Panel Mesin Arus Searah DC

Panel Statis - 100000/P.STS/4.279

SEJARAH
Mesin arus searah (DC Machine) adalah alat listrik yang mengubah energi listrik arus searah menjadi energi mekanik, atau sebaliknya, energi mekanik menjadi energi listrik arus searah.

  • Bila digunakan untuk menghasilkan listrik disebut Generator DC

  • Bila digunakan untuk menghasilkan gerak disebut Motor DC

Keduanya memiliki konstruksi dasar yang sama, hanya arah aliran energinya berbeda.

⚙️ 2. Prinsip Kerja Mesin DC

Prinsip kerja mesin arus searah didasarkan pada hukum induksi elektromagnetik Faraday dan gaya Lorentz:

  1. Generator DC:
    Ketika konduktor berputar di dalam medan magnet → timbul gaya gerak listrik (GGL) → menghasilkan arus DC.

  2. Energi mekanik → energi listrik.

  3. Motor DC:
    Ketika arus DC mengalir pada konduktor dalam medan magnet → timbul gaya putar (torsi) → rotor berputar.

  4. Energi listrik → energi mekanik.

🧩 3. Bagian-Bagian Utama Mesin DC

BagianFungsiStator (Bagian Diam) | Menghasilkan medan magnet tetap (medan utama).
Rotor / Armature (Bagian Berputar) | Tempat terjadinya induksi elektromagnetik.
Kumparan Medan (Field Winding) | Menghasilkan fluks magnetik (pada mesin eksitasi terpisah).
Kumparan Jangkar (Armature Winding) | Menghasilkan atau menerima arus listrik.
Komutator (Commutator) | Menyearahkan arus bolak-balik di rotor menjadi arus searah.
Sikat (Brush) | Menghubungkan komutator dengan rangkaian luar (biasanya dari karbon).
Poros (Shaft) | Menyalurkan putaran mekanik ke beban (motor) atau dari penggerak (generator).
🔋 4. Jenis Mesin Arus Searah Berdasarkan Penguatannya

🔹 A. Generator DC

Berdasarkan cara memperoleh arus penguat (excitation):

  1. Generator DC Penguatan Sendiri (Self-Excited):

    • Arus medan berasal dari arus yang dihasilkan sendiri.

    • Dibagi menjadi:

      • Shunt → lilitan medan paralel dengan jangkar.

      • Seri → lilitan medan seri dengan jangkar.

      • Compound → kombinasi seri dan paralel.

  2. Generator DC Penguatan Terpisah (Separately Excited):

    • Arus medan berasal dari sumber DC luar (misalnya baterai).

🔹 B. Motor DC

Berdasarkan hubungan lilitan medan dengan armature:

  1. Motor Shunt DC

    • Lilitan medan paralel dengan armature.

    • Kecepatan stabil, torsi sedang.

    • Cocok untuk mesin bubut, kipas, konveyor.

  2. Motor Seri DC

    • Lilitan medan seri dengan armature.

    • Torsi awal sangat besar, tapi kecepatan mudah berubah.

    • Cocok untuk kendaraan listrik, derek, atau kereta DC.

  3. Motor Compound DC

    • Gabungan shunt dan seri.

    • Kombinasi antara kecepatan stabil dan torsi kuat.

    • Cocok untuk lift dan mesin penggulung.

🧠 5. Prinsip Gaya dan Tegangan pada Mesin DC

🔹 Persamaan Gaya Gerak Listrik (GGL):

E=k×Φ×nE = k \times \Phi \times nE=k×Φ×n
  • EEE = Tegangan (Volt)

  • Φ\PhiΦ = Fluks magnetik (Weber)

  • nnn = Kecepatan putar (rpm)

  • kkk = Konstanta mesin

🔹 Persamaan Torsi Motor DC:

T=k×Φ×IaT = k \times \Phi \times I_aT=k×Φ×Ia​
  • TTT = Torsi (Nm)

  • IaI_aIa​ = Arus jangkar (Ampere)

🔧 6. Kelebihan dan Kekurangan Mesin DC

✅ Kelebihan:

  • Kecepatan dapat diatur dengan mudah (kontrol halus).

  • Torsi awal besar.

  • Cocok untuk sistem traksi (kereta listrik, derek, lift).

❌ Kekurangan:

  • Membutuhkan perawatan lebih (sikat dan komutator aus).

  • Harga lebih mahal dibanding motor AC.

  • Tidak cocok untuk daya sangat besar (karena percikan di komutator).

⚙️ 7. Aplikasi Mesin Arus Searah

  • 🚆 Kereta listrik dan trem (motor seri DC).

  • 🏗️ Elevator, derek, dan winch (motor compound DC).

  • 🪫 Pembangkit DC kecil (generator DC).

  • ⚙️ Laboratorium dan kontrol kecepatan presisi (motor shunt DC).

💡 8. Kesimpulan

Mesin arus searah (DC) merupakan mesin listrik yang dapat berfungsi sebagai motor maupun generator.
Meskipun kini banyak digantikan oleh motor AC inverter, mesin DC tetap digunakan pada sistem yang memerlukan torsi awal tinggi dan kontrol kecepatan yang akurat.

⚡ Pesan penting:
“Mesin DC adalah dasar teknologi penggerak listrik modern — sederhana, kuat, dan mudah dikendalikan.”

Apakah Anda ingin saya bantu buatkan diagram ilustrasi mesin DC (menunjukkan bagian-bagian seperti stator, rotor, komutator, dan sikat)? Itu akan sangat membantu untuk pembelajaran teknik listrik atau laporan praktikum.

Museum Listrik dan Energi Baru

Tim Pengembangan

Panel Informasi

  • CategoryPanel Statis
  • Sumber Pembelian - Peraga Pengadaan
  • Project date2019
  • Project URL Koleksi Peraga Museum