A. TUJUAN PERCOBAANSetelah melakukan percobaan mahasiswa dapat :1. Menggambar rangkaian percobaan beban nol dan merangkai alat sesuai dengan

gambar2. Membuat karakteristik beban nol3. Menentukan tegangan kritis pada beban nol4. Menerangkan cara pengambilan data

B. DASAR TEORIKarakteristik ( watak ) yang penting pada generator arus searah ada 3 yaitu karakteristik beban nol ( karakteristik kejenuhan tanpa beban ), karakteristik waktu berbeban ( karakteristik kejenuhan beban ), dan karakteristik internal dan eksternal. Pada percobaan kali ini yang dibahas adalah karakteristik beban nol pada generator penguat terpisah. Bila generator diputar oleh penggerak mula, kemudian diberi arus penguatan, maka pada terminalnya dibangkitkan tegangan. Tegangan tersebut tergantung pada : fluks ( arus medan ) dan kecepatan putar. Jika fluks ( arus medan ) dipertahankan konstan, sedangkan kecepatan dinaikkan dan diturunkan, maka tegangan terminal akan naik turun sesuai perubahan kecepatan. Sama hal nya jika kecepatan dipegang konstan sedang fluks dirubah – rubah, maka tegangan terminalnya juga akan berubah sesuai dengan perubahan fluks. Dengan demikian ada dua karakteristiknya, a. Karakteristik beban nol sebagai fungsi dari arus medan dengan putaran konstan,

dinyatakan oleh persamaan berikut,Dengan :E0 = E0 . (I f ) → I a = 0 dan N = konstanE0 = Tegangan terminal pada bebanI f = Arus medanI a = Arus beban nolN = Kecapatan generator DC

b. Karakteristik beban nol sebagai fungsi dari putaran dengan arus medan konstan, dinyatakan oleh persamaan berikut,

E0 = E0 . (N) → I a = 0 dan I f = konstan

Dalam gambar 1 diperlihatkan rangkaian untuk membuat karakteristik beban nol generator DC dengan penguat terpisah

RG (Eo)

Vf Rf

Gambar 1. Rangkaian untuk membuat karakteristik beban nol

Dalam gambar 2 diperlihatkan karakteristik bebam nol generator penguat terpisah. Pada gambar tersebut, penguatan arusnya I f masih nol. Gaya gerak listrik (GGL ) induksi sudah terbangkitkan oa. GGL induksi ini dihasilkan oleh magnet remover dari kutub – kutub generator. Kemudian bila arus medan diperkuat GGL yang dibangkitkan akan bertambah besar, sehingga mendapatkan GGL sebesar Od dan diperlukan arus penguatan Oe. Bila arus penguatan diperkecil kembali sampai nol maka GGL juga akan turun, terbentuk seperti kurva di bawah ( gambar 2 ) yang disebut lengkung kemagnitan.

EO

(GGL)

c

a

e

0 If

Gambar 2. Karakteristik beban nol generator penguat terpisah

C. ALAT DAN BAHAN

G

Io

V1

1. Tachometer ( 02 )2. Kabel banana ( 20 )3. Kabel crocodile ( 10 )4. Jumper ( 02 )5. Amperemeter ( 06 )6. Voltmeter ( 04 )7. Multimeter ( 02 )8. Obeng ( 02 )9. Inverter ( 02 )10. Regulator ( 02 )11. Motor DC ( 01 )12. Generator DC ( 01 )

D. LANGKAH KERJA1. Membuat rangkaian seperti pada gambar.

2. Mengecek input dan outputnya.3. Mengatur putaran ( N ) pada 2000 rpm dengan bantuan tachometer dan dijaga

konstan.4. Menaikkan arus medan setingkat demi setingkat dengan menggeser kontak geser

rheostat5. Mencatat Vf dan If pada generator, dan Va dan Ia pada motor ditabel.6. Pengujian dihentikan setelah kontak rheostat habis ( R minimum ).7. Mematikan sumber setelah melakukan percobaan.

