BS - Bab 2 Motor Listrik [PDF]

Citation preview

BAB II MOTOR LISTRIK PADA PERALATAN RUMAH TANGGA A. Ruang Lingkup Untuk mempermudah mempelajari Bab 2, perhatikan peta konsep di bawah ini.



Berbagai jenis motor listrik yang digunakan pada peralatan rumah tangga



motor listrik pada peralatan rumah tangga



Berbagai jenis peralatan rumah tangga yang mengunakan motor listrik



B. Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari Bab 2 Motor Listrik pada Peralatan Rumah Tangga, siswa diharapkan dapat: 1. Menyebutkan jenis-jenis motor listrik yang digunakan pada peralatan rumah tangga 2. Menyebutkan bagian-bagian dan fungsi dari motor listrik 3. Menjelaskan prinsip kerja motor listrik satu fase. 4. Menyebutkan peralatan rumah tangga yang menggunakan motor listrik 5. Mengelompokkan jenis-jenis motor listrik yang digunakan pada peralatan rumah tangga 6. Menunjukkan bagian-bagian motor listrik 7. Menunjukkan berbagai jenis peralatan rumah tangga yang menggunakan motor listrik 27



C. Kegiatan Pembelajaran pertemuan 1 Ayo mengamati Coba perhatikan gambar berikut.



Gambar 2.1 peralatan rumah tangga sumber : www.blibli.com



Manakah alat yang menggunakan energi listrik? Energi apa yang dihasilkan oleh alat tersebut? Apa nama alat yang dapat menghasilkan energi gerak? Ayo membaca 1. Motor Listrik pada Peralatan Rumah Tangga Motor listrik adalah mesin yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Motor listrik terbagi atas beberapa jenis. Berikut penjelasan mengenai jenis-jenis motor listrik yang digunakan pada alat elektronik rumah tangga. Jenis motor listrik 1) Motor fase belah atau split phase 2) Motor universal 3) Motor kutub bayangan atau shaded pole 28



1) Motor fase belah Motor split phase/motor fasa belah bisa juga disebut sebagai motor resistansi star/motor star dengan tahanan seperti motor listrik lainnya. Motor split phase terdiri dari dua bagian, yaitu stator



dan



sedangkan



rotor.



Rotornya



statornya



dalam



terdapat



dua



bentuk



rotor



gulungan



sangkar,



utama



dan



gulungan bantu. Lilitan stator terdiri dari lilitan utama (starting



winding) dan lilitan bantu (running winding).



Gambar 2.2 Motor Split Phasa sumber : electicala2z.com



Susunan bagian-bagian pokok motor fasa belah terdiri dari: • Stator • Rotor • Tutup sebagai penyangga



(a) motor fase belah



(b) stator



(c) rotor sangkar tupai



Gambar 2.3 bagian-bagian motor split fase sumber : electicala2z.com 29



a) Stator Stator adalah bagian motor yang diam b) Rotor Rotor adalah bagian yang berputar. Tipe rotor yang digunakan adalah tipe gulungan sangkar tupai. c) Tutup sebagai penyangga rotor. Pada kedua tutup terdapat bantalan (bearing) penyangga poros rotor. Prinsip Kerja Motor Split Phase adalah pada saat motor mulai dijalankan, sakelar sentrifugal akan berada pada posisi menutup. Jika kumparan utama dan kumparan bantu dihubungkan ke sumber tegangan, maka arus mengalir ke kumparan utama dan bantu dengan fase yang berbeda. Perbedaan fase tersebut ditimbulkan dari medan magnet antara medan stator kumparan utama dan kumparan bantu. Kedua medan kumparan utama dan kumparan bantu menghasilkan medan putar pada stator yang menyebabkan rotor berputar.



Gambar 2. Skema Motor Split fase Sumber : Instalasi Motor Listrik Kelas XI



Pemakaian Motor Split Phase biasanya digunakan untuk fan, blower, washing machines, evaporator cooler, pompa sentrifugal, food mixer, dan lain-lain. Kekurangan Motor Split Phase adalah torsi start motor ini rendah, sehingga tidak dapat memikul beban tinggi.



