√ Apa itu Armature? Fungsi, Komponen dan Cara Kerjanya

Baca Cepat Buka

Finoo.id – √ Apa itu Armature? Fungsi, Komponen dan Cara Kerjanya. Armature adalah komponen penting dalam sistem mekanik dan listrik yang sering menjadi fokus dalam dunia teknik. Namun, apa sebenarnya armature itu? Artikel ini akan menjelaskan secara mendalam tentang armature, termasuk fungsi utamanya dalam berbagai aplikasi, komponen-komponen yang membentuknya, dan prinsip dasar cara kerjanya. Dengan pemahaman yang lebih mendalam tentang armature, kita dapat mengembangkan wawasan yang lebih luas dalam memahami berbagai sistem yang kita temui sehari-hari.

Apa itu Armature?

Armature adalah komponen utama dalam sebuah motor listrik atau generator yang berperan dalam menghasilkan energi listrik. Dengan kata lain, armature merupakan inti dari mesin tersebut yang bertugas mengubah energi mekanis menjadi energi listrik atau sebaliknya.

Dalam konteks mesin listrik, armature menjadi elemen kunci yang berinteraksi dengan medan magnet dan kumparan gulungan listrik, yang memungkinkan terjadinya proses elektromagnetik yang esensial untuk menghasilkan aliran listrik.

Armature berperan sebagai komponen dari mesin listrik (seperti motor atau generator) yang membawa arus bolak-balik (AC). Armature mampu mengalirkan AC bahkan pada mesin DC (arus searah) melalui komutator (yang secara berkala membalik arah arus) atau melalui komutasi elektronik (misalnya, pada motor DC tanpa sikat).

Armature berfungsi sebagai struktur pendukung bagi gulungan armature yang memiliki peran vital dalam berinteraksi dengan medan magnet yang muncul di celah udara antara bagian yang berputar (rotor) dan yang diam (stator) dalam mesin listrik.

Asal usul kata “armature” sendiri dapat ditelusuri hingga abad ke-19 sebagai istilah teknis yang berarti “penjaga dari sebuah magnet”. Oleh karena itu, armature memiliki peran penting dalam menjaga dan mengarahkan aliran energi listrik yang dihasilkan oleh mesin listrik.

Fungsi Armature

Armature, sebagai komponen utama dalam mesin listrik, memiliki beberapa fungsi penting yang mendukung operasinya:

Induksi Listrik: Salah satu fungsi utama armature adalah menghasilkan aliran listrik melalui proses induksi. Ketika armature berputar di dalam medan magnet, terjadi perubahan fluks magnetik yang menginduksi arus listrik pada gulungan kumparan armature. Inilah yang memungkinkan armature untuk menjadi sumber utama energi listrik dalam mesin listrik.
Konversi Energi Mekanis: Armature berperan dalam mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. Ketika armature menerima energi mekanis dari bagian lain mesin, seperti rotor motor atau rotor generator, ia melakukan konversi energi ini menjadi energi listrik. Proses ini penting karena memungkinkan mesin listrik untuk menghasilkan daya yang dibutuhkan untuk berbagai aplikasi, mulai dari penggerak motor hingga pembangkit listrik.
Pemutaran Poros: Selain itu, armature juga bertanggung jawab untuk menggerakkan bagian-bagian lain dari mesin, seperti rotor. Melalui porosnya, armature menghasilkan gerakan putar yang diperlukan untuk operasi motor atau generator. Dengan demikian, armature tidak hanya berperan dalam menghasilkan energi listrik, tetapi juga dalam menciptakan gerakan mekanis yang esensial bagi fungsi keseluruhan mesin listrik.

Dengan menjalankan fungsi-fungsinya ini dengan baik, armature menjadi salah satu komponen terpenting dalam mesin listrik, yang memungkinkan mesin tersebut untuk beroperasi secara efisien dan efektif dalam berbagai aplikasi.

Komponen Armature

Armature sendiri memiliki paling tidak 4 komponen yang memiliki fungsi yang berbeda-beda. Untuk memperjelasnya, mari kita lihat di bawah ini:

1. Poros Armature

Pertama-tama, kita akan membahas tentang poros armature. Poros ini berfungsi sebagai titik penyangga untuk angker dan juga sebagai poros untuk mengalirkan gaya rotasi yang dihasilkan oleh gulungan angker. Pada kedua ujung poros angker, terdapat bantalan yang bertugas untuk menjaga agar angker dapat berputar secara stabil di antara belitan medan.

