PENJANA ARUS TERUS

UNIVERSITI TUN HUSSEIN ONN MALAYSIA FAKULTI PENDIDIKAN TEKNIKAL DAN VOKASIONAL KOD DAN NAMA KURSUS BBV 30203 MESIN ELEKTRIK SEKSYEN : SEKSYEN 1 TUGASAN : TUGASAN KUMPULAN TAJUK : PENJANA ARUS TERUS (Pautan: https://www.youtube.com/watch?app=desktop&v=1kNVUMv9lLc) KUMPULAN : 1 NAMA PENSYARAH DR. NURHANIM SAADAH BINTI ABDULLAH NAMA PELAJAR NAMA NO. MATRIK AHMAD DZULSHAFFIQ BIN DALMANSA DB190021 UMI KALSOM BINTI SHADIK MOHAMED CB200013 NUR IZZATI BINTI RAMLI CB200011 NUR SABRINA BINTI MOHD ISA CB200051

ISI KANDUNGAN BAB 1 PENGENALAN.....................................................................................................1 BAB 2 BINAAN PENJANA ARUS TERUS...................................................................4 BAB 3 PRINSIP KENDALIAN PENJANA ARUS TERUS .........................................7 a) Hukum Tangan Kanan Fleming.....................................................................7 b) Struktur dan Kendalian Penjana Arus Terus..................................................8 BAB 4 OPERASI KENDALIAN PENJANA ARUS TERUS........................................9 BAB 5 JENIS-JENIS PENJANA ARUS TERUS.........................................................10 a) Penjana AT Teruja-Pisah (Separately-Excited DC Generator)....................10 b) Penjana AT Teruja-Diri (Self-Excited DC Generator).................................10 i. Penjana Teruja-Diri Belitan Siri (Series Wound Generator)..............11 ii. Penjana Teruja-Diri Belitan Pirau (Shunt Wound Generator)............12 iii. Penjana Teruja-Diri Majmuk (Compound Wound Generator)...........13 c) Penjana AT Magnet Kekal (Permanent DC Generator)..............................14 BAB 6 SPESIFIKASI MESIN MENGIKUT JENIS....................................................15 BAB 7 KELEBIHAN DAN KEKURANGAN APLIKASI..........................................27 BAB 8 APLIKASI PENJANA ARUS TERUS .............................................................30 a) Dinamo untuk Motor atau Basikal...............................................................30 b) Alternator pada Kenderaan..........................................................................31 c) Kereta Kawalan Jauh...................................................................................31 d) Penjana Kimpalan Arka ...............................................................................32 BAB 9 CONTOH PENGIRAAN....................................................................................34 a) Pengiraan Separaterly-Excitation (Shunt)...................................................34 b) Pengiraan Self- Excitation (Series)..............................................................35 c) Pengiraan Self- Excitation (Shunt)...............................................................35 d) Pengiraan Self- Excitation Compound (Long Shunt)...................................36 e) Pengiraan Self- Excitation Compound (Short Shunt) ..................................36 BAB 10 GAMBAR-GAMBAR BERKENAAN PENJANA ARUS TERUS ................37 KESIMPULAN ......................................................................................................................39 RUJUKAN..............................................................................................................................41

1 BAB 1 PENGENALAN Penemuan dan pencipta pertama konsep elektromagnet ialah seorang saintis yang berasal daripada Britain iaitu Michael Faraday pada tahun 1831. Penjana arus terus ialah peranti yang menukar tenaga mekanikal kepada elektrik arus terus (AT) [1]. Jika konduktor mempunyai kehilangan fluks magnet, daya gerak elektrik teraruh kuat akan dijana di dalamnya berdasarkan prinsip Hukum Aruhan Elektromagnet Faraday. Terdapat pelbagai jenis sumber tenaga mekanikal seperti turbin air, turbin gas, turbin angin, kincir air dan wap . Penjana memberikan kuasa kepada semua grid kuasa elektrik. Fungsi terbalik penjana boleh dilakukan dengan motor elektrik. Mesin arus terus ialah peranti penukaran tenaga elektro-mekanikal. Apabila ia menukar mekanikal kuasa kepada kuasa elektrik arus terus dikenali sebagai penjana arus terus. Sebaliknya, apabila ia menukarkan kuasa elektrik arus terus kepada kuasa mekanikal ia dikenali sebagai motor arus terus. Walaupun bateri adalah sumber penting kuasa elektrik arus terus, tetapi ia boleh membekalkan kuasa yang terhad [2]. Terdapat beberapa aplikasi yang memerlukan kuantiti kuasa arus terus yang besar contohnya seperti dalam bahan kimia dan loji pengekstrakan logam, untuk proses penyaduran dan elektrolisis, di tempat tersebut penjana arus terus digunakan untuk menghantar kuasa. Gambarajah blok di bawah menunjukkan penukaran tenaga elektromagnet (tindakan penjana). Rajah 1.1: Gambar rajah blok penukaran tenaga elektro-magnet