30



2) Motor UniversaL Motor ini dapat menggunakan tegangan listrik arus balak balik (ac) atau listrik arus searah (dc) dengan menghasilkan kecepatan yang sama. Kecepatan beban nol motor ini sangat tinggi. Namun pada saat beban dipasang, maka kecepatan motor berkurang dan akan terus berkurang jika bebannya bertambah lagi. Pengaturan kecepatan motor universal dapat dilakukan dengan cara



memasang



tahanan



depan



(rheostat



resistance) yang



dihubungkan seri dengan motor. Tahanan depan yang diatur bervariasi



pada



motor



akan



memberikan



bervariasi



pada



motor,



sehingga



fungsi



tegangan



tegangan



masuk



terhadap



kecepatan sesuai dengan formula dasar dari motor listrik. Pengaturan kecepatan kedua adalah dengan kumparan medan dibuat dalam beberapa tingkat (step) untuk memberikan variasi impedansi lilitan medan, sehingga fluks medan terhadap kecepatan sesuai dengan rumus dasar motor listrik. Dengan pengaturan tap-tap lilitan medan (impedansi medan), maka kecepatan motor dapat diatur. Kopel start motor universal cukup besar dan kecepatannya bervariasi menurut beban.



Gambar 2.4 Motor Universal sumber : www.scoop.it



31



Konstruksi Motor Universal 1) Stator Stator adalah bagian yang diam, tempat kumparan medan magnit diletakkan. 2) Rotor Rotor disebut juga jangkar (armature) yaitu bagian yang berputar. stator



rotor



Gambar 2.2. Bagian-bagian motor universal sumber : sumber : www.scoop.it



Rotor (armature) yaitu bagian yang berputar. Rotor terdiri dari dua bagian, yaitu jangkar dan komutator. Jangkar adalah tempat belitan kawat email dan ujung-ujung belitanya ditempatkan pada komutator yang sesuai dengan langkah belitan jangkar. Salah satu ujung poros rotor (shaft) dibuat roda gigi memanjang untuk tempat memindahkan beban atau meneruskan putaran motor ke alat lain. Motor universal sering di gunakan dalam vacuum



cleaner, sewing machine, hand tools, dan peralatan yang membutuhkan putaran tinggi. Kerusakan yang sering terjadi pada motor universal adalah (1) sikat arang mengeluarkan bunga api karena kedudukan



sikat



tidak



tepat,



perpendekan



sikat,



dan



komutatornya kotor, (2) gulungan magnit terbakar karena tegangan yang tidak sesuai, dan (c) lamel komutator aus, sikat arang terlalu keras. 32



3) Motor kutub bayangan (shaded pole) Motor shaded pole atau motor kutub bayangan adalah sebuah motor induksi satu fasa yang dilengkapi dengan belitan bantu yang dihubungkan secara paralel dengan belitan utama. Stator motor shaded pole berbentuk sepatu kutub (salient). Kumparan stator hanya terdiri dari kumparan utama. Untuk membentuk medan putar, maka dipasang shaded coil yang merupakan suatu rangkaian tertutup pada sepatu kutub tersebut. Tegangan bolak balik dari kumparan utama akan diinduksikan pada shaded coil. Dengan adanya tegangan induksi ini, maka pada shaded coil akan



mengalir



arus dan menimbulkan



fluks lawan



dari



kumparan utama. Rotor berbentuk sangkar, stator motor shaded pole berbentuk sepatu kutub (salient), kumparan stator hanya terdiri dari kumparan utama, dan memiliki kutub bayangan dengan menggunakan shaded coil (suatu rangkaian tertutup pada kutub sepatu tersebut).



Gambar 2. Penampang motor shaded pole Sumber :



Stator dalam motor shaded pole merupakan kutub-kutub yang bagian permukaannya ditempatkan cincin yang terbuat dari tembaga. Cincin inilah yang menyebabkan terjadinya kutub bayangan. Rotor dalam motor shaded pole adalah bagian yang berputar dan tipenya adalah rotor sangkar. Penyangga poros 33



rotor ini sangat sederhana yang dibuat dari besi plat yang dibentuk sedemikian rupa, sehingga dapat memegang bagian rotor yang berputar.



