Bab 6 Motor Universal

Bab VI Motor Universal 6.1 Tujuan

1. 2. 3. 4. 5.

Untuk mngetahui cara dan prinsip kerja motor universal Untuk mengetahui pengaruh tegangan listrik terhadap kecepatan putar rotor Untuk mengetahui pengaruh perbedaan polaritas terhadap arah putar rotor Mengetahui perbedaan prinsip kerja motor universal dengan arus AC dan DC Mengetahui aplikasi motor universal

6.2 Alat dan bahan

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Motor Universal Multimeter Tangampere Hambatan depan Regulator tegangan Jumper Sumber tegangan AC Diode Bridge Tachometer

6.3 Gambar Rangkaian 6.3.1 Gambar rangkaian supply AC

Gambar 6.1 Gambar rangkaian supply AC

Ket:

6.3.2 Gambar Rangkaian supply DC

Gambar 6.2 Gambar rangkaian supply DC

Ket :

6.4 Langkah percobaan 6.4.1 Percobaan dengan catu daya AC

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Menyiapkan alat dan bahan Merangkai peralatan sesuai dengan gambar rangkaian yang ditentukan Mengamati rangkaian apakah sudah sesuai dengan gambar rangkaian Menghubungkan kaki-kaki hambatan depan dengan jumper Mengatur tegangan regulator sesuai dengan ketentuan asisten mengukur putaran motor dengan tachometer dan mengukur arus dengan tangampere kemudian mecatat hasilnya 7. Mengulangi percobaan dengan variasi tegangan yang berbeda 6.4.2 Percobaan dengan catu daya DC

1. 2. 3. 4. 5.

Menyiapkan alat dan bahan Merangkai peralatan sesuai dengan gambar rangkaian yang ditentukan Mengamati rangkaian apakah sudah sesuai dengan gambar rangkaian Menghubungkan kaki-kaki hambatan dan diode bridge depan dengan jumper Setelah rangkaian selesai,menyambungkan jumper pada hambatan depan kemudian memutar regulator hingga tegangan sesuai dengan ketentuan asisten,serta mengukur tegangannya dengan regulator 6. mengukur putaran motor dengan tachometer dan mengukur arus dengan tangampere kemudian mecatat hasilnya 7. mengamati gerakannya kemudian mencatat arah gerakannya 6.4.3 Percobaan dengan perubahan polaritas

1. 2. 3. 4. 5.

Menyiapkan alat dan bahan Merangkai peralatan sesuai dengan gambar rangkaian yang ditentukan Mengamati rangkaian apakah sudah sesuai dengan gambar rangkaian Menghubungkan kaki-kaki hambatan dan diode bridge depan dengan jumper Setelah rangkaian selesai,menyambungkan jumper pada hambatan depan kemudian memutar regulator hingga tegangan sesuai dengan ketentuan asisten,serta mengukur tegangannya dengan regulator 6. Mengamati arah putaran motor kemudian mengukur putaran motor dengan tachometer kemudian mecatat hasilnya. 7. Mengubah polaritas dengan mengubah arah masukan positif dan negatifnya.kemudian mencatat hasilnya.

6.4.4 Percobaan dengan variasi pedal

1. 2. 3. 4.

Menyiapkan alat dan bahan Menyambungkan pedal dengan motor Mencatu pedal dengan sumber AC Melakukan variasi pedal dengan menekan pedal dalam kondisi setengah penuh dan penuh 5. Mencatat hasilnya.

6.5 Data Percobaan 6.5.1 Percobaan dengan catu daya AC Tabel 6.1 data percobaan dengan catu daya AC

No 1 2 3

V(v) 100 150 175

I(A) 0,18 0,17 0,16

n(RPM) 5630 9844 11656

6.5.2 Percobaan dengan catu daya DC Tabel 6.2 data percobaan dengan catu daya DC

No 1 2 3

V(v) 100 150 175

I(A) 0,17 0,17 0,21

n(RPM) 6749 10203 12297

6.5.3 Percobaan motor universal dengan variasi polaritas Tabel 6.3 data percobaan dengan variasi polaritas

No 1 2

V(v) 100 100

n(RPM) 6561 6561

Arah Berlawanan arah jarum jam Berlawanan arah jarum jam

6.5.4 Percobaan motor universal dengan variasi pedal Tabel 6.4 data percobaan dengan variasi pedal

No 1 2

V(v) 230 230

Pedal Setengah penuh Penuh

n(RPM) 5598 8896

6.6 Analisa dan pembahasan 6.6.1 Percobaan dengan catu daya AC 6.6.1.1 Hubungan V-N

Gambar 6.3 Grafik hubungan v-n

Sesuai dengan grafik hasil percobaan, perubahan data antara tegangan yang diberikan dengan kecepatan yang dihasilkan adalah berbanding lurus.jadi makin besar tegangan yang diberikan, maka makin besar pula kecepatan yang dihasilkan sesuai dengan rumus V = ø . k. N

Gambar 6.4 Grafik ideal hubungan v-n

Grafik dari hasil percobaan yang telah dilakukan hampir sesuai dengan grafik  ideal.Pada grafik ideal kenaikan antara kecepatan putaran (n) dan tegangan (v) tidaklah konstan, namun pada percobaan kami,perubahan kecepatan dan tegangan tidak selalu konstan.Hal tersebut dikarenakan adanya beberapa factor yang

menghambat terjadinya keadaan ideal,yaitu rugi-rugi alat atau ketidaksesuaian alat.pada tachometer karena adanya rugi slip.