2 Prinsip penjana arus terus adalah berasaskan hukum Faraday dimana, apabila konduktor merosot fluks magnet, maka daya elektromotif yang diinduksi secara bertenaga akan dihasilkan di dalamnya. Hukum Faraday ialah, apabila pengalir memotong medan magnet atau sebaliknya, daya gerak elektrik (D.G.E) akan terjana dalam pengalir dan nilai D.G.E yang terhasil akan bergantung pada kekuatan medan magnet, panjang pengalir, kelajuan pemotongan dan sudut pemotongan [1]. Arah daya gerak elektrik ( D.G.E ) yang dihasilkan oleh penjana arus terus ini, dapat ditunjukkan melalui Hukum Tangan Kanan Fleming, dengan ibu jari, jari telunjuk dan jari tengah bersudut tepat diantara satu sama lain. Rajah 1.2 menunjukkan kaedah hukum tangan kanan. Apabila konduktor bergerak diletakkan di dalam medan magnet, arus teraruh di dalamnya akibat gerakan konduktor, dan arus teraruh dalam konduktor mempunyai hubungan arah dengan arah daya yang dikenakan di dalam medan magnet [3]. Hubungan ini antara arah ini disediakan oleh peraturan tangan kanan Fleming. Rajah 1.2: Hukum tangan kanan Penjana AT ini juga dikenali sebagai dynamo, yang kita boleh dapat pada dynamo tayar basikal. Rajah 1.3 menunjukkan binaan penjana AT terdiri daripada gegelung angker (bahagian yang berpusing), berus karbon, penukartertib (commutator) dan medan magnet. Jika gegelung angker tersebut berpusing dalam medan magnet, akan terdapat arus elektrik yang mengalir di dalam litar gegelung angker tersebut. Fenomena ini dipanggil aruhan elektromagnet (electromagnetic induction). Elektrik i [1]ni yang akan digunakan untuk memberi kuasa kepada beban yang disambung. Di sini, elektrik telah dijana disebabkan gerakan mekanikal pada gegelung angker tersebut. Oleh itu, kita panggil ia sebagai penjana.

3 Rajah 1.3: Binaan penjana arus terus Medan magnet yang dihasilkan di dalam penjana AT boleh dihasilkan dengan tiga cara [4]. Maka, penjana AT (DC generator) terbahagi kepada tiga iaitu : i. Penjana AT teruja-pisah (Separately-Excited DC Generator) Dimana medan magnet dihasilkan oleh litar elektromagnet yang terasing. ii. Penjana AT teruja-diri (Self-Excited DC Generator) Dimana medan magnet dihasilkan oleh litar elektromagnet yang sama bersambung dengan litar gegelung rotor. iii. Penjana AT magnet kekal (Permanent DC Generator) Medan magnet dihasilkan oleh magnet kekal, bukan elektromagnet seperti jenis pertama dan kedua.

4 BAB 2 BINAAN PENJANA ARUS TERUS Rajah 2.1: Binaan bahagian penjana arus terus Rajah 2.1 menunjukkan binaan penuh sebuah penjana arus terus dimana binaan terbahagi kepada tiga bahagian iaitu pelengkap litar magnet, pelengkap litar elektrik dan pelengkap litar mekanikal. Rajah 2.3 menunjukkan pecahan binaan penjana tersebut. Rajah 2.3: Jenis penjana arus terus

5 i. Pelengkap litar magnet • Kuk - Bahagian luar rangka mesin. Berperanan sebagai penyokong bagi teras kutub dan pelindung keselamatan mesin. Berfungsi sebagai pembawa fluks magnet yang dihasilkan kutub. Penjana kecil kuk diperbuat daripada besi tuang. Penjana berukuran besar kuk diperbuat daripada keluli tuang atau keluli guling. • Teras kutub - Bahagian luar rangka mesin. Berperanan sebagai penyokong bagi teras kutub dan pelindung keselamatan mesin. Berfungsi sebagai pembawa fluks magnet yang dihasilkan kutub. Penjana kecil kuk diperbuat daripada besi tuang. Penjana berukuran besar kuk diperbuat daripada keluli tuang atau keluli guling. ii. Pelengkap litar elektrik • Gegelung kutub - Dikenali sebagai gegelung medan.Terdiri daripada belitan dawai atau jalur kuprum dibelit berbentuk segiempat bujur dan bila arus dialirkan medan magnet akan terhasil. Apabila gegelang dan teras kutub telah menjadi elektromagnet, fluks magnet yang diperolehi akan dipotong oleh pengalir di angker yang diputar secara mekanikal belitan angker penukar tertib. • Belitan angker - Terdapat dua jenis belitan silinder belitan gelombang silinder belitan tindih. Perbezaan pada kedua belitan ini ialah pada sambungan akhir ke penukar tertib. Belitan gelombang mempunyai hanya dua bahagian pengalir angker selari. Manakala, belitan tindih ada lebih dari dua pengalir. Perkataan pengalir dalam belitan angker bermaksud bahagian belitan pengalir yang aktif dan berupaya menghasilkan d.g.e. • Penukar tertib - Berfungsi untuk memudahkan pengumpulan arus dari pengalir angker. Berfungsi sebagai penerus (arus ulang-alik yang teraruh dalam belitan angker akan ditukarkan kepada arus terus). iii. Pelengkap litar mekanikal • Teras angker - Berfungsi sebagai penepatan gegelung atau pengalir angker dan membolehkan pengalir atau gegelung berputar. Juga sebagai laluan litar magnet.