Gambar 2. motor kutub bayangan sumber :



Bagian lengkap dari motor kutub bayangan seperti terlihat pada gambar berikut. 1) Stator Bagian



stator



merupakan



kutub-kutub



yang



bagian



permukaannya ditempatkan cincin yang terbuat dari tembaga. Cincin inilah yang menyebabkan terjadinya kutub bayangan. 2) Rotor Rotor adalah bagian yang berputar dan tipenya adalah rotor sangkar 3) Penyangga Penyangga poros rotor ini dibuat dari besi plat yang memegang bagian rotor yang berputar.



Gambar 2. Bagian-bagian motor kutub bayangan sumber : blog.itb.ac.id



34



Motor kutub bayangan digunakan pada alat-alat listrik yang memerlukan putaran dengan torsi yang ringan seperti kipas angin, pompa air akuarium. Kerusakan yang sering terjadi adalah kumparan penguat medan sering terbakar yang disebabkan putaran rotor terganggu atau macet. Untuk memperbaikinya, dapat digulung ulang. Ayo Berdiskusi Bentuklah kelompok bersama teman sebangkumu. Carilah 5 kata yang berhubungan dengan motor listrik pada kumpulan huruf berikut! Tuliskan kata-kata tersebut pada tabel! Carilah arti dari kata-kata tersebut pada kamus! v n f m m q m



h i b r o r o



t e u o t f t



e n d t o n o



r q i o r m r



o i k r k o f



t w e s u t a



o b a a t o s



r y r n u r e



r l m g b u b



f n a k b n e



b i t a a i l



s s u r y v a



c t r t a e h



n a a u n r f



k t n p g s g



l o m a a a w



x r o i n l x



Tabel 1. Kata-kata pada kumpulan huruf



No 1. 2. 3. 4. 5.



Kata



Arti



35



pertemuan 2 Ayo berdiskusi Setelah membaca teks "Motor Listrik pada Peralatan Rumah Tangga" identifikasi jenis-jenis motor listrik sesuai format berikut. Motor



Motor Split Fase



Universal



Ayo Mengamati Isilah keterangan pada gambar berikut. Motor Split Fase



............................



.................



.................



36



.................



Motor bayangan



kutub



Motor Universal .........................



.............................



Motor Kutub Bayangan



................



.............



Ayo praktekkan Bersama teman sebangkumu, amatilah ketiga jenis motor listrik yang digunakan pada peralatan rumah tangga. Tunjukkan bagianbagian-bagian motor listrik.



37



Pertemuan 3 Ayo membaca Prinsip Kerja Motor Listrik satu Fasa Motor listrik merupakan sebuah alat yang berguna untuk mengubah suatu energi listrik diubah menjadi suatu energi mekanik (gerak). Dan alat yang mempunyai fungsi yang sebaliknya, dimana berguna untuk mengubah energy mekanik diubah menjadi energi listrik disebut dengan dinamo atau generator. Motor listrik ini bisa kita temukan pada beberapa peralatan rumah tangga yang ada di sekitar kita, misalnya saja seperti mesin cuci, kipas angin, pompa air, blender, mixer, penyedot debu dan yang lainnya. Pada motor listrik ini tenaga listrik akan diubah menjadi suatu tenaga mekanik. Perubahan tersebut dilakukan dengan cara mengubah tenaga listrik tersebut menjadi energi magnet atau yang disebut dengan elektromagnet. Kutub-kutub magnet yang sama akan saling tolak-menolak sedangkan kutubkutub yang berlawanan akan tarik-menarik. Maka dari itu dapat diperoleh suatu gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet di sebuah poros yang bisa berputar, kemudian magnet yang lainnya pada suatu kedudukan atau posisi yang tetap. Prinsip kerja motor listrik adalah ketika sumber AC diberikan pada stator winding dari motor, maka arus dapat mengalir pada stator winding. Jumlah medan magnet (fluks) yang dihasilkan oleh sumber AC pada stator winding tersebut disebut sebagai fluks utama. Karena munculnya fluks utama ini maka fluks medan magnet dapat dihasilkan oleh stator. Misalkan lagi rotor dari motor tersebut sudah diputar sedikit. Karena rotor berputar maka dapat dikatakan bahwa konduktor pada rotor akan bergerak melewati stator winding. Karena konduktor pada rotor bergerak relatif terhadap fluks pada stator winding, akibatnya muncul tegangan ggl 38



