Senin, 23 Maret 2015
Konveksi adalah perpindahan panas yang disertai dengan perpindahan zat perantaranya. Ada dua macam konvensi, yaitu konvensi alami dan konvensi paksa. Lonvensi alami terjadi misalnya pada proses terjadinya angin laut dan angin darat. Sedangkan konvensi paksa misalnya terjadi pada proses pendinginan mesin menggunakan air pada radiator mobil dan proses pengeringan menggunakan hair dryer.
a.
Terjadinya angin laut dan angin darat
.jpg)
Air laut merupakan kalor jenis yang lebih tinggi daripada daratan, sehingga matahari hanya memberikan efek yang sangat kecil pada suhu lautan. Sebaliknya, daratan menjadi panas sepanjang siang dan menjadi dingin sepanjang malam. Di dekat pesisir, perbedaan suhu antara daratan dan lautan ini menimbulkan angin laut pada siang hari dan angin darat pada malam hari.
Proses terjadinya
angin darat dan angin laut disebabkan oleh beda sifat fisis antara permukaan
darat dan laut. Yaitu perbedaan sifat antara daratan dan lautan dalam menyerap
dan melepaskan energi panas matahari. Daratan menyerap dan melepas energi panas
lebih cepat daripada lautan. Periode angin darat dan angin laut adalah harian.
b. Radiator mobil
Pada system pendingin mesin (radiator) air dipaksa mengalir melalui pipa-pipa dengan bantuan pompa air (water pump).panas mesin yang tidak dikehendaki dibawa oleh sirkulasi air tersebut menuju radiator. Di dalam radiator, air didinginkan dengan bantuan udara. Air yang telah mendingin ini kemudian di pimpa untuk mengulang kembali proses transfer panas dari mesin mebil ke radiator. Ingat bahwa proses konveksi melibatkan fluida (dalam kasus ini di wakili oleh air) sebagai penghantar panas. Air yang digunakan dalam radiator lama-lama akan berkurang akibat penguapan dan akhirnya akan habus. Oleh karena itu, radiator perlu diisi air kembali untuk memastikan lancarnya proses pendinginan mesin selama mobil berjalan.
c. Pengering rambut (hairdryer)
Pada alat pengering rambut (hair dryer), kipas angin menarik udara disekitarnya dan meniupkan kembali setelah di lewatkan pada elemen pemanas di dalamnya. Dengan proses ini di peroleh arus konveksi paksa udara panas.
Konduksi adalah perpindahan panas melalui zat perantara. Namun, zat tersebut tidak ikut berpindah ataupun bergerak. Contoh dalam kehidupan sehari – hari yakni :
a. Memasak air menggunakan panci logam
Peristiwa konduksi dapat diamati misalnya pada saat memasak air menggunakan panci logam di atas api kompor. Aliran panas dari api akan merambat melalui atom-atom dalam logam. Logam kemudian meneruskan panas yang diterimanya dari api ke molekul-molekul air. Logam merupakan konduktor panas yang baik sehingga panas dari api akan cepat di hantarkan dan menyebabkan air segera mendidih.
b. Membuat kopi atau minuman panas
Ketika kita membuat kopi atau minuman panas, lalu kita mencelupkan sendok untuk mengaduk gulanya. Biarkan beberapa menit, maka sendok tersebut akan ikut panas. Panas dari air mengalir ke seluruh bagian sendok.
c. Membakar besi logam dan sejenisnya
Saat kita membakar besi logam dan sejenisnya. Walau hanya salah satu ujung dari besi logam tersebut yang dipanaskan, namun panasnya akan menyebar ke seluruh bagian logam sampai ke ujung logam yang tidak ikut dipanasi. Hal ini menunjukkan panas berpindah dengan perantara besi logam tersebut.
d. Solder
Untuk melekatkan komponen elektronika ke papan rangkaian kita menggunakan cairan timah dengan menyoldernya. Solder listrik akan menerima panas dari konversi energy listrik. Panas dari energy listrik ini akan diterukan ke ujung logam pada solder yang di sentuhkan ke timah yang diposisikan di kaki-kaki komponen elektronika yang akan di lekatkan. Setelah beberapa saat, timah akan meleleh dan pada saat itu solder kita angkat. Timah akan segera mendingin dan membeku, melekatkan kaki komponen elektronika tadi ke papan rangkaian dengan kuat.
e. Setrika listrik
Untuk merapikan dan mensterilkan pakaian, kita memerlukan sesuatu yang panas namun tidak merusak. Karena itulah kita perlu konduktor untuk menstransfer panas dari sumber panas tertentu ke pakaian kita. Kita memerlukan sebuah setrika. Setrika akan menstransfer panas dari sumber panas (mislya panas dari konversi energi istrik) ke pakaian. Panas di bagian logam pada setrika bertahan cukup lama sehingga memungkinkan kita menggunakannya untuk merapikan pakaian kita.
