PRINSIP/CARA KERJA SEDERHANA GENERATOR

Generator terbuat dari sebuah kumparan kawat (sekitar 1000 lilitan) dengan diameter kumparan sekitar 3 cm  dan juga dibutuhkan sebatang paku besar sebagai inti kumparan. Ketika magnet berputar dan didekatkan pada kumparan tersebut, akan menghasilkan induksi voltasi pada koil yang kita buat tadi yang dapat digunakan untuk menyalakan bola lampu (bulp) atau yang lebih bagus lagi menggunakan LED karena menyala lebih terang-dan demontrasi listrik ini lebih jelas dan mudah  dipamerkan(wicak).

Diagram dari sebuah generator sederhana
 
Langkah 1
Buatlah dua lingkaran karton berdiameter 3 cm dengan ketebalan sekitar 1 sampai 2 mm Hati-hati  menembus lubang ditengah lingkaran.dapatkan sebuah paku besar dengan panjang sekitar  10 sampai 15 cm dan lebar 6 mm, dengan permukaan bersih(tidak berkarat ) dengan kepala besar.coblos salah satu lingkaran dengan paku dan masukkan hingga sampai pada kepala paku(wicak).
 
Langkah 2
lapisi permukaan paku dengan lakban (single layer insulator tape) sekitar 3-4 cm untuk menutupi kepala paku.Tutupkan lingkaran kedua pada paku tadi hanya sepanjang lakban penutup.tambahlan lagi lakban pada sisi lain lingkaran penutup tadi untuk memperkuat posisi lingkaran kedua pada tempatnya.dan kita lihat sekarang sebuah inti spool yang siap dililiti kumparan kawat (wicak).


Langkah 3
Beberapa kawat tembaga berlapis insulator tipis (sekitar 25 m atau 30SWG, dengan diameter sekitar 0,3 mm) tarik kawat sekitar 20 sampai 30 cm dan mulailah menggulung kawat pada permukaan paku terinsulasi diantara dua lingkaran karton yang telah kita buat.Gulungan sekitar 1000 sampai 1500 lilitan (angka persis tidaklah penting akan tetapi seberapa rapi anda menggulung kumparan diantara dua lingkaran dengan rata) sisakan kawat sekitar 20sampai 30 cm pada ujung masing-masing dan baru potong ujung kawat tersebut.lapisi  semua kumparan tadi dengan lakban (insulator tape) sehingga kumparan yang kita buat tadi terlindung dengan rapi dan aman(wicak).


Langkah 4
Bersihkan kedua ujung kawat yang telah kita siapkan (ujung kumparan)dari lapisan insulator yang ada.hubungkan kawat dengan bola lampu atau LED.Dekatkan sebuah magnet pada ujung kepala paku dengan jarak sekita 5 mm atau lebih dekat lagi dari ujungnya gerakkan dengan cepat dari sisi ke sisi.bola lampu atau LED akan menyala menunjukkan bangkitnya sebuah kelistrikan!!(wicak)

Bagaimanakah sebuah generator itu bisa bekerja?

Sebuah generator bekerja dengan menginduksi medan magnet mejade sebuah daya voltasi pada kumparan kawat . Poin penting yang harus dicatat bahwa jumlah voltase akan semakin meningkat seiring dengan jumlah lilitan kawat pada kumparan, ukuran kumparan dan kekuatan medan magnet meningkat. Medan magnet (atau kumparan) membutuhkan putaran konstan untuk memproduksi/menginduksi arus listrik kedalam kumparan.hal ini dapat dilakukan dengan cara menggerakan magnet atau sebalinya menggerakkan kumparan- dan akan menimbulkan efek yang sama.Kumparan atau magnet perlu digerakkan sedemikian rupa agar kumparan selalu melewati medan magnet. Paku besi juga sangat penting dalam generator sederhana kami karena berfungsi sebagai pengumpul medan magnet  terkonsentrasi. Sebagai kumparan yang mengelilingi ujung paku memiliki kecenderungan untuk lebih banyak menarik medan magnet pada area kumparan dan akan meningkatkan efisiensi keseliruhan dari generator ini dan akan meningkatkan voltase yang akan dihasilkan(wicak).