(gaya gerak listrik) pada konduktor rotor sesuai dengan hukum faraday. Anggap lagi motor terhubung dengan beban yang akan dioperasikan. Karena motor terhubung dengan beban maka arus dapat mengalir pada kumparan rotor akibat adanya tegangan ggl pada rotor dan terhubungnya rotor dengan beban. Arus yang mengalir pada rotor ini disebut arus rotor. Arus rotor ini juga menghasilkan fluks yang dinamakan fluks rotor. Interaksi antara kedua fluks inilah yang menyebabkan rotor didalam motor dapat berputar sendiri. Karena kemampuanya menghasilkan putaran, maka motor listrik banyak digunakan dalam peralatan rumah tangga. Ayo berdiskusi Bentuklah kelompok bersama teman sebangkumu. Carilah 5 kata yang berhubungan dengan prinsip kerja motor listrik pada kumpulan huruf berikut! Tuliskan kata-kata tersebut pada tabel! Carilah arti dari kata-kata tersebut pada kamus! v n f m a



h i b r r



t e g o u



e n e t s



f e n e l



l l e g i



u e r a s



k k a n t



s t t g r



g r o a i



e o r n k



b m t w y



s a u d m



c g r h b



n n a q c



k e n h s



l t m m f



x z o z z



Tabel 1. Kata-kata pada kumpulan huruf



No 1. 2. 3. 4. 5.



Kata



Arti



39



Pertemuan 4,5,6 Ayo Mengamati Kita akan melihat langsung motor listrik satu fasa Aktivitas yang akan kita lakukan adalah sebagai berikut : a. Buat kelompok beranggotakan 3 orang b. Pilih satu orang sebagai ketua kelompok c. Amatilah berbagai jenis motor listrik satu fasa d. Amatilah bagian-bagian motor listrik tersebut. 1) Bagian rotor 2) Bagian stator e. Buatlah laporan hasil pengamatan dengan format di bawah ini Tabel 1.1 Laporan hasil pengamatan LAPORAN HASIL PENGAMATAN Waktu Pengamatan Jenis Motor Listrik Gambar motor listrik



Bagian-bagian listrik



40



motor



Ayo Simpulkan Kamu sudah mengamati langsung berbagai jenis motor listrik satu fasa. Simpulkan hasil kegiatan pembelajaranmu. Isilah tabel di bawah ini. Tabel 1.2 Hasil identifikasi motor listrik No. Hal



yang Hasil identifikasi



diidentifikasi 1.



Jenis



Motor



Listrik 2.



Bagian-bagian motor listrik



Pertemuan 7 2. Peralatan Rumah Tangga yang Menggunakan Motor Listrik Ayo Membaca Motor Listrik banyak digunakan pada berbagai peralatan rumah tangga. Diantaranya adalah kipas angin, mixer, blender, pengisap debu, motor mesin jahit, dan mesin pompa air listrik. a) Kipas angin



Kipas angin adalah alat yang berfungsi sebagai pendingin udara, penyegar udara, ventilasi (exhaust fan).



41



Alat ini banyak digunakan oleh masyarakat yang tinggal di daerah panas, seperti Jakarta atau Surabaya, dan kota-kota yang dekat dengan kawasan pantai. Di dalam kipas angin terdapat sebuah motor listrik yang berperan untuk memutar baling-baling kipas, di sini as/poros pada motor listrik langsung terhubung dengan baling-baling yang berfungsi menggerakkan udara sehingga menjadi angin yang terhembus ke satu arah. b) Mixer Mixer adalah alat yang biasa digunakan untuk membuat adonan kue atau telur. Di dalam mixer terdapat motor listrik yang berfungsi memutar dua buah pengaduk yang nantinya akan mencampur adonan yang ada di dalam suatu wadah. Pada mixer terdapat pilihan putaran motor listrik yang yang memiliki perbedaan putaran motor mulai dari putaran pelan-sedangcepat, dan ada pula tombol khusus yang digunakan untuk memutar pengaduk dengan kecepatan penuh. c) Blender Blender adalah alat untuk melumatkan bahan makanan. Dalam blender, terdapat Motor listrik yang berada pada bagian bawah badan blender. Motor listrik akan memutar as yang terpasang pisau kecil yang akan berputar dan menghancurkan makanan atau buah-buahan yang ada di dalam gelas besar blender. Putaran motor dapat diatur dengan beberapa tombol sehingga putaran blender mempunyai variasi putaran yang berbeda mulai dari lambat-sedang-kencang. Selain itu ada juga tombol khusus yang berfungsi memutar motor pada kecepatan penuh. d) Alat penghisap/penyedot debu (vacuum cleaner) Alat pengisap debu merupakan peralatan yang berfungsi untuk membersihkan debu pada karpet, sofa dan perabot rumah tangga yang lain. Motor listrik yang berada di dalam vacuum 42