Sabtu, 21 Maret 2015
Proses terjadinya
angin darat dan angin laut disebabkan oleh beda sifat fisis antara permukaan
darat dan laut. Yaitu perbedaan sifat antara daratan dan lautan dalam menyerap
dan melepaskan energi panas matahari. Daratan menyerap dan melepas energi panas
lebih cepat daripada lautan. Periode angin darat dan angin laut adalah harian.
a. Angin laut ( the sea breeze)
.jpg)
Angin laut terjadi
ketika pada pagi hingga menjelang sore hari, daratan menyerap energi panas
lebih cepat dari lautan sehingga suhu udara di darat lebih panas daripada di
laut. Akibatnya udara panas di daratan akan naik dan digantikan udara dingin
dari lautan. Maka terjadilah aliran udara dari laut ke darat.
a. Angin darat ( the land breeze)
Angin darat terjadi ketika pada malam hari energi panas yang diserap permukaan bumi sepanjang hari akan dilepaskan lebih cepat oleh daratan (udara dingin). Sementara itu di lautan energi panas sedang dalam proses dilepaskan ke udara. Gerakan konvektif tersebut menyebabkan udara dingin dari daratan bergerak menggantikan udara yang naik di lautan sehingga terjadi aliran udara dari darat ke laut.
Proses
Terjadinya Angin Laut dan Angin Darat
Angin darat
terjadi ketika pada malam hari energi panas yang diserap permukaan bumi
sepanjang hari akan dilepaskan lebih cepat oleh daratan (udara dingin).
Sementara itu di lautan energi panas sedang dalam proses dilepaskan ke udara.
Gerakan konvektif tersebut menyebabkan udara dingin dari daratan bergerak
menggantikan udara yang naik di lautan sehingga terjadi aliran udara dari darat
ke laut. Angin darat terjadi pada tengah malam dan dini hari.
Sedangkan angin
laut terjadi ketika pada pagi hingga menjelang sore hari, daratan menyerap
energi panas lebih cepat dari lautan sehingga suhu udara di darat lebih panas
daripada di laut. Akibatnya udara panas di daratan akan naik dan digantikan
udara dingin dari lautan. Maka terjadilah aliran udara dari laut ke darat.
Angin laut terjadi pada sore dan malam hari.
Perpindahan Kalor secara Konduksi,Konveksi, Radiasi
0 komentar Diposting oleh Fitria Adi Mustika di 09.17
Konduksi adalah
perpindahan kalor melalui suatu zat tanpa disertai perpindahan
partikel-partikel zat tersebut. Berdasarkan daya
hantar kalor, benda dibedakan menjadi tiga, yaitu:
1) Konduktor
Konduktor adalah zat
yang memiliki daya hantar kalor baik. Contoh bahan yang bersifat konduktor
adalah besi, baja, tembaga, aluminium, dan lain-lain. Dalam kehidupan sehari-hari,
dapat kamu jumpai peralatan rumah tangga yang prinsip kerjanya memanfaatkan
konsep perpindahan kalor secara konduksi, antara lain: setrika listrik, solder,
dan lain-lain
2) Isolator
Isolator adalah zat
yang memiliki daya hantar kalor kurang baik. Contoh : kayu, plastik, kertas,
kaca, air, dan lain-lain. Oleh karena itu, alat-alat rumah tangga seperti
setrika, solder, panci, wajan terdapat pegangan dari bahan isolator. Hal ini
bertujuan untuk menghambat konduksi panas supaya tidak sampai ke tangan kita.
2) Semikonduktor
Semikonduktor adalah
sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara isolator dan
konduktor. Semikonduktor disebut juga sebagai bahan setengah penghantar
listrik. Sebuah semikonduktor bersifat sebagai isolator pada temperatur yang
sangat rendah, namun pada temperatur ruangan besifat sebagai konduktor. Bahan
semikonduksi yang sering digunakan adalah silikon, germanium, dan gallium
arsenide.
Semikonduktor sangat berguna dalam
bidang elektronik, karena konduktansinya yang dapat diubah-ubah dengan
menyuntikkan materi lain (biasa disebut pendonor elektron)
Perpindahan kalor secara konveksi atau aliran
Konveksi adalah
perpindahan kalor pada suatu zat yang disertai perpindahan partikel-partikel
zat tersebut. Konveksi terjadi karena
perbedaan massa jenis zat. Kamu dapat memahami peristiwa konveksi, antara
lain:
1.