6 Rajah 2.4: Teras angker dan aci • Angker - Berbentuk silinder atau tong dengan lapisan. Lapisan besi setebal 0.4mm0.6mm (lapisan-lapisan adalah untuk mengurangkan kehilangan arus pusar). Lapisan yang telah bertaut kemudian dilekatkan pada aci mesin kecil atau pada pengempar besi tuang bagi mesin yang besar.

7 BAB 3 PRINSIP KENDALIAN PENJANA ARUS TERUS Sistem penjanaan kuasa ditakrifkan sebagai satu proses pengeluaran tenaga elektrik dengan jumlah yang besar melalui hasil daripada penukaran tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik [2]. Sistem penjanaan dapat diperolehi melalui stesen janakuasa elektrik hasil daripada pergerakan oleh air, gas, stim dan sebagainya. Dalam takrif lain, sistem penjanaan ialah penghasilan kuasa elektrik di stesen kuasa pusat untuk penghantaran ke beban atau kawasan keperluan dan seterusnya pengagihan ke pengguna-pengguna [5]. a) Hukum Tangan Kanan Fleming Pemahaman tentang konsep kerja penjana arus terus boleh dirujuk kepada Hukum Tangan Kanan Fleming. Hukum Tangan Kanan Fleming ini melibatkan penggunaan tiga jari yang mewakili sesuatu iaitu ibu jari (arah daya), jari telunjuk (arah medan) dan jari tengah (arah arus). Arah daya adalah merupakan pusingan konduktor yang memotong fluks atau medan magnet di dalam penjana [6]. Arah medan pula ada menunjukkan arah pembentukan medan magnet yang terhasil berdasarkan kepada kedudukan magnet manakala arah arus adalah merupakan pergerakan arus mengalir pada konduktor di dalam penjana. Gambarajah di bawah menunjukkan kaedah penggunaan Hukum Tangan Kanan Fleming. Rajah 4.1: Hukum Tangan Kanan Fleming

8 b) Struktur dan Kendalian Penjana Arus Terus Rajah 4.2: Struktur penjana AT Apabila angker berputar pada keadaan mengufuk (0°), sisi-sisi angker memotong garisgaris magnet. Perubahan fluks menjadi maksimum dan daya gerak elektrik teraruh dihasilkan. Arah arus terhasil dalam angker ditentukan oleh Hukum Tangan Kanan Fleming. Semasa angker dalam keadaan menegak (90°), sisi angker selari dengan daya magnet. Perubahan fluks magnet tidak berlaku dan arus aruhan sifar [7]. Semasa angker dalam keadaan menegak semula (180°), perubahan fluks magnet maksimum semula dan arus aruhan adalah maksimum. Dengan bantuan komutator, arah arus yang mengalir dalam galvanometer masih sama. Semasa angker dalam keadaan menegak semula (270°), perubahan fluks magnet tidak berlaku dan arus aruhan adalah sifar. Gambarajah di bawah menunjukkan prinsip kendalian atau putaran angker berserta graf bagi daya gerak elektrik melawan sudut putaran angker bagi penjana AT [8]. Rajah 4.3.1: Putaran angker bagi penjana Rajah 4.3.2: Arus melawan sudut putaran angker