cleaner akan memutar baling-baling/kipas/blower yang akan menyedot partikel kecil seperti debu melalui selang fleksibel, kemudian partikel kecil tersebut akan melewati sebuah saringan /filter dan akan terperangkat/nyangkut pada filter tersebut, maka udara yang didorong oleh kipas akan dialirkan ke lubang pembuangan. e) Pompa air listrik As atau poros motor listrik pada mesin pompa air listrik yang berputar akan terhubung dengan roda gigi yang berfungsi menyedot/menarik



air



dari



pipa



penyedot



dan



sekaligus



mengalirkan/mendorong air tersebut ke pipa pengeluaran. As tersebut juga akan terhubung dengan kipas yang berfungsi mendinginkan motor. f) Motor mesin jahit banyak dipakai karena fungsinya sebagai pengganti pedal mekanik untuk menjalankan bagian-bagian mekanis dari mesin jahit. Ayo berdiskusi Tariklah garis yang menunjukkan alat menggunakan motor listrik



Alat yang menggunakan motor listrik



43



Ayo Setelah



berdiskusi membaca



bacaan



tentang



peralatan



rumah



tangga yang menggunakan motor listrik, diskusikan latihan berikut bersama teman sebangkumu. Pasangkanlah nama peralatan yang ada di ruas kanan dengan fungsinya yang ada di ruas kiri dengan tepat.



44



Nama peralatan elektronik rumah tangga Kipas angin



Gambar Peralatan elektronik rumah tangga •



•



Mixer



•



•



Blender



•



•



Motor mesin jahit



•



•



Pengisap debu



•



•



Pompa air listrik



•



•



Pertemuan 8 Ayo Mencari tahu Kamu



sudah



mengenal



peralatan



rumah



tangga



yang



menggunakan motor listrik. Peralatan tersebut tentu sangat 45



membantu dalam mengerjakan pekerjaan rumah tangga. Carilah di internet, fungsi dari peralatan elektronik rumah tangga yang terdapat pada tabel berikut. Nama elektronik tangga Kipas angin



peralatan Fungsi rumah



Mixer Blender Motor mesin jahit Pengisap debu Pompa air listrik



Ayo Mencari tahu Pada bacaan, sudah disebutkan beberapa peralatan rumah tangga yang menggunakan motor listrik. Carilah di internet, peralatan rumah tangga lain yang juga menggunakan motor listrik. Tulislah nama alat, tempelkan gambarnya, dan tulis fungsi alat tersebut. No Nama Alat 1. 2. 3. 4. 5.



Gambar



Fungsi



Pertemuan 9 Ayo menalar Coba



amati gambar



peralatan elektronik



berikut ini. Tentukan



peralatan yang menggunakan motor listrik dan menggunakan pemanas. 46



Berilah tanda (V) sesuai dengan jenis peralatannya. No Peralatan elektronik tangga 1.



Menggunakan rumah motor listrik



Menggunakan pemanas



2.



3.



4.



5.



6.



47



7.



8.



9.



10.



48



11.



12.



Sudahkah kamu dapat menentukan alat elektronik yang menggunakan motor listrik? Apakah ciri-ciri peralatan tersebut? Ayo Mencoba Kamu sudah membaca berbagai peralatan yang menggunakan motor listrik dan pemanas. Cobalah untuk mengelompokkan peralatan tersebut. Peralatan rumah tangga yang menggunakan motor listrik No



Gambar



Nama Alat



Peralatan rumah tangga yang menggunakan pemanas No



Gambar



Nama Alat



Pertemuan 10 Ayo Cari tau 49



Kamu



sudah



mengetahui



alat-alat



rumah



tangga



yang



menggunakan pemanas. Carilah di internet, fungsi alat-alat tersebut, dan tulislah pada tabel berikut. No 1. 2. 3. 4. Dst.