Jenis kawat kumparan yang dipilih jga tidak kalah penting .contohnya, ketebalan kawat yang artinya mengurangi hilangnya tenagayang dihasilkan, akan tetapi semua akan menjadi lebih berat dan besar apabila jumlah lilitan yang kita butuhkan juga dengan jumlah yang sangat besar.Pada sebuah generator yang sangat praktis akan ditemukan formulasi yang sesuai untuk unkuran magnet , jumlah lilitan dan diameter kawat yang diperlukan , yang tentunya semua membutuhkan berbagai kalkukasi dan penelitian yang cukup detai(wicak).

Sebuah generator yang lebih maju

Gambar dibawah ini menunjukkan sebuah generator sederhana dengan tenaga lengan engkol , kami membuatnya dengan menggunakan 2 inti paku dengan 2 kumparan digunakan secara bersamaan (untuk menghasilkan tenaga 2 kali lipat). Dengan cara ini kedua ujung magnet N dan S digunakan sekaligus.pemakaian kumparan masing masing dan sekaligus akan menghasilkan voltase yang berbeda (dengan menganut sistim paralel atau seri).disertakan sebuah sistim roda gigi percepatan putaran akan membuat anda lebih nyaman dan mudah dalam menghasilkan arus listrik tanpa harus memutar engkol terlalu cepat(wicak).

sebuah generator sederhana yang terdiri dari 2 porors paku dengan lengan engkol 

Generator Dilihat lebih dekat

SKEMATIK:

Gambar diatas: stator mengelilingi rumah rotor. Ini adalah generator yang paling sederhana. Hanya dengan 1 atau 2 magnet dan gulungan kawat email yang agak banyak (antara 1000 s/d 1500 gulung). Tentu saja hasilnya paling tinggi hanya 4 volt.

1.

Gambar diatas: rotor berada ditengah stator. Yang harus diperhatikan adalah posisi stator harus sedekat mungkin dengan magnet, tanpa bersentuhan (ada jarak minimal 1-2 mm). Tujuannya agar supaya medan magnet menjadi lebih kuat sehingga outputnya menjadi maksimal. Selengkapnya lihat dibawah.

2.

Gambar diatas: komposisi 4 magnet-4 koil hanya bisa menjadi koneksi 1 phasa, sedangkan komposisi 4 magnet-6 koil bisa menjadi koneksi 1 phasa atau 3 phasa.

Gambar diatas: rotor berada dibelakang stator (atau bisa juga didepan stator, karena penempatannya tidak mutlak, tergantung selera).

Formula menghitung keluaran koil ( hukum Faraday)

V = -N * change in (( tesla * area meters squared)/ seconds)

N = -1 * (-V/ change in (( tesla * area meters squared)/ seconds))

V: volt N: gulungan Tesla: kuat magnet

http://www.6pie.com/faradayslaw.php

.

Generator mini dari pralon dan triplex:

4- magnet (P:3 L:0.9 T:1.1 cm)

4- koil (kawat email .3mm 400gr)

2- dop pralon ½ in

1- 20cm baut 6mm + 6 mur + 2 ring

2- triplex 10mm uk 6 x 6 cm (atau sesuaikan dengan tebal dan lebar koil yang akan digulung nantinya), bor titik tengahnya

4- triplex 4mm uk 6 x 10 cm (atau sesuaikan dengan panjang rotor bila telah jadi).

Rotor ditempatkan pada gabungan 2 dop pralon ½ in sedemikian rupa sehingga cukup untuk 4 buah magnet mini. Magnet2 tidak dilem, karena sudah cukup kuat saling tarik menarik. Formasi magnet N-S-N-S. Gulungan koil antara 450-470, karena diambil dari bekas koil2 yg dahulu dibuat dg hitungan ingatan, lalu digulung ulang dg menggunakan penggulung koil ber “counter”.

Hubungan keempat koil adalah: 1B-3A, 2B-4A; 1A-2A; maka 3B dan 4B adalah outputnya. Ini hubungan 1 phasa. Dengan memakai daun kipas listrik bekas, pada waktu dites dengan kipas angin listrik, hasil maximumnya adalah 11 volt. Kalau menggunakan exhaust fan hasilnya 5.8 volt. Lumayan untuk sebuah minigen dari kayu.

Kalau ingin lebih besar lagi outputnya, maka gulungan harus diperbanyak, atau putaran lebih kencang, atau kombinasi dari keduanya.