2. kumparan Armature

Komponen kedua dari armature adalah kumparan armature. Kumparan ini terdiri dari sejumlah kabel tembaga yang tersusun rapi di sekitar inti angker. Kedua ujung kumparan armature ini terhubung langsung ke sakelar, yang berfungsi sebagai penghubung langsung antara kumparan armature dengan sumber daya listrik eksternal. Dengan susunan kabel yang teratur, kumparan armature memungkinkan arus listrik untuk mengalir melalui armature dengan lancar, sehingga mendukung operasi mesin listrik dengan efisien dan stabil.

3. Inti Armature

Komponen ketiga dari armature adalah inti armature. Inti armature ini merupakan bagian yang sangat penting dalam struktur keseluruhan mesin listrik. Inti angker ini terdiri dari kumpulan lempengan-lempengan besi yang disusun dan dibentuk sedemikian rupa menjadi satu kesatuan yang padat dan kokoh. Fungsi utama dari inti armature adalah sebagai tempat untuk kumparan dan belokan kawat tembaga yang berakhir di komutator.

4. Komutator

Komponen terakhir dari armature adalah komutator. Komutator ini memiliki peran yang sangat penting dalam mengatur arus listrik yang mengalir melalui kumparan armature. Struktur komutator terdiri dari sejumlah segmen pelat tembaga yang disusun dengan rapi di sekitar poros angker. Setiap segmen pelat tembaga ini juga merupakan ujung dari masing-masing kumparan dalam kumparan armature.

Cara Kerja Armature

1. Armature pada Motor Listrik

Dalam motor listrik, armature berperan sebagai angker yang merupakan bagian yang berputar di dalam medan magnet yang dihasilkan oleh stator, bagian diam dari motor.

Motor listrik menggunakan prinsip induksi elektromagnetik untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Ketika konduktor yang membawa arus ditempatkan dalam medan magnet, ia mengalami gaya sesuai dengan aturan tangan kiri Fleming.

Pada motor listrik, stator menghasilkan medan magnet yang berputar menggunakan magnet permanen atau elektromagnet. Armature, yang biasanya menjadi rotor, membawa gulungan armature yang terhubung dengan komutator dan sikat. Komutator membalik arah arus pada gulungan armature saat berputar sehingga selalu sejajar dengan medan magnet.

Interaksi antara medan magnet dan gulungan armature menghasilkan torsi yang menyebabkan armature berputar. Poros yang terhubung dengan armature mentransfer daya mekanik ke perangkat lain.

Arus listrik yang dihasilkan oleh armature kemudian berinteraksi dengan medan magnet, menciptakan gaya yang mendorong angker untuk berputar. Gerakan rotasi ini menghasilkan energi mekanis yang dapat digunakan untuk melakukan pekerjaan.

2. Armature pada Generator Listrik

Di sisi lain, dalam konteks generator listrik, armature memiliki fungsi yang berbeda sebagai pembangkit energi listrik. Ketika armature diputar di dalam medan magnet, perubahan fluks magnetik yang terjadi menghasilkan arus listrik pada kumparan gulungan. Arus ini kemudian dapat diambil dan digunakan sebagai sumber energi listrik.

Generator listrik bekerja dengan mengubah energi mekanik menjadi energi listrik menggunakan prinsip induksi elektromagnetik. Ketika konduktor bergerak dalam medan magnet, hal ini menimbulkan gaya elektromotif (EMF) sesuai dengan hukum Faraday.

Dalam generator listrik, armature biasanya menjadi bagian rotor yang digerakkan oleh penggerak utama, seperti mesin diesel atau turbin. Armature membawa gulungan armature yang terhubung dengan komutator dan sikat. Di sisi lain, stator menghasilkan medan magnet yang diam menggunakan magnet permanen atau elektromagnet.

Gerakan relatif antara medan magnet dan gulungan armature menghasilkan EMF dalam gulungan armature, yang mendorong arus listrik melalui rangkaian eksternal. Komutator berperan dalam membalik arah arus pada gulungan armature saat berputar, sehingga menghasilkan arus bolak-balik (AC). Dengan demikian, generator listrik mampu menghasilkan energi listrik yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan.