Pada zat cair karena perbedaan massa
jenis zat, misal sistem pemanasan air, sistem aliran air panas.
2.
Pada zat gas karena perbedaan tekanan
udara, misal terjadinya angin darat dan angin laut, sistem ventilasi udara,
untuk mendapatkan udara yang lebih dingin dalam ruangan dipasang AC atau kipas
angin, dan cerobong asap pabrik.
Contoh peristiwa
konveksi adalah pada saat memanaskan air dengan cerek atau ketel, di dalam
cerek atau ketel akan terjadi aliran air secara terus menerus selama
pemanasan, hal ini disebabkan karena perbedaan massa jenis zat. Air yang
menyentuh bagian bawah gelas kimia tersebut dipanasi dengan cara konduksi.
Akibat air menerima kalor, maka air akan memuai dan menjadi kurang rapat. Air
yang lebih rapat pada bagian atas itu turun mendorong air panas menuju ke atas.
Gerakan ini menimbulkan arus konveksi. Pada bagian zat cair yang dipanaskan
akan memiliki massa jenis menurun sehingga mengalir naik ke atas.
Contoh lain dari peristiwa konveksi
adalah terjadinya angin laut dan angin darat. Angin laut dan angin darat
merupakan contoh peristiwa alam yang melibatkan arus konveksi pada zat gas.
Pada siang hari daratan lebih cepat
panas daripada lautan. Hal ini mengakibatkan udara panas di daratan akan naik
dan tempat tersebut diisi oleh udara dingin dari permukaan laut, sehingga
terjadi gerakan udara dari laut menuju ke darat yang biasa disebut angin laut.
Radiasi adalah perpindahan
kalor tanpa melalui zat perantara.
Contoh lain yang merupakan peritiwa radiasi adalah peristiwa panasnya sinar matahari hingga sampai ke bumi. Peristiwa ini dimanfaatkan untuk mengeringkan sesuatu misalnya menjemur pakaian. Jika tidak ada peristiwa radiasi anda tidak akan bisa mengeringkan pakaian. Bagaimana cara mengetahui adanya radiasi atau pancaran kalor?
Contoh lain yang merupakan peritiwa radiasi adalah peristiwa panasnya sinar matahari hingga sampai ke bumi. Peristiwa ini dimanfaatkan untuk mengeringkan sesuatu misalnya menjemur pakaian. Jika tidak ada peristiwa radiasi anda tidak akan bisa mengeringkan pakaian. Bagaimana cara mengetahui adanya radiasi atau pancaran kalor?
Alat yang digunakan untuk mengetahui adanya radiasi kalor atau
energi pancaran kalor disebut termoskop. Termoskop terdiri dari dua buah bola
kaca yang dihubungkan dengan pipa U berisi air alkohol yang diberi pewarna.
Motor AC/arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu. Motor listrik AC memiliki dua buah bagian dasar listrik: "stator" dan "rotor" seperti ditunjukkan dalam Gambar 7.
Stator merupakan komponen listrik statis. Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor. Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan. Untuk mengatasi kerugian ini, motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan dayanya. Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karena kehandalannya dan lebih mudah perawatannya. Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC).
Jenis-Jenis Motor AC/Arus Bolak-Balik
a. Motor sinkron. Motor sinkron adalah motor AC yang bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu. Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah, dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah, seperti kompresor udara, perubahan frekwensi dan generator motor. Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim, sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrik.
Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7):
• Rotor. Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet. Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi. Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited, yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya.
• Stator. Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok.
Motor ini berputar pada kecepatan sinkron, yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh, 2003):
Ns = 120 f / P
Dimana:
f = frekwensi dari pasokan frekwensi
P= jumlah kutub
b. Motor induksi. Motor induksi merupakan motor yang paling
umum digunakan pada berbagai peralatan industri. Popularitasnya karena
rancangannya yang sederhana, murah dan mudah didapat, dan dapat langsung
disambungkan ke sumber daya AC.
Komponen Motor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8):
• Rotor. Motor induksi menggunakan dua jenis rotor:
- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalam petak-petak slots paralel. Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada kedua ujungnya dengan alat cincin hubungan pendek.
- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase, lapisan ganda dan terdistribusi. Dibuat melingkar sebanyak kutub stator. Tiga fase digulungi kawat pada bagian dalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang pada batang as dengan sikat yang menempel padanya.
• Stator. Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase. Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu. Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajat .
