Motor Arus Searah (DC)

A.  Pengertian

Motor arus searah adalah suatu mesin yang berfungsi mengubah tenaga listrik arus searah ( Listrik DC ) menjadi tenaga gerak atau mekanik, dimana tenaga gerak tersebut berupa putaran dari pada motor.

Dalam kehidupan kita sehari – hari motor DC dapat kita lihat pada motor starter mobil,  pada tape recorder,  pada mainan anak–anak dan pada pabrik–pabrik motor DC digunakan untuk traksi, elevator, conveyor, dan sebagainya. dimana tidak ada perbedaan konstruksi antara  motor  DC dan  generator  DC .

B. Dasar – Dasar Motor DC

Bahan penting yang digunakan pada mesin – mesin arus searah adalah bahan ferogmagnetik. Garis–garis gaya magnet cenderung untuk melewati bahan – bahan yang termaksud jenis ini ( bahan yang permeabilitasnya jauh lebih besar dari 1 ) .

Kutub-kutub magnet yang digunakan untuk mesin arus searah biasanya menggunakan magnet buatan yang dibuat dengan prinsip elektromagnetisme, yang pembuatanya adalah dengan melilitkan kawat email pada bahan feromagnetik yang kemudian di aliri arus searah.

Prinsip dasar dari pembuatan kutub magnet buatan tersebut ialah hasil percoban oersted, yang menyatakan jarum kompas akan menyimpang apabila berada didekat kawat berarus. Jarum kompas akan menyimpang bila disekitarnya terdapaat medan magnet. Dari percobaan oersted dapat disimpulkan bahwa disekitar kawat berarus listrik terdapat medan magnet.

Arah medan magnet yang terbentuk disekitar kawat yang berarus listrik diperoleh berdasarkan percobaan Maxwell. Bila arus listrik yang mengalir didalam kawat arahnya menjauhi pengamat ( maju ), maka medan yang terbentuk disekitar kawaat berarus arahnya searah dengan putaran arah jarum jam. Sebaliknya bilamana arus listrik yang mengalir didalam kawat arahnya mendekati kita ( mundur ) maka medan medan magnet yang berbentuk disekitar kawat arahnya berlawanan dengan arah jarum jam.

Prinsip dasar dari motor arus searah adalah: apabila sebuah kawat berarus diletakan antara kutub  magnet ( U – S ), maka pada kawat itu akan bekerja suatu gaya yang menggerakan kawat itu. Arah gerak kawat itu dapat ditentukan dengan  “ KAIDAH TANGAN KIRI ” yang berbunyi sebagai berikut :

Apabila tangan kiri terbuka diletakan antara kutub U dan S, sehingga garis-garis gaya yang keluar dari kutub utara menembus telapak tangan kiri dan arus didalam kawat mengalir searah dengan keempat jari, maka kawat itu akan mendapat gaya yang arahnya sesuai dengan arah ibu jari. Lihat gambar berikut :

Gaya pada kawat berarus yang berada dalam medan magnet ini disebut gaya lorentz ,yang besarnya adalah :

F  =  B  L  I  Sin teta Newton

Dimana :

B         adalah kerapatan fluk magnet dalam satuan weber

L          adalah pajang penghantar dalam satuan meter

I           adalah arus listrik yang mengalir dalam satuan ampere

teta     adalah sudut yang terbentuk antara arah medan magnet dengan arah arus yang mengalir pada kawat dalam satuan derajat (°)

Kalau sebatang kawat terdapat diantara kutub U – S dengan garis garis gaya yang homogen ,sedangkan didalam kawat ini mengalir arus listrik yang arahnya menjauhi kita (+ ) , maka disebelah kanan kawat garis gaya kutub magnet dan garis gaya arus listrik sama arahnya dan disebelah kiri kawat arahnya berlawanan ,sehingga bentuk medan magnet akan berubah seperti Gambar 2.5.b. Kawat mendapat gaya yang arahya kekiri  seperti yang terlihat pada gambar 2.5.a.

Kalau sebuah lilitan terletak dalam medan magnet yang homogen ,maka karena kedua sisi lilitan itu mempunyai arus yang arahnya berlawanan ,sehingga arah gerakan seperti ditunjukan pada perumusan masalah ditekankan pada bagian Gambar berikut :

Rotor pada motor arus searah mempunyai kumparan tidak hanya satu . rotornya terdiri dari kumparan dan komutator yang banyak untuk mendapatkan momen gaya yang terus menerus (continue)

Besarnya momen gaya pada rotor adalah :

Dimana :

P         adalah jumlah kutup.

A         adalah jumlah cabang parallel lilitan pada motor.

Z          adalah jumlah kawat penghantar pada kumparan lilitan rotor (sisi kumparan).

Ia         adalah arus yang mengalir pada rotor .

Dari persamaan diatas ternyata bahwa momen gaya motor dc sebanding dengan arus yang mengalir pada rotor dan fluks magnet yang melewati rotor ( Sumanto, 1991 ).