kutub pada rotor, semakin tinggi pula frekuensinya pada kecepatan tertentu.

Ketika rotor telah berotasi beberapa derajat sehingga dua kutub berdekatan (utara dan selatan) telah melewati satu belitan, tegangan yang diinduksikan dalam belitan tersebut akan bervariasi hingga selesai satu siklus. Untuk suatu frekuensi yang ditentukan, semakin banyak jumlah kutub, semakin lambat kecepatan putaran. Prinsip ini dapat dijelaskan sebagai berikut, misalkan; sebuah generator dua kutub harus berotasi dengan kecepatan empat kali lipat dari kecepatan generator delapan kutub untuk menghasilkan frekuensi yang sama dari tegangan yang dibangkitkan. Frekuensi pada semua generator ac dalam satuan hertz (Hz), yaitu banyaknya siklus per detik, berkaitan dengan jumlah kutub dan kecepatan rotasi sesuai dengan persamaan berikut:

dimana P adalah jumlah kutub, N adalah kecepatan rotasi dalam revolusi per menit (rpm) dan 120 adalah sebuah konstanta untuk konversi dari menit ke detik dan dari jumlah kutub ke jumlah pasangan kutub. Sebagai contoh, sebuah alternator dua kutub, 3600 rpm mempunyai frekuensi 60 Hz, ditentukan sebagai berikut:

Sebuah generator empat kutub dengan kecepatan 1800 rpm juga bekerja pada frekuensi 60 Hz.

Sebuah generator enam kutub 500 rpm mempunyai frekuensi

Sebuah generator 12 kutub dengan kecepatan 4000 rpm mempunyai frekuensi

4.5.           Pengaturan Tegangan

Sebagaimana yang telah kita lihat, ketika beban pada generator berubah, tegangan terminal pun ikut berubah. Besarnya perubahan tergantung pada desain generator.

Pengaturan tegangan pada sebuah alternator adalah perubahan tegangan dari beban penuh ke tanpa beban, dinyatakan sebagai persentase tegangan beban penuh, ketika kecepatan dan arus medan dc tetap konstan.

Anggap bahwa tegangan tanpa beban generator adalah 250 volt dan tegangan beban penuh adalah 220 volt. Persen regulasi adalah:

Untuk diingat, bahwa semakin kecil persentase regulasi, semakin baik pula regulasinya untuk kebanyakan aplikasi.

4.6.           Prinsip Pengaturan Tegangan AC

Di dalam sebuah alternator, tegangan bolak balik diinduksikan dalam belitan armature ketika medan magnet melewati belitan ini. Besarnya tegangan yang diinduksikan ini tergantung kepada tiga hal yaitu: (1) jumlah konduktor dengan hubungan seri pada setiap belitan, (2) kecepatan (rpm generator) pada mana medan magnet memotong belitan, dan (3) kekuatan medan magnet. Salah satu dari factor ini dapat digunakan untuk pengaturan tegangan yang diinduksikan dalam belitan alternator.

Jumlah belitan, tentu saja tidak berubah tetap ketika alternator diproduksi. Juga, jika frekuensi keluaran harus konstan, maka kecepatan medan putar haruslah konstan pula. Ini mengakibatkan penggunaan rpm alternator untuk pengaturan tegangan keluaran menjadi tidak diperbolehkan.

Sehingga, metode praktis untuk melakukan pengaturan tegangan adalah dengan mengatur kekuatan medan putar. Kekuatan medan elektromagnetik ini dapat berubah seiring dengan perubahan besarnya arus yang mengalir melalui kumparan medan. Ini dapat dicapai dengan mengubah-ubah besarnya tegangan yang dikenakan pada kumparan medan.

4.7.           Operasi Paralel Alternator

Alternator dapat dihubungkan secara parallel untuk (1) meningkatkan kapasitas keluaran dari suatu system melebihi apa yang didapat dari satu unit, (2) berfungsi sebagai daya cadangan tambahan untuk permintaan yang suatu ketika bertambah, atau (3) untuk pemadaman satu mesin dan penyalaan mesin standby tanpa adanya pemutusan aliran daya.

Ketika alternator-alternator yang sedang beroperasi pada frekuensi dan tegangan terminal yang berbeda, kerusakan parah dapat terjadi jika alternator-alternator tersebut secara mendadak dihubungkan satu sama lain pada satu bus yang sama (satu titik hubung). Untuk menghindari ini, mesin-mesin tersebut harus disinkronkan dahulu sebelum disambungkan bersama-sama. Ini dapat dicapai dengan menghubungkan satu generator ke bus (bus generator), dan mensinkronkan generator lainnya sebelum keduanya disambungkan. Generator dikatakan sinkron jika memenuhi kondisi berikut:

1.      Tegangan terminal yang sama. Diperoleh dengan menyetel kekuatan medan bagi generator yang hendak masuk ke dalam rangkaian (disambungkan).

2.      Frekuensi yang sama. Diperoleh dengan menyetel kecepatan prime mover dari generator yang hendak disambungkan.

3.      Urutan fasa tegangan yang sama.

Referensi:

Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya – ZUHAL

http://www.tpub.com/neets/book5/17.htm

http://www.tpub.com/doeelecscience/electricalscience2143.htm