Klasifikasi motor induksi
Motor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh, 2003):
• Motor induksi satu fase. Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator, beroperasi dengan pasokan daya satu fase, memiliki sebuah rotor kandang tupai, dan memerlukan sebuah alat untuk menghidupkan motornya. Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga, seperti kipas angin, mesin cuci dan pengering pakaian, dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp.
• Motor induksi tiga fase. Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang. Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi, dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90% memiliki rotor kandang tupai); dan penyalaan sendiri. Diperkirakan bahwa sekitar 70% motor di industri menggunakan jenis ini, sebagai contoh, pompa, kompresor, belt conveyor, jaringan listrik , dan grinder. Tersedia dalam ukuran 1/3 hingga ratusan Hp.
Komponen Motor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8):
• Rotor. Motor induksi menggunakan dua jenis rotor:
- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalam petak-petak slots paralel. Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada kedua ujungnya dengan alat cincin hubungan pendek.
- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase, lapisan ganda dan terdistribusi. Dibuat melingkar sebanyak kutub stator. Tiga fase digulungi kawat pada bagian dalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang pada batang as dengan sikat yang menempel padanya.
• Stator. Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase. Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu. Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajat .
Klasifikasi motor induksi
Motor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh, 2003):
• Motor induksi satu fase. Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator, beroperasi dengan pasokan daya satu fase, memiliki sebuah rotor kandang tupai, dan memerlukan sebuah alat untuk menghidupkan motornya. Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga, seperti kipas angin, mesin cuci dan pengering pakaian, dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp.
• Motor induksi tiga fase. Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang. Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi, dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90% memiliki rotor kandang tupai); dan penyalaan sendiri. Diperkirakan bahwa sekitar 70% motor di industri menggunakan jenis ini, sebagai contoh, pompa, kompresor, belt conveyor, jaringan listrik , dan grinder. Tersedia dalam ukuran 1/3 hingga ratusan Hp.
Kecepatan
motor induksi
Motor induksi bekerja sebagai berikut, Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet. Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor. Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua, yang berusaha untuk melawan medan magnet stator, yang menyebabkan rotor berputar. Walaupun begitu, didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada “kecepatan dasar” yang lebih rendah. Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya “slip/geseran” yang meningkat dengan meningkatnya beban. Slip hanya terjadi pada motor induksi. Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincin geser/ slip ring, dan motor tersebut dinamakan “motor cincin geser/slip ring motor”.
Persamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slip/geseran(Parekh, 2003):
% Slip = (Ns – Nb)/Ns x 100
Dimana:
Ns = kecepatan sinkron dalam RPM
Nb = kecepatan dasar dalam RPM
torsi vs kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan. Bila motor (Parekh, 2003):
• Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torsi yang rendah (“pull-up torque”).
• Mencapai 80% kecepatan penuh, torsi berada pada tingkat tertinggi (“pull-out torque”) dan arus mulai turun.
• Pada kecepatan penuh, atau kecepatan sinkron, arus torsi dan stator turun ke nol.
Motor induksi bekerja sebagai berikut, Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet. Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor. Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua, yang berusaha untuk melawan medan magnet stator, yang menyebabkan rotor berputar. Walaupun begitu, didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada “kecepatan dasar” yang lebih rendah. Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya “slip/geseran” yang meningkat dengan meningkatnya beban. Slip hanya terjadi pada motor induksi. Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincin geser/ slip ring, dan motor tersebut dinamakan “motor cincin geser/slip ring motor”.
Persamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slip/geseran(Parekh, 2003):
% Slip = (Ns – Nb)/Ns x 100
Dimana:
Ns = kecepatan sinkron dalam RPM
Nb = kecepatan dasar dalam RPM
torsi vs kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan. Bila motor (Parekh, 2003):
• Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torsi yang rendah (“pull-up torque”).
• Mencapai 80% kecepatan penuh, torsi berada pada tingkat tertinggi (“pull-out torque”) dan arus mulai turun.
• Pada kecepatan penuh, atau kecepatan sinkron, arus torsi dan stator turun ke nol.
Keuntungan
utama motor DC adalah kecepatannya mudah dikendalikan dan tidak mempengaruhi
kualitas pasokan daya. Motor DC ini dapat dikendalikan dengan mengatur:
• Tegangan dinamo – meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan.
• Arus medan – menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.
Motor DC tersedia dalam banyak ukuran, namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah, penggunaan daya rendah hingga sedang, seperti peralatan mesin dan rolling mills, sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar. Juga, motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnya. Motor DC juga relatif mahal dibanding motor AC.