9 BAB 4 OPERASI KENDALIAN PENJANA ARUS TERUS Berdasarkan video simulasi yang terdapat dalam pautan di atas, beberapa aspek penjana arus terus telah dinyatakan iaitu beberapa bahagian utama seperti rotor, stator, konduktor, komutator dan berus yang digunapakai dalam proses penghasilan voltan melalui penjana arus terus, operasi prinsip kerja penjana arus terus, hukum tangan kanan bagi menentukan arah pergerakan daya, medan magnet dan arus, graf dapatan bagi hasil voltan keluaran dan akhir sekali beberapa kelebihan yang diperolehi serta contoh aplikasi yang menggunapakai konsep penjana arus terus dalam bidang kerja. Berus yang bersentuhan dengan komutator jenis split ring sangat memainkan peranan untuk mengekalkan pengaliran arus litar dalam satu arah [8]. Dalam konteks ini, pergerakan konduktor yang berputar mengikut arah jam mahupun arah berlawanan jam akan menyebabkan perbezaan arah arus pada sebahagian sisi konduktor. Hukum tangan kanan digunakan bagi mengenal pasti arah pergerakan arus, medan magnet dan daya yang betul. Keadaan ini dapat memberi hasil pengeluaran yang berbeza pada sudut putaran tertentu [6]. Semakin laju putaran penjana maka hasil pengeluaran medan elektromagnet (EMF) juga meningkat. Rajah 4.1: Simulasi Operasi Kendalian Penjana Arus Terus (https://youtu.be/mq2zjmS8UMI)

10 BAB 5 JENIS-JENIS PENJANA ARUS TERUS Terdapat tiga (3) jenis penjana arus terus (AT) yang dapat diklasifikasikan untuk menghasilkan medan magnet. Antaranya adalah penjana AT teruja-pisah (Separately-Excited DC Generator), penjana AT teruja-diri (Self-Excited DC Generator) dan penjana AT magnet kekal (Permanent Magnet DC Generator) [6]. Setiap jenis penjana AT akan diterangkan dengan lebih terperinci pada senarai di bawah: a) Penjana AT Teruja-Pisah (Separately-Excited DC Generator) Rajah 5.1: Litar penjana AT teruja-pisah Penjana AT teruja-pisah adalah sejenis penjana AT yang mempunyai belitan medan yang berasingan atau belitan medan luaran. Medan magnet dihasilkan oleh elektromagnet yang berasingan daripada belitan angker. Penjana jenis ini digunakan dalam aplikasi yang memerlukan pengawalan terhadap voltan keluarannya [4]. b) Penjana AT Teruja-Diri (Self-Excited DC Generator) Rajah 5.2: Litar penjana AT teruja-diri

11 Penjana AT teruja-diri menggunakan elektromagnet dan litarnya bersambung dengan gegelung angker. Ini bermaksud litar elektromagnet memperoleh tenaga elektrik daripada litar gegelung angker. Dalam erti kata lain, penjana dapat berfungsi dengan kehadiran medan magnet yang dihasilkan terlebih dahulu untuk memusingkan rotor bagi menghasilkan arus elektrik [9]. Penjana AT teruja-diri tidak mempunyai sebarang sumber luaran untuk menghasilkan medan magnet. Medan magnet ini terhasil adalah disebabkan oleh kewujudan kemagnetan sisa (residual magnetism) yang merupakan sejumlah kemagnetan yang tinggal pada besi gegelung medan. Sisa kemagnetan tersebut seterusnya akan digunakan untuk menghasilkan medan magnet yang lebih besar [10]. Penjana AT teruja-diri dikategorikan kepada tiga (3) jenis penjana yang berbeza. Perbezaannya dapat dikenalpasti berdasarkan kepada sambungan gegelung medan dalam keseluruhan litar berserta cara medan magnet penjana dihasilkan [11]. Antara jenis-jenis penjana AT teruja-diri adalah seperti berikut: i. Penjana Teruja-Diri Belitan Siri (Series Wound Generator) Rajah 5.2.1: Litar penjana teruja-diri belitan siri Im = Arus medan, Ia = Arus angker, Ib = Arus beban dan V = Voltan keluaran Penjana belitan siri menunjukkan belitan medan dan belitan angker disambungkan dalam sambungan siri. Berdasarkan gambarajah litar di atas, arus elektrik yang dihasilkan belitan angker adalah arus yang sama dibekalkan kepada beban yang bersambung dengan belitan medan [8]. Ini dapat dikukuhkan dengan persamaan seperti berikut: Ia = Im = Ib

12 Belitan medan terdiri daripada sejumlah belitan tebal dalam kuantiti yang sedikit. Berdasarkan hukum Ohm pada litar siri, jika rintangan pada beban berkurangan maka arus elektrik dalam litar dan gegelung medan akan meningkat [12]. Hasilnya, medan magnet dan voltan keluaran turut meningkat. Kesimpulannya, penjana berjenis belitan siri mempunyai voltan keluaran yang berubah mengikut kepada arus beban. ii. Penjana Teruja-Diri Belitan Pirau (Shunt Wound Generator) Rajah 5.2.2: Litar penjana teruja-diri belitan pirau Belitan medan dan belitan angker disambungkan secara sambungan selari dalam penjana belitan pirau. Tujuannya adalah supaya nilai voltan sama ke atas beban, gegelung angker dan gegelung medan. Berdasarkan litar di atas, arus elektrik yang dihasilkan oleh belitan angker dibahagikan kepada dua bahagian iaitu arus untuk beban dan arus untuk menghasilkan medan magnet [13]. Penerangan ini boleh diterjemahkan melalui persamaan berikut: Persamaan tersebut menunjukkan arus dalam cabang selari adalah tidak berkait antara satu sama lain. Voltan keluarannya hampir kekal sama dan jika ia berubah, ia berubah berkadar songsang kepada arus beban. Ia = Im + Ib

