Generator Listrik

Mungkin hasil praktis yang terpenting dari penemuan besar Faraday adalah pengembangan generator listrik atau dinamo. Generator mengubah energi mekanik menjadi energi listrik . Ini merupakan kebalikan dari cara kerja motor. Bagian yang disedehanakan dari generator ac ini ditnjukkan oleh gambar Gambar 21-12. Sebuah generator memiliki beberapa kumpparan (hanya satu yang diperlihatkan) yang dililitkan pada angker yang dapat bergerak daam medan magnet. Sumber diputar secara mekanik (air terjun, tali kipas pada mobil), dan ggl Induksi pada kumparan yang berpitar. Arus listrik menjadi keluaran suatu generator. Pada gambar 21-12, kaidah tangan kanan menunjukkan pada kiata bahwa perputaran poros melawan yang melawan arah jarum jam aan menghasilkan arus konvensional pada kawat berlabel a ke ara luar sehingga terjadi arus ke arah luar pada sikat a. (Setiap sikat menekan cincin kontinou). Setelah setengah putaran kawat a akan berada pada posisi b pada gambar,dan arus pada sikat a mengarah ke dalam. Jadi harus yang dihasilkan adalah arus bolak-balik. Mari kita lihat hal ini secara rinci. Pada gambar 21-13, loop diputar searah jarum jam di dalam medan magnet seragam B. Pada gambar ditunjukkan kecepatan sesat kedua sisi ab dan cd. Walaupun potongan bc dan da ikut bergerak, namun gaya yang bekerja pada elektron-elektron di bagian ini mengarah ke bagian pinggir kawat. Jadi ggl hanya dibangkitkan oleh gaya-gaya yang bekerja pada bagian ab dan cd. Dari kaidah tangan kanan kita lihat bahwa arah arus induksi pada ab mengalir menuju a ke b. Dan pada bagian bawah dari c ke d; aliran menjadi kontinou dalam loop. Besar ggl yang dibangkitkan pada ab ditunjukkan oleh persamaan 21-3, dengan catatan bahwa kita harus mengambil komponen kecepatan yang tegak lurus B: Di mana l adalah panjang ab. Dari bagan dapat kita lihat bahwa , dimana adalah sudut antara permukaan kumparan dengan garis pertikal. Ggl terinduksi di cd memiliki besar dan aah yang sama. Oleh karena itu mereka dijumlahkan, dan jumlah ggl adalah

Dimana kita mengalikan dengan N, jumalah loop di dalam kumparan(jika lebih dari satu). Jika kumparan berputar dengan kecepatan anguler konstan , maka sudutnya adalah Dari persamaan-persamaan anguler (Bab 8) kita dapat , dimana h adalah panjang bc atau ad. Jadi atau

Di mana addalah luas loop. Persamaan ini berlaku untuk segala bentuk kumparan, tidak hanya untuk buur sangkar seperti pada contoh. Dengan demikian, ggl keluaran generator adalah bolak balik secara sinosiudal. (gambar 21-14). Karena w dinyatakan dalam radian per detik , kita dapat tulis dimana f adalah frekuensi. Lebih dari 99 persen tenaga listrik yang digunakan di Amerika Serikat dihasilkan oleh generator (Gambar 21-15). Frekuensi yang digunakan secara umum di Amerika Serikat dan Kanada adalah 60Hz, walaupun ada sejumlah negara yang menggunakan 50 Hz. Pada pembangkit tenaga listrik angker dipasang pada poros berat yang dipasangkan denagan turbin, yang merupakan bentuk modern dari kincir angn. Air yang