Desain Armature

Desain armature memiliki dampak signifikan terhadap kinerja dan efisiensi mesin listrik. Ada beberapa faktor yang memengaruhi desain armature, di antaranya:

1. Jumlah Slot

Slot digunakan untuk menampung gulungan armature dan memberikan dukungan mekanis. Jumlah slot dipengaruhi oleh jenis gulungan, jumlah kutub, dan ukuran mesin. Secara umum, semakin banyak slot, semakin baik distribusi fluks dan arusnya, dengan reaktansi dan kerugian yang lebih rendah, serta torsi yang lebih halus. Namun, penambahan slot juga dapat meningkatkan berat dan biaya armature, mengurangi ruang untuk isolasi dan pendinginan, serta meningkatkan risiko kebocoran fluks dan reaksi armature.

2. Bentuk Slot

Slot dapat dibedakan menjadi terbuka atau tertutup, tergantung pada apakah mereka terpapar ke celah udara atau tidak. Slot terbuka lebih mudah dalam pengikatan dan pendinginan, namun cenderung meningkatkan reluctansi dan kebocoran fluks di celah udara. Di sisi lain, slot tertutup lebih sulit dalam pengikatan dan pendinginan, tetapi cenderung mengurangi reluctansi dan kebocoran fluks di celah udara.

3. Jenis Gulungan

Gulungan dapat dibuat dalam bentuk lap wound atau wave wound, tergantung pada cara kumparan terhubung ke segmen komutator. Gulungan lap wound lebih cocok untuk mesin dengan arus tinggi dan tegangan rendah, karena memberikan beberapa jalur paralel untuk aliran arus. Sementara itu, gulungan wave wound lebih sesuai untuk mesin dengan arus rendah dan tegangan tinggi, karena menghubungkan kumparan secara seri dan menambahkan voltase.

4. Ukuran Konduktor

Konduktor digunakan untuk mengalirkan arus dalam gulungan armature. Ukuran konduktor dipengaruhi oleh densitas arus, yaitu rasio arus terhadap luas penampangnya. Densitas arus yang lebih tinggi mengakibatkan kerugian tembaga dan peningkatan suhu yang lebih tinggi, namun biaya dan berat konduktor menjadi lebih rendah. Sebaliknya, densitas arus yang lebih rendah menghasilkan kerugian tembaga dan peningkatan suhu yang lebih rendah, tetapi biaya dan berat konduktor menjadi lebih tinggi.

5. Panjang Celah Udara

Celah udara merupakan jarak antara kutub stator dan rotor dalam sebuah mesin. Panjang celah udara memiliki pengaruh terhadap berbagai aspek dalam operasi mesin, seperti kerapatan fluks, reluctansi, fluks kebocoran, dan reaksi armature. Celah udara yang lebih kecil cenderung menghasilkan kerapatan fluks yang lebih tinggi, reluctansi yang lebih rendah, fluks kebocoran yang lebih rendah, dan reaksi armature yang lebih tinggi. Sebaliknya, celah udara yang lebih besar cenderung menghasilkan kerapatan fluks yang lebih rendah, reluctansi yang lebih tinggi, fluks kebocoran yang lebih tinggi, dan reaksi armature yang lebih rendah.

BACA JUGA :

Penutup

Dalam mengakhiri artikel ini, kita dapat menyimpulkan bahwa armature merupakan komponen penting dalam mesin listrik yang memiliki peran sentral dalam mengubah energi mekanis menjadi energi listrik atau sebaliknya.

Dengan pemahaman yang lebih dalam tentang apa itu armature dan bagaimana berbagai faktor memengaruhi desain dan kinerjanya, kita dapat mengapresiasi kompleksitas dan pentingnya komponen ini dalam berbagai aplikasi teknologi modern.

Dengan demikian, menjawab pertanyaan “Apa itu Armature?” membawa kita pada pemahaman yang lebih mendalam tentang fondasi teknologi yang kita gunakan sehari-hari.

Demikianlah artikel finoo.id yang membahas tentang √ Apa itu Armature? Fungsi, Komponen dan Cara Kerjanya. Semoga artikel kami dapat bermanfaat dan terimakasih telah membaca artikel ini.