13 iii. Penjana Teruja-Diri Majmuk (Compound Wound Generator) Rajah 5.2.3: Litar penjana teruja-diri majmuk Imp = Arus medan pirau, Ims = Arus medan siri, Ia = Arus angker dan Ib = Arus beban Penjana teruja-diri majmuk adalah merupakan gabungan antara jenis belitan siri dan belitan pirau. Tujuan gabungan litar tersebut adalah untuk mengatasi kelemahan pada litar berjenis tunggal sebelumnya [13]. Voltan angker menurun apabila arus beban meningkat dan menyebabkan medan magnet yang dihasilkan oleh belitan pirau menurun. Walaupun begitu, peningkatan arus beban yang sama mengalir pada belitan siri menyebabkan peningkatan medan magnet yang dihasilkan oleh belitan siri. Penurunan kekuatan medan magnet yang dihasilkan belitan pirau diseimbangkan dengan peningkatan kekuatan medan magnet yang dihasilkan oleh belitan siri. Oleh itu, voltan keluaran keseluruhan penjana majmuk kekal sama walaupun arus beban berubah [13]. Penjana teruja-diri majmuk juga mempunyai dua (2) kategori dibawahnya iaitu: • Majmuk Pirau Pendek (Short Shunt Compound) Rajah 5.2.3.1: Litar majmuk pendek

14 Litar majmuk pendek adalah penjana di mana shunt field winding disambung selari dengan gegelung angker atau dikenali sebagai armature seperti yang ditunjukkan pada gambarajah litar di atas. • Majmuk Pirau Panjang (Long Shunt Compound) Rajah 5.2.3.2: Litar majmuk panjang Litar majmuk panjang adalah penjana di mana shunt field winding disambung selari dengan kedua-dua medan siri dan gegelung angker atau armature seperti gambarajah yang tertera di atas. c) Penjana AT Magnet Kekal (Permanent DC Generator) Rajah 5.3: Litar penjana AT magnet kekal Litar penjana AT magnet kekal mempunyai belitan angker yang disambungkan secara selari dengan beban. Terdapat dua magnet pada gambarajah yang mewakili utara dan selatan. Apabila fluks dalam litar magnet dicipta melalui penggunaan magnet kekal, makai a dikenali sebagai penjana AT magnet kekal. Penjana ini terdiri daripada angker dan beberapa magnet kekal terletak di sekitar angker atau dikenali sebagai rotor yang merupakan bahagian yang berputar [14]. Penjana AT magnet kekal ini tidak menghasilkan kuasa dalam jumlah yang banyak.

15 BAB 6 SPESIFIKASI MESIN MENGIKUT JENIS Penjana arus terus teruja diri merupakan jenis penjana arus terus yang menghasilkan medan magnet sendiri tanpa bergantung pada sumber eksternal [15]. Penjana ini sering digunakan dalam aplikasi seperti motor arus terus. Berikut adalah penjelasan penuh mengenai spesifikasi penjana arus terus teruja diri, formula yang digunakan, contoh perhitungan, dan gambar ilustratif: Spesifikasi penjana AT teruja diri: 1. Tegangan (V): Tegangan terminal penjana arus terus teruja diri, dinyatakan dalam volt (V). Tegangan ini menentukan kekuatan medan magnet yang dihasilkan oleh gegelung medan. 2. Arus (Ia): Arus medan pada penjana arus terus teruja diri, dinyatakan dalam Ampere (A). Arus ini mengatur sejauh mana medan magnet yang dihasilkan oleh gegelung medan. 3. Daya (P): Daya yang dihasilkan oleh penjana arus terus teruja diri, dinyatakan dalam Watt (W) atau kiloWatt (kW). Daya ini bergantung pada tegangan dan arus yang dihasilkan. 4. Kecepatan Putaran (N): Kecepatan putaran penjana arus terus teruja diri, dinyatakan dalam putaran per minit (RPM). Kecepatan putaran ini bergantung pada desain dan konstruksi penjana. 5. Torsi Maksimum (Tm): Torsi maksimum yang dapat dihasilkan oleh penjana arus terus teruja diri, dinyatakan dalam Newton-meter (Nm). Torsi ini menentukan kemampuan penjana untuk menggerakkan beban mekanik. Formula yang digunakan untuk menghitung tegangan terminal (V) pada penjana arus terus teruja diri adalah: V = E - Ia * Ra