Hubungan antara kecepatan, flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaan berikut:
Gaya elektromagnetik: E = KΦN
Torsi: T = KΦIa
Dimana:
E =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)
Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medan
N = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)
T = torsi electromagnetik
Ia = arus dinamo
K = konstanta persamaan
Jenis-Jenis Motor DC/Arus Searah
a. Motor DC sumber daya terpisah/ Separately Excited, Jika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisah/separately excited.
b. Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt.
• Tegangan dinamo – meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan.
• Arus medan – menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.
Motor DC tersedia dalam banyak ukuran, namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah, penggunaan daya rendah hingga sedang, seperti peralatan mesin dan rolling mills, sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar. Juga, motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnya. Motor DC juga relatif mahal dibanding motor AC.
Hubungan antara kecepatan, flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaan berikut:
Gaya elektromagnetik: E = KΦN
Torsi: T = KΦIa
Dimana:
E =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)
Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medan
N = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)
T = torsi electromagnetik
Ia = arus dinamo
K = konstanta persamaan
Jenis-Jenis Motor DC/Arus Searah
a. Motor DC sumber daya terpisah/ Separately Excited, Jika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisah/separately excited.
b. Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt.
Berikut tentang
kecepatan motor shunt (E.T.E., 1997):
• Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torsi tertentu setelah kecepatannya berkurang, lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah, seperti peralatan mesin.
• Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seri dengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah).
c. Motor DC daya sendiri: motor seri. Dalam motor seri, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5. Oleh karena itu, arus medan sama dengan arus dinamo.
Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation, 1997; L.M. Photonics Ltd, 2002):
• Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM.
• Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akan mempercepat tanpa terkendali.
Motor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi, seperti derek dan alat pengangkat hoist
• Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torsi tertentu setelah kecepatannya berkurang, lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah, seperti peralatan mesin.
• Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seri dengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah).
c. Motor DC daya sendiri: motor seri. Dalam motor seri, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5. Oleh karena itu, arus medan sama dengan arus dinamo.
Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation, 1997; L.M. Photonics Ltd, 2002):
• Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM.
• Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akan mempercepat tanpa terkendali.
Motor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi, seperti derek dan alat pengangkat hoist
d. Motor
DC Kompon/Gabungan.
Motor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt. Pada motor kompon, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6. Sehingga, motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil. Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri), makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini. Contoh, penggabungan 40-50% menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek, sedangkan motor kompon yang standar (12%) tidak cocok (myElectrical, 2005).
Motor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt. Pada motor kompon, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6. Sehingga, motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil. Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri), makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini. Contoh, penggabungan 40-50% menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek, sedangkan motor kompon yang standar (12%) tidak cocok (myElectrical, 2005).
Motor listrik termasuk kedalam kategori mesin listrik
dinamis dan merupakan sebuah perangkat elektromagnetik yang mengubah energi
listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya,
memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat
bahan, dll di industri dan digunakan juga pada peralatan listrik rumah tangga
(seperti: mixer, bor listrik,kipas angin).
Anda dapat melihat animasi prinsip kerja motor DC ini di sini.
Motor listrik kadangkala disebut “kuda kerja” nya industri, sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri.
Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor listrik secara umum sama (Gambar 1), yaitu:
• Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya.
• Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran/loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.
• Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar/ torsi untuk memutar kumparan.
• Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan.
Dalam memahami sebuah motor listrik, penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor. Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar/torsi sesuai dengan kecepatan yang diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok:
• Beban torsi konstan, adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya, namun torsi nya tidak bervariasi. Contoh beban dengan torsi konstan adalah conveyors, rotary kilns, dan pompa displacement konstan.
• Beban dengan torsi variabel, adalah beban dengan torsi yang bervariasi dengan kecepatan operasi. Contoh beban dengan torsi variabel adalah pompa sentrifugal dan fan (torsi bervariasi sebagai kwadrat kecepatan).
• Beban dengan energi konstan, adalah beban dengan permintaan torsi yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan. Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesin.
Anda dapat melihat animasi prinsip kerja motor DC ini di sini.
Motor listrik kadangkala disebut “kuda kerja” nya industri, sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri.
Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor listrik secara umum sama (Gambar 1), yaitu:
• Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya.
• Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran/loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.
• Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar/ torsi untuk memutar kumparan.
• Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan.
Dalam memahami sebuah motor listrik, penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor. Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar/torsi sesuai dengan kecepatan yang diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok:
• Beban torsi konstan, adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya, namun torsi nya tidak bervariasi. Contoh beban dengan torsi konstan adalah conveyors, rotary kilns, dan pompa displacement konstan.