6.6.1.2 Hubungan V-I

Gambar 6.5 Grafik hubungan v-i

Grafik tersebut mengambarkan kesesuaian kenaikan antara arus dan tegangan. Pada saat tegangan dinaikkan, arus yang dihasilkanpun ikut naik. Jika diamati dari rumus V=I.R dengan R yang konstan, maka tegangan berbanding lurus dengan arus

Gambar 6.6 Grafik ideal hubungan v-i

Dari kedua gambar di atas, dapat dilihat bahwa terdapat sedikit perbedaan antara grafik hasil percobaan dengan grafik ideal.tegangan dan arus adalah berbanding lurus, sehingga kenaikan tegangan akan diikuti dengan kenaikan kecepatan putar motor dalam satuan waktu tertentu.Sedangkan pada grafik hasil percobaan kenaikan tegangan dan arus tidak berlangsung secara konstan dikarenakan adanya rugi-rugi alat.Jika diamati dari rumus V=I.R maka tegangan akan berbanding lurus dengan kuat arus listrik. 6.6.1.3 Hubungan I-N

Gambar 6.7 Grafik hubungan i-n

Sama seperti grafik-grafik sebelumnya,grafik hubungan i-n juga menggambarkan kesesuaian antara kenaikan arus dengan kenaikan besar kecepatan putaran.Semakin besar arus yang dialirkan pada motor,maka putaran motorpun akan semakin cepat.hal ini sesuai dengan rumus V = ø . k. N dan V=I.R,yaitu jika arus naik maka tegangan naik dank arena tegangan naik maka putaran motor juga naik.

Gambar 6.8 Grafik ideal hubungan i-n

Antara grafik hasil percobaan dengan grafik ideal menunjukkan hubungan yang sama, yaitu berbanding lurus antara arus dan kecepatan putar motor.Namun, ada perbedaan antara grafik pada hasil percobaan dengan grafik ideal.Pada grafik ideal, garis yang dihasilkan lurus,berbeda dengan grafik hasil percobaan yang tidak begitu lurus.Pada umumnya, hal tersebut dipengaruhi oleh rugi-rugi alat. pada tachometer karena adanya rugi slip. 6.6.2 Percobaan dengan catu daya DC 6.6.2.1 Hubungan V-N

Gambar 6.9 Grafik hubungan v-n

Grafik tersebut menggambarkan kenaikan kecepatan putaran motor pada setiap kenaikan tegangan (v).Hal itu menunjukkan bahwa tegangan dan kecepatan putaran berbanding lurus,yang berarti kenaikan tegangan akan selalu diikuti dengan kenaikan kecepatan putaran.hal ini sesuai dengan rumus V = ø . k. n

Gambar 6.10 Grafik ideal hubungan v-n

Secara garis besar,hubungan antara grafik hasil percobaan dengan grafik ideal berkaitan dengan hubungan tegangan (v) dan arus listrik (i) menunjukkan hubungan yang sama,yaitu berbading lurus.Letak perbedaannya hanya terdapat pada bentuk  grafik hasil percobaan yang tidak lurus empurna seperti grafik ideal.Hal tersebut berhubungan dengan nilai hasil percobaan yang tidak selalu konstan, dan pada tachometer karena adanya rugi slip. Pengaruhnya adalah rugi-rugi yang terdapat pada alat,karena tidak mungkin sebuah alat memiliki efisiensi 100%, sehingga ini tetap menunjukkan bahwa data yang kami dapat adalah data yang valid.

6.6.2.2 Hubungan I-N

Gambar 6.11 Grafik hubungan i-n

Pada grafik diatas, diketahui bahwa terjadi kenaikan kecepatan putaran pada kenaikan arus listrik yang dihasilkan.Dengan itu, diketahui bahwa arus listrik dengan kecepatan putaran adalah berbanding lurus. hal ini sesuai dengan rumus V = ø . k. N dan V=I.R,yaitu jika arus naik maka tegangan naik dank arena tegangan naik maka putaran motor juga naik.

Gambar 6.12 Grafik ideal hubungan i-n

Grafik di atas menunjukkan hubungan antara arus dan kecepatan putaran yang ideal yang digambarkan dengan garis lurus sempurna.Sedikit berbeda dengan grafik hasil percobaan yang telah dilakukan karena pada tachometer ada rugi slip..Namun kedua grafik di at menunjukkan hal yang sama,yaitu kenaikan grafik pada arus yang dihasilkan, Dengan demikian menunjukkan bahwa data yang kami dapat adalah data yang valid.