16 Di mana: V adalah tegangan terminal (Volt), E adalah EMF (Electromotive Force) atau tegangan medan (Volt), Ia adalah arus medan (Ampere), dan Ra adalah hambatan medan (Ohm). Contoh: Misalkan sebuah penjana arus terus teruja diri memiliki EMF (E) sebesar 100V, arus medan (Ia) sebesar 2A, dan hambatan medan (Ra) sebesar 0.5 ohm. Maka tegangan terminal (V) pada penjana tersebut dapat dihitung sebagai berikut: V = 100V - (2A * 0.5 ohm) V = 100V - 1V V = 99V Rajah 6.1: Penjana AT teruja-pisah Gambar di atas adalah ilustrasi penjana arus terus teruja-pisah. Terdapat gegelung medan dan gegelung jangkar pada penjana ini. Gegelung medan menghasilkan medan magnet yang diperlukan untuk menggerakkan gegelung angker, yang pada gilirannya menghasilkan torsi dan daya yang dibutuhkan untuk menggerakkan beban.

17 Penjana arus terus siri adalah jenis penjana arus terus yang memiliki gegelung medan dan gegelung jangkar yang disusun secara seri [16]. Penjana ini biasanya digunakan dalam aplikasi seperti motor arus terus. Spesifikasi penjana arus terus siri: 1. Tegangan (V): Tegangan terminal penjana arus terus siri, dinyatakan dalam volt (V). Tegangan ini menentukan kekuatan medan magnet yang dihasilkan oleh gegelung medan. 2. Arus (I): Arus pada penjana arus terus siri, dinyatakan dalam Ampere (A). Arus ini mengatur sejauh mana medan magnet yang dihasilkan oleh gegelung medan. 3. Daya (P): Daya yang dihasilkan oleh penjana arus terus siri, dinyatakan dalam Watt (W) atau kiloWatt (kW). Daya ini bergantung pada tegangan dan arus yang dihasilkan. 4. Kecepatan Putaran (N): Kecepatan putaran penjana arus terus siri, dinyatakan dalam putaran per menit (RPM). Kecepatan putaran ini bergantung pada desain dan konstruksi penjana. 5. Torsi Maksimum (Tm): Torsi maksimum yang dapat dihasilkan oleh penjana arus terus siri, dinyatakan dalam Newton-meter (Nm). Torsi ini menentukan kemampuan penjana untuk menggerakkan beban mekanik. Formula yang digunakan untuk menghitung tegangan terminal (V) pada penjana arus terus siri adalah: V = E - I * Ra Di mana: V adalah tegangan terminal (Volt), E adalah EMF (Electromotive Force) atau tegangan medan (Volt), I adalah arus (Ampere), dan Ra adalah hambatan medan (Ohm).

18 Contoh: Misalkan sebuah penjana arus terus siri memiliki EMF (E) sebesar 100V, arus (I) sebesar 2A, dan hambatan medan (Ra) sebesar 0.5 ohm. Maka tegangan terminal (V) pada penjana tersebut dapat dihitung sebagai berikut: V = 100V - (2A * 0.5 ohm) V = 100V - 1V V = 99V Rajah 6.2: Penjana AT siri Gambar di atas adalah ilustrasi penjana arus terus siri. Terdapat gegelung medan dan gegelung jangkar yang disusun secara seri. Arus mengalir melalui kedua gegelung tersebut untuk menghasilkan medan magnet dan menggerakkan gegelung angker [17].

19 Penjana arus terus pirau adalah jenis penjana arus terus yang memiliki gegelung medan dan gegelung jangkar yang disusun secara pirau atau selari (parallel) [18]. Penjana ini umumnya digunakan dalam aplikasi seperti penjana arus terus. Spesifikasi penjana AT pirau: 1. Tegangan (V): Tegangan terminal penjana arus terus pirau, dinyatakan dalam volt (V). Tegangan ini menentukan kekuatan medan magnet yang dihasilkan oleh gegelung medan. 2. Arus (I): Arus pada penjana arus terus pirau, dinyatakan dalam Ampere (A). Arus ini mengatur sejauh mana medan magnet yang dihasilkan oleh gegelung medan. 3. Daya (P): Daya yang dihasilkan oleh penjana arus terus pirau, dinyatakan dalam Watt (W) atau kiloWatt (kW). Daya ini bergantung pada tegangan dan arus yang dihasilkan. 4. Kecepatan Putaran (N): Kecepatan putaran penjana arus terus pirau, dinyatakan dalam putaran per menit (RPM). Kecepatan putaran ini bergantung pada desain dan konstruksi penjana. 5. Torsi Maksimum (Tm): Torsi maksimum yang dapat dihasilkan oleh penjana arus terus pirau, dinyatakan dalam Newton-meter (Nm). Torsi ini menentukan kemampuan penjana untuk menggerakkan beban mekanik. Formula yang digunakan untuk menghitung tegangan terminal (V) pada penjana arus terus pirau adalah: V = E - I * Ra Di mana: V adalah tegangan terminal (Volt), E adalah EMF (Electromotive Force) atau tegangan medan (Volt), I adalah arus (Ampere), dan Ra adalah hambatan medan (Ohm).