Generator mini 3 phasa (4 magnet 6 koil):

Bahan untuk 3 phasa:

4- magnet (P:3 L:0.9 T:1.1 cm)

6- koil (kawat email 0.3mm 600gr)

1- pipa besi 1 in untuk dudukan magnet

1- 20 cm baut batang 6mm + 6 mur + 2 ring

2- triplex 10mm uk 10.6 x 10.6 cm (atau sesuaikan dengan tebal dan lebar koil yang akan digulung nantinya).

6- triplex 4mm uk 10.4 x 9 cm (atau sesuaikan dengan panjang rotor bila telah jadi).

Membuat stator:

Bentuk kedua triplex 10mm menjadi 6 sudut (buat lingkaran, lalu bagi menjadi 6), lalu bor titik tengahnya. Sudut2 itu harus sesuai dengan panjang koil. Sedangkan keenam triplex 4mm adalah sebagai dudukan koil2, yang direkatkan dengan sekrup kayu. Saya menggunakan lakban sebagai lemnya koil2, agar sewaktu-waktu dibongkar menjadi mudah. Maklumlah, sedang resesi.

Koil2nya merupakan koil bekas yang pernah dipakai untuk generator sebelumnya, jadi tidak lagi repot menggulung baru. Jumlah gulungannya sekitar 450 (kira-kira, karena pada waktu itu menggulung koil2nya masih menggunakan hitungan seingatnya, alias hapalan. Begitu ada yang mengajak bicara, buyar! Terpaksalah gulung ulang).

Membuat rotor:

Masih dengan magnet yang sama, tapi kali ini terpaksa menggunakan sepotong pipa besi diameter 1in sebagai dudukan rotornya. Tujuannya agar supaya jarak magnet dengan koil dapat sedekat mungkin sehingga hasilnya lebih maksimal. Formasi magnet masih tetap N-S-N-S. Keempat magnet dibungkus dengan resin supaya tidak pating seliweran bila diputar kencang. Pipa besi juga diisi resin lalu dibor supaya baut batangan 6mm dapat ditempatkan ditengah rotor, dan dikencangkan dengan mur ujung2nya.

Rumus 3 phasa: Koil = M/2 X 3

Misal jumlah magnet 2 bh (ini minimal ,karena harus ada 2 kutub. Bisa saja hanya dg 1 magnet, asal kutub2nya ada disisi luar berhadapan dg koil), maka jumlah koil 3 bh. Magnet 6 bh koil 9 buah, dst. Tetapi adakalanya jumlah magnet lebih banyak dari koil. Misalnya 4 magnet dg 3 koil. 8 Magnet dg 6 koil, dst. Mana yang terbaik, silahkan berexperimen sendiri. Yang pasti adalah semakin cepat magnet yang melintas, semakin stabil/tinggi voltnya.

Menggabungkan koil untuk menjadikannya 3 phasa:

A=awal (start, kawat yang ditengah/didalam) B=buntut (end, kawat yang paling luar).

Pada contoh generator ini, terdapat 6 buah koil. Akan terdapat 2 buah koil yang berada tepat ditengah 2 buah magnet yang berada pada satu garis lurus (lih gambar), yaitu 1 dan 4, maka keduanya dihubungkan secara seri (buntut-awal). Ini adalah phasa pertama. Kalau diputar (arah jarum jam) rotornya maka koil 2 dan 5 akan berada juga tepat ditengah 2 buah magnet (phasa kedua). Diputar lagi maka koil 3 dan 6 juga akan berada tepat ditengah 2 buah magnet (phasa ketiga).

Intinya: Tiap satu garis lurus hubungkan kedua koilnya secara seri, sehingga terdapat 3 pasang koil (searah jarum jam): 1B-4A, 2B-5A, 3B-6A. Maka 1A-4B= phasa pertama, 2A-5B= phasa kedua, 3A-6B= phasa ketiga. Masing2 phasa bisa diukur berapa muatan listriknya. Kalau jumlah gulungan koil2nya sama maka voltnya pasti juga sama bila rotor berputar stabil. Hasil voltasenya masih AC (arus bolak balik) sesuai dengan magnet2 yang melewatinya selalu berbeda kutub.

Konfigurasi Star

Pada koneksi Star, Awal dari tiap phasa dihubungkan menjadi satu. Buntut (akhir) dari tiap phasa dihubungkan ke masing2 bridge.

