Generator listrik

Generator masa waktu seratus tahun 20 awal

Generator listrik yaitu sebuah alat yang memproduksi energi listrik dari sumber energi mekanik, biasanya dengan menggunakan induksi elektromagnetik. Pengolahan ini dikenal sebagai pembangkit listrik. Walau generator dan motor punya banyak kesamaan, namun motor yaitu alat yang mengubah energi listrik sebagai energi mekanik. Generator mendorong muatan listrik untuk melakukan usaha menemui sebuah sirkuit listrik eksternal, namun generator tidak membuat listrik yang sudah telah tersedia di dalam kabel lilitannya. Hal ini dapat dianalogikan dengan sebuah pompa air, yang membuat aliran air namun tidak membuat air di dalamnya. Sumber enegi mekanik dapat berupa resiprokat maupun turbin mesin uap, air yang jatuh melakui sebuah turbin maupun kincir air, mesin pembakaran dalam, turbin angin, engkol tangan, energi surya atau matahari, udara yang dimampatkan, atau apa pun sumber energi mekanik yang lain.

Upaya meningkatkan mutu

Sebelum hubungan sela magnet dan listrik ditemukan, generator menggunakan prinsip elektrostatik. Mesin Wimshurst menggunakan induksi elektrostatik atau "influence". Generator Van de Graaff menggunakan satu dari dua mekanisme:

• Penyaluran muatan dari elektrode voltase-tinggi
• Muatan yang dibuat oleh efek triboelektrisitas menggunakan pemisahan dua insulator

Faraday

Cakram Faraday

Generator portabel (pandangan samping)

Generator portabel (pandangan sudut)

Pada 1831-1832 Michael Faraday menemukan bahwa perbedaan potensial dihasilkan sela ujung-ujung konduktor listrik yang melakukan usaha tegak lurus terhadap ajang magnet. Dia membikin generator elektromagnetik pertama berlandaskan efek ini menggunakan cakram tembaga yang berputar sela kutub magnet tapal kuda. Pengolahan ini membuat arus setujuan yang kecil.

Desain alat yang dijuluki ‘cakram Faraday’ itu tidak efisien diakibatkan oleh aliran arus listrik yang arahnya berlawanan di bagian cakram yang tidak terkena pengaruh ajang magnet. Arus yang diinduksi langsung di bawah magnet akan mengalir kembali ke bagian cakram di luar pengaruh ajang magnet. Arus balik itu membatasi tenaga yang dialirkan ke kawat penghantar dan menginduksi panas yang dihasilkan cakram tembaga. Generator homopolar yang dikembangkan kemudian menuntaskan permasalahan ini dengan menggunakan sejumlah magnet yang disusun mengelilingi tepi cakram untuk mempertahankan efek ajang magnet yang stabil. Kelemahan yang lain yaitu amat kecilnya tegangan listrik yang dihasilkan alat ini, diakibatkan jalur arus tunggal yang menemui fluks magnetik.

Dinamo

Dinamo yaitu generator listrik pertama yang mampu mengantarkan tenaga untuk industri, dan masih adalah generator paling utama yang dipakai pada masa waktu seratus tahun ke-21. Dinamo menggunakan prinsip elektromagnetisme untuk mengubah putaran mekanik sebagai listrik arus bolak-balik.

Dinamo pertama berlandaskan prinsip Faraday dibuat pada 1832 oleh Hippolyte Pixii, seorang pembuat peralatan dari Perancis. Alat ini menggunakan magnet permanen yang diputar oleh sebuah "crank". Magnet yang berputar diletakaan sedemikian rupa sehingga kutub utara dan selatannya melalui sebongkah besi yang dibungkus dengan kawat. Pixii menemukan bahwa magnet yang berputar memproduksi sebuah pulsa arus di kawat tiap kali sebuah kutub melalui kumparan. Bertambah jauh kembali, kutub utara dan selatan magnet menginduksi arus di arah yang berlawanan. Dengan menambah sebuah komutator, Pixii dapat mengubah arus bolak-balik sebagai arus setujuan.

Dinamo Gramme

Namun, kedua desain di atas menderita masalah yang sama: mereka menginduksi "spike" arus diikuti tanpa arus selaras sekali. Antonio Pacinotti, seorang ilmuwan Italia, menjadikan bertambah berpegang pada kebenarannya dengan mengganti kumparan berputar dengan yang "toroidal", yang dia ciptakan dengan mebungkus cincin besi. Ini berarti bahwa beberapa dari kumparan terus melalui magnet, membikin arus sebagai lancar. Zénobe Gramme membuat kembali desain ini beberapa tahun kemudian ketika mendesain pembangkit listrik komersial untuk pertama kalinya, di Paris pada 1870-an. Desainnya sekarang dikenal dengan nama dinamo Gramme. Beberapa versi dan upaya meningkatkan mutu lain telah dibuat, tetapi pemikiran landasan dari memutar loop kawat yang tak sempat selesai tetap telah tersedia di hati semua dinamo modern.

Lihat pula

• Distributed generation
• Magnetohydrodynamic Generator
• Bicycle lighting