Motor listrik

Motor Listrik Sederhana (Molina)

A. Abstrak

            Percobaan yang berjudul motor listrik sederhana ini bertujuan untuk menjelaskan jumlah putaran molina dalam waktu 10 detik.  Metode yang digunakan adalah dengan merangkai alat dan bahan seperti pada gambar yaitu dengan memotong kardus kemudian membentuk sedemikian hingga sampai sesuai dengan ukuran, membuat lilitan dengan cetakan kayu yang berukuran panjang 16 cm dan tinggi 4 cm , pada lilitan yang sudah jadi di beri sisa beberapa senti untuk dililitkan ke konduktor, pada lilitan di beri selotip hitam untuk perlindungan dari sengatan listrik, memasang kawat berdiameter besar dan panjang di tengah-tengah lilitan kemudian di selotip agar tidak geser, agar lilitan berputar dengan lancar ujung kedua kawat dipasang potongan bolpoint yang sudah diambil isinya, untuk menguji berfungsi tidaknya motor listrik digunakan power supply dan dilihat apakah lilitan bisa berputar dengan lancar atau tidak.

 B. Tujuan

Untuk mengetahui pengaruh jumlah putaran kawat molina terhadap besar tegangan

Untuk mengetahui pengaruh jumlah lilitan terhadap jumlah putaran kawat

Rumusan Masalah

Bagaimana pengaruh jumlah putaran kawat molina terhadap besar tegangan ?

Bagaimana  pengaruh jumlah lilitan terhadap jumlah putaran kawat  ?

C. Kajian Teori

         Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya, memutarim peller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan, dll. Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer, bor listrik, fan angin) dan di industry.

       Motor arus searah (DC) adalah suatu mesin yang berfungsi mengubah tenaga listrik arus searah menjadi tenaga mekanik atau tenaga gerak. Dimana tenaga mekanik tersebut berupa putaran dari pada motor. Pada motor dc dan generator dc tak ada perbedaan konstruksi. Pada prinsipnya motor dc dapat digunakan sebagai generator dc. Sebaliknya generator dc dapat digunakan sebagai motor dc. Motor dc yang dipakai dalam praktek mempunyai banyak lilitan dengan setiap lilitan berturutan yang dirotasikan sedikit, sehingga torka netto hampir konstan jika motor itu berputar. Motor DC menggunakan arus langsung yang tidak langsung/direct-unidirectional. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luas.

Sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama:

1.  Kutub medan. Secara sederhana 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.

2.  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.

3.  Commutator. Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah untuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo. Commutator juga membantu dalam transmisi arus antara dinamo dan  sumber daya.

Gambar 1. Motor DC

Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur :

1.  Tegangan dinamo :  meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan.

2.  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 danrolling 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.

Prinsip Kerja Motor DC

 Prinsip kerja motor arus searah adalah:

1.  Adanya garis-garis gaya medan (fluks) yang dihasilkan oleh kutub-kutub magnet yang berada di stator.

2. Penghantar yang dialiri arus pada jangkar, menyebabkan timbulnya medan magnet.

D. Alat dan Bahan

1. Kardus
2. Kawat email ukuran 0,4 mm
3. Balok kayu
4. Selotip
5. jeruji
6. Lempengan logam bekas baterai
7. Kawat 1 mm
8. Magnet bekas pengeras suara
9. Lem
10. Irisan pena
11. Baterai besar  3  buah
12. Power Supply

E.  Hipotesis

Semakin besar tegangan yang digunakan, semakin cepat jumlah putaran molina.

Semakin banyak jumlah lilitannya maka semakin lambat kecepatan putar yang dihasilkan.

F. Variabel Eksperimen

Variabel manipulasi                                        : Jumlah kumparan kawat

Definisi Operasional variabel manipulasi : Banyaknya kumparan kawat yang dililitkan

Variabel Respon                                            : Jumlah putaran kumparan

Definisi variabel respon                                : Banyaknya putaran kawat untuk berputar dalam waktu tertentu.

Variabel Kontrol                                           : Balok kayu, komutator dan baring

Definisi variabel kontrol                               : Balok kayu : Balok yang digunakan untuk melilitkan kawat.

Komutator : Selotip yang dibalut dengan lempengan baterai dan dililitkan pada jeruji.

Baring : Irisan pena yang dipasang di jeruji berjumlah dua buah.