Nama alat



Fungsi



Pertemuan 11 Ayo cari tau Carilah informasi di internet, alat elektronik rumah tangga yang menggunakan motor split fase, motor universal dan motor kutub bayangan. Buat sesuai format berikut. No



Motor Listrik



Peralatan rumah tangga



Kegiatan bersama orangtua Kamu sudah mengetahui berbagai peralatan rumah tangga. Tanyalah orang tuamu peralatan elektronik apa saja yang kamu miliki di rumah. Tulislah nama dan merk dari peralatan tersebut. No Nama Alat



merk



D. Rangkuman 1. Motor Listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik (gerak). 2. Motor Listrik satu phasa dikelompokkan menjadi 3 jenis yaitu: 50



a. Motor fasa belah atau split phase b. Motor universal c. Motor kutub bayangan atau shaded pole 3. Motor Listrik terdiri atas bagian yang diam (stator) dan bagian yang berputar (rotor) 4. Peralatan rumah tangga yang menggunakan motor listrik diantaranya kipas angin, mixer, blender, pengisap debu, motor mesin jahit dan pompa air listrik. E. Latihan/ Tugas Latihan 1 Tes pengetahuan a) Soal Pilihan Ganda 1. Motor Listrik mengubah energi listrik menjadi energi.... a. panas b. gerak c. cahaya d. suara 2. Motor listrik terdiri atas bagian diam, yang disebut.... a. armatur b. rotor c. stator d. poros 3. Perhatikan gambar berikut.



Merupakan jenis motor.... 51



a. universal b. kutub bayangan c. kutub belah



d. split fase



4. Gambar berikut adalah komponen motor listrik yang disebut....



a. cincin b. rotor c. stator d. poros 5. Bagian motor pada gambar berikut disebut....



a. cincin b. rotor c. stator d. poros 6. Peralatan rumah tangga yang menggunakan motor listrik adalah.... a. Oven b. Setrika c. Dispenser 52



d. Mixer



7. Perhatikan gambar. Nama alat tersebut adalah...



a. Kipas angin b. blender c. magic com d. mixer 8. Mixer ditunjukkan oleh gambar....



a. b.



c. 53



d. 9. Alat yang berfungsi untuk mengisap debu adalah....



a.



b.



54



c.



d. 10.



Alat yang berfungsi untuk menyedot air dari sumber dan



mendorong ke penampungan adalah .... a. bor listrik b. mesin pompa air c. kipas angin d. pengisap debu b) Soal uraian 1) Sebutkan 3 jenis motor listrik 1 fase 2) Sebutkan bagian-bagian motor listrik 3) Sebutkan nama-nama bagian motor listrik berikut.



55



4) Sebutkan 4 buah peralatan rumah tangga yang menggunakan motor listrik 5) Sebutkan 4 buah peralatan rumah tangga yang menggunakan pemanas. Latihan 2 Tes kinerja Disajikan berbagai jenis peralatan elektronik rumah tangga. Siswa dapat mengelompokkan jenis peralatan rumah tangga. Pernahkah kamu melihat berbagai jenis peralatan rumah tangga? Adakah berbagai peralatan rumah tangga di sekitarmu? Coba



amati gambar



peralatan berikut ini. Kelompok



peralatan yang menggunakan motor listrik dan peralatan yang menggunakan pemanas. Tuliskan nama masing-masing peralatan dan fungsinya pada tabel.



1



56



2



3



4



5



6



7



8



9



10



11



12



Pengelompokan peralatan elektronik rumah tangga. No



Nama peralatan yang Fungsi menggunakan motor listrik



57



No



Nama peralatan yang Fungsi menggunakan pemanas



F. Remedial dan Pengayaan 1. Remidial Kegiatan



ini



mengulang



materi



sebelumnya



dengan



menggunakan media pembelajaran yang berbeda. Dilakukan dengan melihat tayangan video peralatan rumah tangga yang menggunakan motor listrik. 2. Pengayaan Siswa memperkaya pengetahuan tentang macam-macam motor listrik satu fasa dengan membaca srtikel yang terdapat dalam buku siswa atau sumber lain yang relevan.



58