E. TABEL PERCOBAAN

1

B2

Rf

If

Tabel 1 I f naik

NoI f ( A )

E0 ( V ) Rpm

1 0,00 8 15002 0.10 27 15003 0.15 42 15004 0.20 52 15005 0.25 64 15006 0.30 75 15007 0.35 85 15008 0.40 93 15009 0.45 100 150010 0.50 103 1500

Tabel 2 I f turun

NoI f ( A )

E0 ( V ) Rpm

1 0.50 103 15002 0.45 100 15003 0.40 93 15004 0.35 85 15005 0.30 75 15006 0,25 64 15007 0,20 52 15008 0,15 42 15009 0,10 27 150010 0,00 8 1500

Tabel 3 tegangan naik

NoV ( volt )

Rpm

1 25 213.92 35 305.43 45 389.24 55 489.55 65 577.56 75 674.17 85 757.58 95 852.39 105 959.6

Tabel 4 tegangan turun

NoV ( volt )

Rpm

1 90 813.72 75 675.13 60 543.34 45 393.35 30 265.46 15 119.4

F. TUGAS1. Buatlah grafik beban nol E0 =f . (I f )

Grafik tabel 1 dan 2 ( karakteristik beban nol sebagai fungsi dari putaran dengan arus medan konstan )

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.60

20

40

60

80

100

120

8

27

4252

6475

8593

100 103

Grafik Karakteristik Beban Nol Generator Penguat Terpisah

Arus Penguatan ( If )

Tega

ngan

Ter

min

al (

E0 )

Garik tabel 3 ( karakteristik beban nol sebagai fungsi dari arus medan dengan putaran konstan ).

20 30 40 50 60 70 80 90 100 1100

200

400

600

800

1000

1200

213.9305.4

389.2489.5

577.5674.1

757.5852.3

959.6

Grafik Karakteristik Beban Nol Generator Penguat Terpisah

Tegangan ( V )

Rpm

Mot

or

Grafik tebael 4 3 ( karakteristik beban nol sebagai fungsi dari arus medan dengan putaran konstan ).

10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000

100200300400500600700800900 813.7

675.1

543.3

393.3

265.4

119.4

Grafik Karakteristik Beban Nol Generator Penguat Terpisah

Tegangan ( V )

Rpm

Mot

or

2. Buatlah analisa dari grafik

Analisis untuk grafik tabel 1 dan 2 menunjukkan bahwa setelah motor diputar dengan putaran konstan 1500 rpm dan penguatan arus I f masih nol tetapi E0 sudah terbangkitkan sebesar 8 V. Hal ini diakibatkan karena E0 dihasilkan oleh magnet remover dari kutub – kutub generator. Kemudian apabila E0 diperbesar sebesar 0,1 A hingga 0,5 maka arus penguatan I f juga bertambah besar sebesar 27 V hingga 103 V dan juga sebaliknya apabila E0 diperkecil maka arus penguatan I f juga bertambah kecil maka dapat dikatakan bahwa E0 berbanding lurus dengan

arus penguatan I f . Sehingga dari kesebandingan E0 dengan arus penguatan I f terbentuklah lengkung kemagnitan.

Untuk analisis grafik tabel 3 menunjukkan bahwa jika fluks ( arus medan ) dipertahankan konstan, sedangkan tegangan terminal diperbesar sebesar 25 V maka kecepatan putar juga akan naik sebesar 213,9 dan terus dinaikkan secara bertahap hingga tegangan terminal sebesar 105 V dan kecepatan putar sebesar 959,6. Maka dapat dinyatakan bahwa semakin besar tegangan terminal maka kecepatan putar juga bertambah besar maka dapat dikatakan tegangan terminal berbanding lurus dengan kecepatan putar.

Untuk analisis grafik tabel 4 menunjukkan bahwa jika fluks ( arus medan ) dipertahankan konstan, sedangkan tegangan terminal diperkecil maka kecepatan putar juga akan turun dan terus diturunkan secara bertahap. Maka dapat dinyatakan bahwa semakin kecil tegangan terminal maka kecepatan putar juga bertambah kecil atau turun maka dapat dikatakan tegangan terminal berbanding lurus dengan kecepatan putar.