G. Gambar Rancangan Eksperimen

H. Cara Kerja

1. Membuat rumah Molina

1. Menyediakan bahan kardus yang dibentuk menjadi persegi panjang dengan ukuran panjang 26 cm x 13 cm sebanyak 10 lembar kardus.
2. Mengambil 8 dari 10 lembar bentuk persegi panjang itu, kemudian melubanginya.
3. Menggabungkan delapan kardus yang sudah dilubangi dan merekatkannya dengan lem.
4. Untuk penyangga molina, menyediakan bahan dari kardus dibentuk menjadi persegi panjang dengan ukuran 8 cm x 4,5 cm dan cungkilan lubang 1,3 cm x 0,8 cm sebanyak 16 lembar.
5. Menyatukan lembaran kardus tersebut dalam dua tumpukan masing-masing sebanyak 8 lembar.
6. Menempatkan kedua tumpukan kardus di rumah Molina.

2. Membuat Molina

1. Membuat kumparan Molina dengan kawat ukuran 0,4 mm.
2. Melilitkan kumparan ke balok kayu
3. Melepaskan lilitan tersebut dan menyisakan dua helai kawat di ujungnya.
4. Membalut lilitan kawat dengan selotip kertas.
5. Membuat kumparan Molina / komutator dengan melilitkan selotip pada besi bekas jeruji.
6. Menyediakan lempengan logam bekas baterai yang sisi kanan-kirinya dipotong, membuat dua bentuk serupa.
7. Merekatkan lempengan baterai ke balutan selotip yang menempel di jeruji.
8. Menyatukan komutator dengan kumparan kawat.
9. Membuka sisi pendek kumparan menjadi terbelah dua.
10. Memasukkan jeruji dan komutator tepat diantara belahan kawat itu.
11. Setelah terpasang kemudian membalut sisa kumparan yang belum tertutup dengan selotip hingga rapat. Lalu, komutator didekatkan ke kumparan kawat dekat dua helai kawat yang disisakan.
12. Mengerik dua helai kawat yang disisakan.
13. Melilitkan kedua kawat ke lempengan komuator.
14. Membuat baring Molina dengan irisan pena, baring dibuat 2 buah.
15. Memasang kedua baring ke dalam jeruji dan menempatkan di lekukan penyangga rumah Molina.
16. Membuat kawat penghubung dengan melubangi empat lubang dari balik dasar rumah Molina.
17. Menyiapkan kawat berdiameter 1 mm sepanjang 25 mm.
18. Mengerik kawat tadi dan memasukkan dalam lubang hingga menembus rumah Molina.
19. Dua kawat berdekatan menembus dekat lubang penyangga,sedangkan dua ujung kawat lainnya menembus rumah baterai.
20.  Menguji Molina dengan Power  Supply dan setelah itu dengan baterai.

I. Hasil

Tabel 1. Hasil Pengamatan dengan Power Supply

No	Tegangan ( Volt )	Waktu ( s )	Jumlah Putaran
1	3	10	27 33 29 26 28
Rata- rata			28,6
2	6	10	38 38 37 39 38
Rata- rata			38,0
3	9	10	40 38 37 38 39
Rata – rata			38,4
4	12	10	40 39 39 38 37
Rata – rata			38,6

Tabel 2. Hasil Pengamatan dengan menggunakan baterai

NO	Tegangan ( Volt )	Waktu ( s )	Jumlah Putaran
1.	4,5	10	39 39 39 38 38

G. Analisis

                   Berdasarkan data diatas,  pada tegangan 3 volt, 6 volt, 9 volt dan 12 volt  rata – rata jumlah putaran yang dihasilkan berturut-turut dalam waktu 10 detik adalah 29, 38, 38 dan 39 kali ( sudah dibulatkan ).

Jadi,  semakin besar tegangan pada power supply maka semakin cepat putaran yang dihasilkan sehingga jumlah putaran semakin banyak. Semakin banyak jumlah lilitan maka semakin besar kecepatan putaran yang dihasilkan. Dan bila menggunakan baterai hasilnya tidak jauh berbeda dibandingkan dengan menggunakan power supply.

H. Kesimpulan

                   Berdasarkan data diatas,  dapat disimpulkan bahwa semakin besar tegangan pada power supply maka semakin cepat putaran yang dihasilkan sehingga jumlah putaran semakin banyak. Tegangan berbanding lurus dengan putaran motor.  Semakin banyak jumlah lilitan maka semakin besar kecepatan putaran yang dihasilkan sehingga jumlah putarannya juga semakin besar. Dan bila menggunakan baterai hasilnya tidak jauh berbeda dibandingkan dengan menggunakan power supply.