• Beban dengan torsi variabel, adalah beban dengan torsi yang bervariasi dengan kecepatan operasi. Contoh beban dengan torsi variabel adalah pompa sentrifugal dan fan (torsi bervariasi sebagai kwadrat kecepatan).
• Beban dengan energi konstan, adalah beban dengan permintaan torsi yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan. Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesin.
JENIS MOTOR LISTRIK
Bagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik: motor DC dan motor AC. Motor tersebut diklasifikasikan berdasarkan pasokan input, konstruksi, dan mekanisme operasi, dan dijelaskan lebih lanjut dalam bagan dibawah ini.
Bagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik: motor DC dan motor AC. Motor tersebut diklasifikasikan berdasarkan pasokan input, konstruksi, dan mekanisme operasi, dan dijelaskan lebih lanjut dalam bagan dibawah ini.
Gambar 2. Klasifikasi Motor Listrik.
1. Motor DC/Arus Searah
Motor DC/arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung/direct-unidirectional. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torsi yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luas.
Gambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama:
• Kutub medan. Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet. Elektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia struktur medan.
• Dinamo. Bila arus masuk menuju dinamo, maka arus ini akan menjadi elektromagnet. Dinamo yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, dinamo berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi, arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo.
• Kommutator. Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah untuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo. Kommutator juga membantu dalam transmisi arus antara dinamo dan sumber daya.
hampir setiap gerakan
mekanis yang anda lihat di sekitar anda disebabkan oleh motor listrik AC
(alternating current) atau DC (arus searah). Sebuah motor listrik
sederhana memiliki enam bagian:
1.
Armature or rotor
2.
Commutator
3.
Brushes
4.
Axle
5.
Field magnet(magnet permanen)
6.
DC power supply of some sort
Dengan memahami bagaimana prinsip kerja motor listrik maka anda
akan belajar banyak tentang magnet, elektromagnet dan listrik pada umumnya. Pada
artikel ini, kita akan belajar apa yang membuat motor listrik itu bekerja.
Motor listrik adalah semua tentang magnet dan magnet. Sebuah motor
menggunakan magnet untuk menciptakan geraknya. Jika Anda pernah bermain dengan
magnet maka anda tahu tentang hukum fundamental dari semua magnet, yaitu: tarik
menarik dan tolak menolak. Jadi jika anda memiliki dua batang magnet maka
ujung utara dari satu magnet akan menarik ujung selatan yang lain. Di sisi
lain, ujung utara magnet akan menolak satu ujung utara yang lain dan begitu
juga sebaliknya ujung selatan akan menolak selatan lainnya. Hal ini lah yang
menyebabkan gerak rotasi di dalam motor listrik.
Pada gambar di atas, anda dapat melihat dua magnet di motor: Rotor adalah elektromagnet, sedangkan field magnet (magnet yang diam di sisi samping) adalah magnet permanen. Motor listrik di bawah ini adalah motor listrik sederhana yang mungkin biasa anda temukan di sebuah mainan.
Anda dapat melihat bahwa ini adalah sebuah
motor listrik kecil. Dari luar, Anda dapat melihat kaleng baja yang membentuk
tubuh motor listrik, poros, dan dua kabel yang dihubungkan ke baterai. Jika anda menghubungkan kabel
baterai dari motor listrik hingga baterai maka poros akan berputar. Jika anda
membalik kedua kabel tersebut satu sama lain maka poros akan berputar ke arah
yang berlawanan
Electromagnet
Untuk memahami bagaimana sebuah motor
listrik bekerja, kuncinya adalah memahami bagaimana elektromagnet bekerja.
Elektromagnet adalah dasar dari sebuah motor listrik. Jika anda menciptakan
sebuah elektromagnet sederhana dengan membungkus 100 loop kawat di sekitar paku
dan menghubungkannya ke baterai. Paku tersebut akan menjadi magnet dan memiliki
kutub utara dan selatan ketika terhubung dengan baterai.
Pada gambar diatas, ujung utara
elektromagnet yang dihasilkan baterai pada paku akan ditolak oleh ujung utara
magnet U (tapal kuda) dan tertarik ke ujung selatan magnet U. Ujung selatan
elektromagnet akan ditolak dengan cara yang sama. Paku akan bergerak setengah
putaran dan kemudian berhenti dalam posisi yang ditunjukkan. Secara
keseluruhan pergerakan dari komponen-komponen motor listrik di ilustrasikan
seperti gambar di bawah ini:
Referensi : http://electronics.howstuffworks.com/
Termos
Vacuum Flash adalah alat bantu komponen yang mempunyai fungsi untuk menyimpan
air, disini menyimpan air tidak hanya menyimpan air biasa tetapi juga menjaga
suhu air agar tetap. Contohnya bila diisi air panas maka suhu air dalam termos akan tetap
tinggi karena panas tidak bisa merambat pada dinding termos.
