Laporan Kipas Angin [PDF]

Citation preview

“LAPORAN KIPAS ANGIN”



PRAKTEK KE-2



NAMA



:



NIM



:



KELAS



: PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO C



MATA KULIAH



: ELEKTROMEKANIK



KELOMPOK



:2



FAKULTAS TEKNIK JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS NEGERI MEDAN 2019



PENDAHULUAN Kipas angin dipergunakan untuk menghasilkan angin. Fungsi yang umum adalah untuk pendingin udara, penyegar udara, ventilasi (exhaust fan), pengering (umumnya memakai komponen penghasil panas). Kipas angin juga ditemukan di mesin penyedot debu dan berbagai ornamen untuk dekorasi ruangan. Kipas angin secara umum dibedakan atas kipas angin tradisional antara lain kipas angin tangan dan kipas angin listrik yang digerakkan menggunakan tenaga listrik. Perkembangan kipas angin semakin bervariasi baik dari segi ukuran, penempatan posisi, serta fungsi. Ukuran kipas angin mulai kipas angin mini (Kipas angin listrik yang dipegang tangan menggunakan energi baterai), hingga kipas angina yang dipergunakan untuk rumah atau sebuah perusahaan. Kipas angin digunakan juga di dalam Unit CPU komputer seperti kipas angin untuk mendinginkan processor, kartu grafis, power supply dan Cassing. Kipas angin tersebut berfungsi untuk menjaga suhu udara agar tidak melewati batas suhu yang di tetapkan. Kipas angin juga dipasang pada alas atau tatakan Laptop untuk menghantarkan udara dan membantu kipas laptop dalam mendinginkan suhu laptop tersebut. Kipas angin dapat dikontrol kecepatan hembusan dengan 3 cara yaitu menggunakan pemutar, tali penarik serta remote control. Perputaran baling-baling kipas angin dibagi dua yaitu centrifugal (Angin mengalir searah dengan poros kipas) dan Axial (Angin mengalir secara pararel dengan poros kipas). Bagian-Bagian utama kipas angin yaitu : 1) Motor penggerak 2) Bagian kipas 3) Rumah kipas 4) Rumah motor 5) Stand atau dudukan kipas lengkap dengan pengatur kecepatan a. Motor penggerak Jenis motor listrik yang dipakai umumnya motor induksi fasa belah yaitu motor kapasitor. Motor ini mempunyai kumparan utama dan kumparan bantu yang diseri dengan kapasitor. Rotornya jenis rotor sangkar. Untuk kipas angin yang kecil, dipakai motor penggerak jenis kutub bayangan (shaded pole).



b. Bagian Kipas Kipas yang berbentuk baling-baling adalah bagian yang berputar dan satu poros dengan rotor motor. Bagian kipas dilindungi oleh rumah kipas berbentuk kisi-kisi atau tralis. c. Rumah motor Rumah motor adalah tempat dudukan untuk meletakkan motor dan komponenkomponen lainnya dan dibuat dari bahan ebonite. d. Stand atau dudukan kipas Alat ini untuk menempatkan kipas dan rotor penggeraknya, dilengkapi dengan alat/tombol pengatur kecepatan serta tombol on/off motor. Untuk lebih jelasnya lihat gambar bagian-bagian konstruksi kipas angin di bawah. Perawatan dan Pemeriksaan Kipas Angin



TEORI 2.1 Gaya Lorentz Jika arus listrik mengalir dari A ke B ternyata pita dari alumunium foil melengkung ke atas , ini berarti ada sesuatu gaya yang berarah keatas akibat adanya medan magnet homogen dari utara ke selatan. Gaya ini selanjutnya disebut sebagai gaya magnetic atau gaya Lorentz. Jika arus listrik dibalik sehingga mengalir dari B ke A, ternyata pita dari aluminium foil melengkung ke bawah. Jika arus listrik diperbesar maka aluminium foil akan melengkung lebih besar. Ini berarti besar dan arah gaya Lorentz tergantung besar dan arah arus listrik. Karena gaya Lorentz ( FL ) , arus listrik ( I ) dan medan magnet ( B ) adalah besaran vector maka peninjauan secara matematik besar dan arah gaya Lorentz ini hasil perkalian vector (cros-product) dari I dan B.