20 Contoh: Misalkan sebuah penjana arus terus pirau memiliki EMF (E) sebesar 100V, arus (I) sebesar 2A, dan hambatan medan (Ra) sebesar 0.5 ohm. Maka tegangan terminal (V) pada penjana tersebut dapat dihitung sebagai berikut: V = 100V - (2A * 0.5 ohm) V = 100V - 1V V = 99V Rsjsh 6.3: Penjana AT pirau Gambar di atas adalah ilustrasi penjana arus terus pirau. Terdapat gegelung medan dan gegelung jangkar yang disusun secara pirau atau parallel. Arus mengalir melalui kedua gegelung tersebut untuk menghasilkan medan magnet dan menggerakkan gegelung jangkar.

21 Penjana arus terus majmuk, juga dikenal sebagai penjana arus terus seri-paralel, adalah kombinasi dari beberapa penjana arus terus siri atau penjana arus terus pirau yang dihubungkan secara majmuk. Ini memungkinkan kombinasi paralel untuk meningkatkan arus yang dihasilkan dan seri untuk meningkatkan tegangan yang dihasilkan [11]. Penjana arus terus majmuk digunakan dalam aplikasi yang memerlukan arus tinggi dan tegangan tinggi. Spesifikasi penjana AT majmuk: 1. Tegangan (V): Tegangan penjana arus terus majmuk, dinyatakan dalam volt (V). Tegangan ini tergantung pada jumlah dan konfigurasi penjana yang dihubungkan. 2. Arus (I): Arus pada penjana arus terus majmuk, dinyatakan dalam Ampere (A). Arus ini tergantung pada jumlah penjana yang dihubungkan secara paralel. 3. Daya (P): Daya yang dihasilkan oleh penjana arus terus majmuk, dinyatakan dalam Watt (W) atau kiloWatt (kW). Daya ini bergantung pada tegangan dan arus yang dihasilkan. 4. Kecepatan Putaran (N): Kecepatan putaran penjana arus terus majmuk, dinyatakan dalam putaran per menit (RPM). Kecepatan putaran ini bergantung pada desain dan konstruksi penjana. 5. Torsi Maksimum (Tm): Torsi maksimum yang dapat dihasilkan oleh penjana arus terus majmuk, dinyatakan dalam Newton-meter (Nm). Torsi ini menentukan kemampuan penjana untuk menggerakkan beban mekanik. Formula yang digunakan untuk menghitung tegangan (V) pada penjana arus terus majmuk adalah: V = n * Vp Di mana: V adalah tegangan penjana arus terus majmuk (volt), n adalah jumlah penjana yang dihubungkan secara seri (unit), Vp adalah tegangan pada setiap penjana (volt).

22 Contoh: Misalkan terdapat tiga penjana arus terus siri yang dihubungkan secara seri dan masing-masing memiliki tegangan 50V. Jika ketiga penjana tersebut dihubungkan secara paralel, maka tegangan pada penjana arus terus majmuk dapat dihitung sebagai berikut: V = 3 * 50V V = 150V Rajah 6.4: Penjana AT majmuk Gambar di atas adalah ilustrasi penjana arus terus majmuk. Terdapat beberapa penjana yang dihubungkan secara seri dan paralel untuk menghasilkan tegangan dan arus yang diinginkan.

23 Penjana arus terus majmuk pirau pendek adalah jenis penjana arus terus majmuk yang memiliki gegelung medan dan gegelung jangkar yang disusun secara pirau pendek. Penjana ini digunakan untuk menghasilkan arus tinggi dan tegangan rendah dengan efisiensi tinggi [11]. Penjana arus terus majmuk pirau pendek umumnya digunakan dalam aplikasi seperti industri, transportasi, dan pembangkit listrik. Spesifikasi penjana AT majmuk pirau pendek: 1. Tegangan (V): Tegangan penjana arus terus majmuk pirau pendek, dinyatakan dalam volt (V). Tegangan ini tergantung pada jumlah dan konfigurasi penjana yang dihubungkan. 2. Arus (I): Arus pada penjana arus terus majmuk pirau pendek, dinyatakan dalam Ampere (A). Arus ini tergantung pada jumlah penjana yang dihubungkan secara paralel. 3. Daya (P): Daya yang dihasilkan oleh penjana arus terus majmuk pirau pendek, dinyatakan dalam Watt (W) atau kiloWatt (kW). Daya ini bergantung pada tegangan dan arus yang dihasilkan. 4. Kecepatan Putaran (N): Kecepatan putaran penjana arus terus majmuk pirau pendek, dinyatakan dalam putaran per menit (RPM). Kecepatan putaran ini bergantung pada desain dan konstruksi penjana. 5. Torsi Maksimum (Tm): Torsi maksimum yang dapat dihasilkan oleh penjana arus terus majmuk pirau pendek, dinyatakan dalam Newton-meter (Nm). Torsi ini menentukan kemampuan penjana untuk menggerakkan beban mekanik. Formula yang digunakan untuk menghitung arus (I) pada penjana arus terus majmuk pirau pendek adalah: I = I1 + I2 + I3 + ... Di mana: I adalah arus pada penjana arus terus majmuk pirau pendek (Ampere), I1, I2, I3, ... adalah arus pada setiap penjana yang dihubungkan secara paralel (Ampere).