Star connection : 1A-2A-3A: gabungkan; 4B, 5B, 6B hubungkan ke masing2 bridge rectifier. Hasilnya s/d 16 VDC.

Konfigurasi Delta

Pada koneksi Delta, Awal dan Buntut masing2 phasa saling berhubungan. Buntut phasa pertama dengan Awal phasa kedua, Buntut phasa kedua dengan Awal phasa ketiga, dan Buntut phasa ketiga dengan Awal phasa pertama.

Delta connection: 1A-6B; 2A-4B; 3A-5B; hubungkan masing2 ke bridge rectifier. Hasil maksimalnya hanya 5V3 DC.

Jelas sudah perbedaan antara Star dan Delta. Kalau pada Star voltnya menjadi 3x lipat tetapi amperenya menjadi lebih kecil. Sedangkan pada Delta ampere lebih besar tetapi voltnya rendah (putaran rotor juga agak lebih berat dibandingkan Star). Sayangnya saya tidak mempunyai amperemeter sehingga tidak terukur amperenya. Ketika menggunakan multimeter (hanya sampai 200mA) ternyata masih tidak terbaca karena ampere generator masih lebih tinggi. Tetapi walaupun ada perbedaan Volt dan Ampere dari keduanya, Wattnya (seharusnya) tetap sama (Power=Watt=Volt x Ampere).

Harus juga diperhatikan bahwa semakin berat bebannya semakin kecil voltasenya, sehingga mau tak mau putarannya harus lebih kencang lagi.

.

1/02/10

3 phasa: magnet lebih banyak daripada koilnya:

Perhatikan contoh diatas. Baik magnet maupun koil tetap saja dibagi menurut posisinya masing-masing. Bahwa lingkaran selalu 360°.

Pada gambar pertama magnetnya ada 12 buah, maka tiap2 magnet pada posisi 360/12= 30°. Demikian pula posisi koil (6bh) pada 360/6= 60°.

Pada gambar kedua magnetnya ada 16 buah, maka tiap2 magnet pada posisi 360/16= 22.5°. Sedangkan koil pada 360/6= 60°.

Sesuai dengan rumusnya M/2X3, artinya magnet selalu berjumlah genap (ingat pada setiap magnet ada 2 kutub), sedangkan koil selalu kelipatan 3 (karena 3 phasa. Misal 3-6-9-12-15-18-21, dst). Intinya adalah bahwa diantara 2 magnet terdapat 3 koil.

Penggabungan rotor dan stator tetap saja pada asnya. Jadi jangan terlalu mempermasalahkan koil sekian harus tepat ditengah magnet, atau diantara magnet sekian. Selama pembagiannya sesuai maka tidak ada masalah berapapun magnet yang dipakai lebih banyak daripada koilnya. Tokh rotor selalu berputar. Yang harus diperhatikan adalah penggabungan koilnya. Itu saja. Bagaimana penggabungannya? Ya bacalah kembali dari awal.

.

13/02/10

Pada gambar diatas koil2 berada tepat dihadapan magnet2. Karena itu hanya bisa sebagai 1 phasa. Contoh diatas adalah 16 magnet dg 9 koil. Bisa saja koilnya ditambah atau dikurangi, atau magnetnya ditambah lebih banyak lagi, tidak menjadi soal. Yang penting adalah bahwa titik tengah koil2nya harus selalu berada tepat dihadapan magnet. Hasilnya (V dan A) juga tidak jauh berbeda dg yang lain; tentu saja kalau koilnya lebih banyak maka Vnya juga lebih besar. Semakin besar diameter kawatnya maka Ampernya juga semakin besar.

Penggabungannya: 1B-2A, 2B-3A, 3B-4A, 4B-5A, 6B-7A, 7B-8A, 8B-9A (searah jarum jam). Maka kawat 1A dan 9B adalah outputnya.

Ketiga gambar diatas adalah contoh generator yang rotornya berada ditengah koil2. Artinya rotor dikelilingi oleh koil2. Boleh saja rotor saling berhadapan dg statornya, tidak menjadi masalah. Yang penting adalah magnet2 senantiasa melintasi/memotong koil secara bergantian kutub2nya.

Mudah-mudahan tambahan keterangan diatas semakin dapat dipahami.