F=IxB



Besarnya gaya Lorentz dapat dihitung dengan rumus: FL = I.B sinθ (berlaku untuk panjang kawat 1 meter) Perhitungan diatas adalah gaya Lorentz yang mempengaruhi kawat tiap satuan panjang. Jadi jika panjang kawat = l , maka besar gaya Lorentz dapat dihitung dengan rumus : F = I . l . B . Sin θ Keterangan: F = gaya Lorentz dalam newton ( N ) I = kuat arus listrik dalam ampere ( A ) l = panjang kawat dalam meter ( m ) B = kuat medan magnet dalam Wb/m2 atau tesla ( T ) θ = sudut antara arah I dan B



Dari rumus di atas ternyata jika besar sudut θ adalah : •



Θ =900 , arah arus listrik dan medan magnet ( I dan B ) saling tegak lurus maka F mencapai maksimum



•



Θ = 00 , arah arus listrik dan medan magnet ( I dan B ) saling sejajar maka F = 0 atau kawat tidak dipengaruhi gaya Lorentz



Dalam menentukan arah gaya magnetik yang dialami kawat berarus listrik di dalam medan magnetik dapat digunakan kaidah tangan kanan berikut ini. Jika telapak tangan kanan dibuka sedemikian sehingga keempat jari yang dirapatkan menunjuk arah medan magnetik B dan ibu jari menunjuk ke arah arus listrik, arah dorong telapak tangan menunjukkan arah gaya magnetik F yang dialami oleh kawat berarus.



Gambar 10.31 Kaidah tangan



Jadi, arah gaya magnetik dengan kaidah tangan kanan menunjukkan: a. ibu jari sebagai arah arus (I); b. arah gaya magnetik keluar dari telapak tangan (F); c. arah medan magnet (B) searah dengan empat jari.



2.2 Gaya Lorentz pada Kipas Angin Dalam kipas angin terdiri dari beberapa komponen yaitu sepasang magnet U pada bagian yang diam dan kumparan besi yang bergerak dalam motor listrik. Saat listrik mengalir pada lilitan kawat dalam kumparan besi yang menjadikan besi menjadi magnet, sehingga terjadi gaya tolak – menolak antara sepasang magnet dan kumparan besi membuat gaya berputar. Pada saat sakelar buka arus listrik akan mengalir pada kumparan stator motor dan menimbulkan gaya gerak listrik sehingga rotor motor berputar.



Sebagai alat elektrik berarus AC, prinsip kerja kipas angin sangatlah luas, antara lain ialah sebagai berikut: 



Terdapat motor listrik yang bergerak dari energy listrik menjadi energy gerak. Di dalam motor listrik ada kumparan besi dan magnet U.







Lilitan kawat pada kumparan besi dialiri oleh listrik dan menjadi magnet. Berhubung gaya magnet saling tolak menolak dikedua kutubnya, menjadikan gaya berputar yang berlangsung secara periodik pada kumpara besi bersangkutan.







Baling-baling kipas angin terletak pada poros dari kumparan besi. Jika aliran listrik diaktifkan, maka akan menimbulkan gaya magnet untuk mengoptimalkan laju hembusan angin pada kipas. Disimpulkan bahwa cara kerja kipas angin dimulai dari energi listrik yang diubah



menjadi energy gerak melalui motor listrik. Di dalam motor listrik tersebut, terdapat sepasang magnet U dibagian yang diam dan kumparan besi yang bergerak. Nantinya, listrik yang mengalir dibagian lilitan pada kumparan besi akan diubah menjadi magnet. Dari magnet itulah akan memunculkan gaya berputar. Jika menginginkan hembusan angin yang besar, harus ditambahkan tegangan listrik dibagian kumparan besi. Secara singkat, saklar yang dinyalakan akan timbul arus listrik yang menuju kebagian kumparan stator motor. Barulah gaya gerak listrik akan timbul dan rotor motor menjadi berputar. Nantinya pada bagian ujung rotor yang ada kipasnya akan berputar sesuai dengan skala yang dimiliki oleh kipas angin tersebut. Sehingga, cara mengoperasikan kipas angin sangatlah mudah dan praktis. Begitu pula dengan perbaikan bilamana terjadi ketidaknormalan fungsi. Cara merakit kipas angin bisa dimulai dengan kesesuaian tata letak sebelumnya. Jadinya tak ada bagian yang hilang pada komponen kipas angin itu sendiri, terutama saat sedang dirakit



HASIL PRATIKUM Kipas yang diputar di ruangan dapat dikontrol kecepatan angin dengan 3 cara, yaitu: menggunakan tali penarik, pemutar dan remote control. Pada perputaran baling-baling dibagi menjadi dua yang pertama adalah sentrifugal adalah kipas yang dibagi searah dengan poros dan yang kedua adalah aksial yaitu angin yang mengalir dengan pararel dengan poros kipas. Kipas angin terdiri dari berbagai komponen di dalamnya, yaitu: 1. Blade (baling–baling)



Blade adalah suatu benda yang berputar yang menghasilkan angin pada kipas angin. 2. Front Guard



Fungsinya sebagai pelindung blade agar tidak di sentuh saat blade berputar.



3. Motor Cover



Ini juga sebagai pelindung motor.