Penemuan vacuum flask (tabung hampa
udara) oleh Sir James Dewar di OxfordUniversity menjadi cikal bakal penemuan
termos tempat menyimpan air panas dan dingin untuk minuman. Penemuan yang di
ciptakan secara tidak sengaja ini menjadi produk hotter atau cooler bagi produk
minuman di dunia. James Dewar lahir pada tanggal 20 September 1842 di
Kincardineon-Fourth, Scotlandia. Ia dibesarkan dari keluarga berprofesi sebagai
pedagang anggur. Semenjak kecil dan dewasa ia tinggal di kota kelahirannya.
Setelah lulus dari bangku sekolah, ia melanjutkan pendidikan ke Universitas
Edonburgh dan m,enjadi murid ilmuan kimia Lyon Playfair. Pada tahun 1869,
setelah lulus kuliah ia melanjutkan karir intelektualnya menjdi dosen di Royal
College Veteriner. Selain mengajar, ia juga sering mealkukan penelitian.
Sebagian karya penelitiannya lebih banyak dilakukan di Inggris karena fasilitas
untuk percobaan jauh lebih baik dari pada di Negara kelahirannya. Dewar pun
mendapatkan gelar professor di bidang kima dari Royal College Veteriner,London. Pada tahun 1904, Dewar melakukan penelitian bersama dengan John
Fleming, ahlikimia pada University College London. Keduanya meneliti daya tahan
elektris pada suhu-200 dan 200 derajat
Celsius. Keduanya memprediksikan daya tahan itu hilang pada-273,15
derajat Celsius.
Teori ini lantas dikenal sebagai teori superkonduktivitas. Pada saat mengerjakan projek itulah secara tak
sengaja ia menemukan tabung hampa udara. Tabung itu menggantikan bejana
yang selama ini terbuat dari kaca. Awalnya, penemuan termos merupakan adaptasi dari tabung hampa udara
yangdigunakan untuk pengiriman dan penyimpanan gas cair. Namun, Dewar
melihat peluang lain dari temuannya itu.
Ia kemudian mengembangkan tabung hampa udaranya menjadisebuah termos
yang mampu mempertahankan suhu dingin dan panas
Thermos flask yang berbentuk botol terbuat dari kaca berdinding rangkap, ruang
diantara kedua dinding dibuat hampa dan
satu dinding dalam ruang hampa ini dilapisi perak. Dengan dinding semacam ini, isi di dalam termos tidak dapat
dipengaruhi oleh perubahan -perubahan keadaan di luar.Pada termos terdapat dinding kaca yang bagian dalam
dan bagian luarnya dibuatmengilap. Bagian dalam kaca dibuat mengilap agar kalor
dari air panas tidak terserap pada dinding. Sementara itu, bagian luar
dinding kaca dibuat mengilap berlapis perak agar tidak terjadi
perpindahan kalor secara radiasi. Ruang hampa di antara bagian dalamdan luar berfungsi mencegah perpindahan kalor
secara konveksi. Tutup termos terbuatdari
bahan isolator, seperti gabus, mencegah terjadinya perpindahan kalor
secara konduksi.Pada tahun 1904
temuan brilian Dewar ini diproduksi secara komersial dengan pendirian
perusahaan Thermos GmbH. Meski begitu.James
Dewar meninggal tahun 1923 saat berusia 80 tahun di London, Inggris.Sampai
akhir hayatnya, ia dikenal sebagai peneliti yang banyak menciptakan penemuan.
Bahan-bahan yang digunakan untuk
membuat termos antara lain adalah :
1. Tabung kaca yang hampa udara berguna agar udara
tidak bisa kontak atau bersentuhan langsung dengan air panas.
2. Stereo foam, berguna untuk melindungi tabung kaca
agar tidak kontak langsung denganudara sekitar, hal ini karena masih ada
transfer kalor (panas) dari air panas ke tabung kaca.
3. Tutup
termos juga sebagai isolator.
4. Casing
termos yang digunakan sebagai pengaman.