6.6.2.3 Hubungan V-I

Gambar 6.13 Grafik hubungan v-i

Grafik di atas menggambarkan hubungan antara tegangan (v) dengan arus listrik (i) masing-masing dalam satuan volt dan ampere. Berdasarkan grafik di atas dapat

diketahui bahwa tegangan (v) dan arus listrik (i) berbanding lurus berarati kenaikan tegangan (v) akan selalu diikuti dengan kenaikan arus listrik (i)

Gambar 6.14 Grafik ideal hubungan v-n

Antara grafik hasil percobaan dengan grafik ideal pada dasarnya menunjukkan hubungan yang sama berkaitan dengan hubungan tegangan dan arus listrik,yakni berbanding lurus.Namun,ada perbedaan di antara keduanya,garis miring yang dibentuk oleh grafik hasil percobaan tidak seperti garis miring pada grafik ideal yang lurus sempurna.Perbedaan tersebut dipengaruhi oleh berbagai factor yang salah satunya adalah rugi-rugi alat.Dengan itu,data yang kami dapat adalah data yang valid.

6.6.3 Percobaan motor universal dengan perubahan polaritas

Dari table di atas tidak Nampak adanya perbedaan antara variable satu dengan yang lain.Pada saat motor universa dicatu dengan sumber arus DC putaran motor universlanya bergerak ke arah yang berlawanan dengan arah jarum jam.Tidak adanya perbedaan tersebut dikarenakan peputaran motor universal sama pada polaritas yang berbeda.Hal tersebut karena arah gaya Lorentz yang dihasilkan sama pada polaritas yang berbeda.

6.6.4 Percobaan motor universal dengan variasi pedal

Pengaruh pijakan pedal pada motor universal adalah untuk mengatur jumlah arus yang masuk ke motor universal dan secara otomatis akan mengatur kecepatan putar motor universal. Komponen-komponen pedal adalah rheostat atau potensiometer, nilai hambatannya bisa diatur sesuai dengan pijakan pada pedal.Hal ini juga sesuai dengan pijakan pada rumus V=I.R

V = tegangan I = arus listrik  R = Hambatan Apabila pedal ditekan semakin dalam, maka nilai hambatannya semakin kecil, sehingga nilai arus akan semakin besar.Karena arus semakin besar, maka putaran motor akan semakin cepat sesuai dengan gafik I-N,Diman arus sebanding dengan kecepatan putar pedal.

6.6.5 Perbedaan karakter AC dan DC pada motor universal

Karakteristik motor universal AC dan DC cukup berbeda karena motor universal dengan sumber tegangan AC, tegangan reaktans jatuh di dalam medan dan gandar kumparan menyerap sebagian tegangan yang diberikan. Oleh sebab itu, torsi dan arus ggl lawan perputaran yang dibangkitkan pada gandar kumparan lebih kecil dan kecepatannya cenderung menjadi lebih rendah dibandingkan dengan sumber tegangan DC. Selain itu dengan sumber tegangan AC, rangkaian megnetis menjadi cukup   jenuh pada puncak gelombang arus, dan nilai rms fluks menjadi lebih kecil dibandingkan dengan sumber tegangan DC. Pada nilai rms yang sama, torsi cenderung lebih tinggi dengan sumber tegangan AC dibandingkan dengan sumber tegangan DC. Adapun perbedaannya yaitu: 1. Secara umum motor universal mempunyai sifat-sifat yang sama seperti motor DC seri, pada pembebanan ringan motor berputar dengan cepat dan menghasilkan kopel yang kecil, namun untuk motor yang sama bila dihubungkan tegangan AC umumnya didapatkan putaran yang lebih tinggi. 2. Nilai arus pada motor dengan supply AC yang terukur lebih kecil dibandingkan pada motor dengan supply DC.

6.6.6 Aplikasi motor universal

Beberapa pengaplikasian motor universal pada kehidupan sehari-hari antara lain : 1. Vacuum Cleaner

Gambar 6.15 vacuum cleaner

2. Hand Drill

Gambar 6.16 hand drill

3. Mesin Jahit

Gambar 6.17 mesin jahit

4. Mixer

Gambar 6.18 mixer

6.7 Kesimpulan

1. Motor Universal adalah motor satu fasa yang bisa digunakan dalam 2 jenis tegangan yaitu tegangan AC dan DC 2. Motor universal mempunyai putaran rotor yang sama meskipun polaritas dirubah karena hal tersebut karena arah gaya Lorentz yang dihasilkan sama pada polaritas yang berbeda. 3. Motor universal mempunyai torsi yang cukup tinggi sehingga bisa digunakan sebagai hand drill atau mesin jahit 4. Kecepatan putar motor universal dapat diatur dengan menggunakan potensiometer yang terdapat pada pedal motor universal karena mengatur arus yang masuk dan secara langsung mengatur kecepatan motor dengan mengubah hambatan 5. Tegangan berbanding lurus dengan kecepatan putar rotor pada motor universal 6. Kuat arus berbanding lurus dengan kecepatan putar rotor pada motor universal 7. Tegangan berbanding lurus dengan kuat arus pada motor universal