4. Swicth



sebagai pengendali motor. 5. Has



Ini yang ada didalam motor, tapi ini lah yang dapat berputar dalam motor. 6. Motor Kipas Angin



Ini adalah hal yang paling utama dalam motor. Ini yang membuat kipas angin dapat bergarak.



7. Kapasitor



Menyimpan dan membuang arus listrik



11. Bearing



Untuk mengurangi gesekan dari suatu putaran



ANALISIS DATA



1. Analisa jenis motor yang dimiliki kipas angina 2. Analisa apakah yang berputar jangkar atau kutub yang berputar? Yaitu : jangkar, karena berdasarkan teori berikut ini : Teori Motor : Motor adalah piranti elektronik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik berupa gerak rotasi. Pada motor terdapat jangkar dengan satu atau lebih kumparan terpisah. Tiap kumparan berujung pada cincin belah (komutator). Dengan adanya insulator antara komutator, cincin belah dapat berperan sebagai saklar kutub ganda (double pole, double throw switch). Motor bekerja berdasarkan prinsip gaya Lorentz, yang menyatakan ketika sebuah konduktor beraliran arus diletakkan dalam medan magnet, maka sebuah gaya (yang dikenal dengan gaya Lorentz) akan tercipta secara ortogonal diantara arah medan magnet dan arah aliran arus. Mekanisme ini diperlihatkan pada Gambar berikut ini.



Bagan mekanisme kerja motor magnet permanen Motor jenis ini memiliki dua buah magnet permanen sehingga timbul medan magnet di antara kedua magnet tersebut. Di dalam medan magnet inilah jangkar/rotor berputar. Jangkar yang terletak di tengah motor memiliki jumlah kutub yang ganjil dan pada setiap kutubnya terdapat lilitan. Lilitan ini terhubung ke area kontak yang disebut komutator. Sikat (brushes) yang terhubung ke kutub positif dan negatif motor memberikan daya ke lilitan sedemikian rupa sehingga kutub yang satu akan ditolak oleh magnet permanen yang berada di dekatnya, sedangkan lilitan lain akan ditarik ke magnet permanen yang lain sehingga menyebabkan jangkar berputar. Ketika jangkar berputar, komutator mengubah lilitan yang



mendapat pengaruh polaritas medan magnet sehingga jangkar akan terus berputar selama kutub positif dan negatif motor diberi daya. Motor : Belitan jangkar pada rotor dialiri arus searah => Interaksi arus jangkar pada rotor dan medan pada stator => menghasilkan torsi putar pada poros PRINSIP KERJA 



Belitan medan => dicatu arus bolak balik 3 fase => intinya menjadi kutub magnetik => bersifat medan putar selaras dengan frekuensi (f) arus masuk stator.







Belitan jangkar => terhubung singkat (di dalam motor atau di luar motor dengan resistor) => pada belitan timbul ggl dan arus induksi.







Interaksi arus induksi pada rotor dan medan putar pada stator => menghasilkan torsi putar pada poros (rotor), dengan frekuensi sinkron ns.p/120 Hz. ns = kecepatan poros per menit, p = jumlah kutub.







Oleh karena poros berputar setelah jangkar terjadi arus induksi, maka kecepatan poros tertinggal atau terjadi slip terhadap medan putar, sebesar s = (ns – n}/ns. n = putaran rotor. 3. Analisa efek putaran gaya Lorentz Adanya gaya magnet pada penghantar berarus listrik di dalam medan magnet memungkinkan berputarnya kumparan penghantar berarus listrik di dalam medan magnet. Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Motor listrik dapat ditemukan pada peralatan rumah tangga seperti kipas angin, mesin cuci, dan lain sebagainya. Apabila arus listrik di alirkan melalui kumparan, permukaan kumparan



yang bersifat sebagai kutub utara bergerak menghadap selatan magnet. Permukaan yang bersifat sebagai kutub selatan bergerak menghadap ke kutubutara magnet. Setelah itu maka kumparan berhenti berputar.Untuk melanjutkan putaran, tepat pada saat kutub kumparan berhadapan dengan kutub magnet,arah arus dalam kumparan dibalik. Dengan terbaliknya arah arus maka kutub utara kumparan berubah menjadi kutub selatan, kutub



selatannya menjadi kutub utara. Sekarang kutub utara kumparan berhadapan dengan kutub utara magnet. Kutub selatan kumparan berhadapan dengan kutub selatan magnet. Kutub-kutub itu menolak kumparan berputar setengah putaran sampai kutub utara kumparan berhadapan dengan kutub selatan magnet dan kutub selatan kumparan berhadapan dengan kutub utara magnet, pada saat itu arus dalam kumparan dibalik lagi. Akibat kumparan itu berputar setengah putaran lagi, demikian seterusnya, kumparan



berputar terus. 4. Analisa bagaimana terjadinya perubahan kecepatan dan kenapa bisa diatur ?



LAMPIRAN