Menurut Teori
Pertukaran dari Henry Prevost Babbage (1824 – 1918) bahwa benda yang lebih
dingin selalu menyerap gelombang panas dari benda yang lain sampai keduanya mempunyai
temperatur yang sama. Didasarkan pada teori ini maka teh yang panas ataupun
dingin dalam termos akan kehilangan panas atau menyerap panas dari tempatnya. . Namun, termos sudah didesain agar bisa menghambat ketiga cara panas dapat berpindah: konduksi, konveksi,
dan radiasi
Termos menggunakan bahan yang bersifat adiabatik. Bahan
adiabatik secara ideal menghambat atau tidak memungkinkan terjadinya interaksi,
antara sistem dengan lingkungan, tidak ada perpindahan kalor antara sistem dalam
termos dengan lingkungannya. Akibatnya tidak terjadi pertukaran temperatur. Dengan menggunakan bahan adiabatik ini termos mampu
mempertahankan suhu air yang berada di dalamnya. Dan
suhu air tidak terkontaminasi dengan suhu lingkungannya
Termos air terbuat dari tabung kaca yang berongga dan berwarna putih mengikap (spt cermin). Susunannya yang paling dalam adalah kaca tersebut, kemudian ada celah udara dan terakhir dinding termos. jadi antara didnding termos dengan tabung ada lapisan udara.
Elemen utama termos air adalah tabung kaca yang hampa udara di sekeliling termos tersebut (seperti gelas, tapi pinggirnya tebal & hampa udara di tengahnya bukan solid/pejal seperti pinggiran gelas). Sedangkan penutup luarnya (biasanya terbuat dari aluminium) berfungsi sebagai isolator antara tabung kaca dengan udara sekitar.
Prisip kerjanya kalor yang masuk dalam tabung tidak bisa merambat keluar karena dihambat oleh kaca yang mempunyai warna putih dan mengkilap (warna putih dan mengkilap itu menyerap sedikit kalor dibandingkan dgn warna gelap), kemudian kalor dihambat oleh celah yg hampir hampa udara pada tabung kaca, setelah itu masih dihambat lagi sama celah udara antara tabung dan dinding (karena udara adalah penghantar panas yg kurang baik) dan terakir adalah panas dihambat keluar oleh dinding termos yg biasa terbuat dari plastik atau logam perak yang penghantar panasnya kurang baik .
Dinama Termos dibuat dari kaca yang berdinding rangkap, diantara
dinding itu dibuat hampa udara dan salah satu dindingnya dilapisi oleh lapisan
yang mengkilap (perak). Di termos terdapat dua dinding kaca, yang masing-masing
dibuat mengilap. Bagian dalam dibuat mengkilap agar kalor dari air panas tidak
diserap oleh dinding. Sedangkan bagian luar dinding kaca dibuat mengilap dan
dilapisi dengan perak, tujuannya agar tidak terjadi perpindahan kalor
secara radiasi. Dengan kata lain, radiasi panas yang dipancarkan oleh air dapat ditahan oleh
dinding dalam termos yang terbuat dari bahan mengkilap ini. Dengan demikian,
air panas tersebut dapat bertahan dalam termos ini dalam beberapa hari.Diantara
dinding termos dibuat ruang hampa udara, Ruang hampa udara disini digunakan untuk mencegah perpindahan
kalor secara konveksi. Sedangkan tutup termos dibuat dari
Kesimpulannya, dengan adanya dinding luar dan dalam pada termos tersebut suhu di dalam termos tetap terjaga karena hampa udara menghambat perambatan panas melalui udara.dan panas air tak bisa merambat keluar baik secara konveksi maupun konduksi.
Kesimpulannya, dengan adanya dinding luar dan dalam pada termos tersebut suhu di dalam termos tetap terjaga karena hampa udara menghambat perambatan panas melalui udara.dan panas air tak bisa merambat keluar baik secara konveksi maupun konduksi.
Jadi, prinsip kerjanya termos air adalah sebagai isolator atau
pencegah berpindahnya panas dari air keudara luar. Karena tekanan udara
luar untuk daerah tinggi memang lebih rendah di bandingkan di daerah
dataran rendah, sehingga molekul air lebih mudah terlepaske udara menjadi uap
(mendidih). Waktu memasak air di dataran tinggi air akan mudah mendidih,
karena titik didih zat cair di pengaruhi oleh tekanan udara di atas
permukaan zat cair. Semakain keciltekanan udara diatas permukaan zat cair, maka
semakin rendah titik didih zat cair tersebut di daerah dataran tinggi atau
pegunungan, tekanan udaranya lebih kecil di bandingkan tekanan udara di
dataran rendah, shingga titik didih di daerah datarantinggi atau pegunungan
lebih rendah dari daerah dataran tinngi. Karena titik didih di
dataran tinggi lebih rendah maka air akan lebih cepat
mendidih.
;;
Subscribe to:
Postingan (Atom)