24 Contoh: Misalkan terdapat tiga penjana arus terus pirau pendek yang dihubungkan secara paralel, dan masing-masing penjana menghasilkan arus sebesar 10A, 15A, dan 20A. Maka arus pada penjana arus terus majmuk pirau pendek dapat dihitung sebagai berikut: I = 10A + 15A + 20A I = 45A Rajah 6.5: Penjana AT majmuk pirau pendek Gambar di atas adalah ilustrasi penjana arus terus majmuk pirau pendek. Terdapat beberapa penjana yang dihubungkan secara paralel dan menghasilkan arus yang diinginkan.

25 Penjana arus terus majmuk pirau panjang adalah jenis penjana arus terus majmuk yang memiliki gegelung medan dan gegelung jangkar yang disusun secara pirau panjang. Penjana ini umumnya digunakan untuk menghasilkan tegangan tinggi dan arus rendah dengan efisiensi yang tinggi [13]. Penjana arus terus majmuk pirau panjang digunakan dalam berbagai aplikasi seperti sistem transmisi tenaga, pembangkit listrik, dan industri berat [11]. Spesifikasi penjana AT majmuk pirau panjang: 1. Tegangan (V): Tegangan penjana arus terus majmuk pirau panjang, dinyatakan dalam volt (V). Tegangan ini bergantung pada konfigurasi dan desain penjana yang dihubungkan. 2. Arus (I): Arus yang mengalir melalui penjana arus terus majmuk pirau panjang, dinyatakan dalam Ampere (A). Besar arus ini ditentukan oleh beban dan kebutuhan aplikasi. 3. Daya (P): Daya yang dihasilkan oleh penjana arus terus majmuk pirau panjang, dinyatakan dalam Watt (W) atau kiloWatt (kW). Daya ini merupakan hasil perkalian tegangan dan arus yang dihasilkan. 4. Kecepatan Putaran (N): Kecepatan putaran penjana arus terus majmuk pirau panjang, dinyatakan dalam putaran per menit (RPM) atau putaran per detik (RPS). Kecepatan putaran ini bergantung pada desain dan konstruksi penjana. 5. Torsi Maksimum (Tm): Torsi maksimum yang dapat dihasilkan oleh penjana arus terus majmuk pirau panjang, dinyatakan dalam Newton-meter (Nm). Torsi ini menentukan kemampuan penjana untuk menggerakkan beban mekanik. Formula yang digunakan untuk menghitung daya (P) pada penjana arus terus majmuk pirau panjang adalah: P = V x I Di mana: P adalah daya yang dihasilkan oleh penjana (Watt), V adalah tegangan penjana (Volt), I adalah arus yang mengalir melalui penjana (Ampere).

26 Contoh: Misalkan terdapat penjana arus terus majmuk pirau panjang dengan tegangan sebesar 100V dan arus sebesar 5A. Maka daya yang dihasilkan oleh penjana tersebut dapat dihitung sebagai berikut: P = 100V x 5A P = 500 Watt Rajah 6.6: Penjana AT majmuk pirau panjang Gambar di atas merupakan ilustrasi penjana arus terus majmuk pirau panjang. Terdapat gegelung medan dan gegelung jangkar yang disusun secara pirau panjang untuk menghasilkan arus terus dengan tegangan tinggi.

27 BAB 7 KELEBIHAN DAN KEKURANGAN APLIKASI (a) Kelebihan Penjana Arus Terus: 1. Stabiliti: Penjana arus terus menghasilkan aliran arus yang stabil dan konsisten, yang penting untuk peranti elektronik yang memerlukan bekalan kuasa yang mencukupi [19]. Rajah 7.1: Stabiliti penjana AT 2. Efisiensi: Arus terus memiliki kecekapan yang lebih tinggi dalam penyimpanan tenaga dibandingkan dengan arus terus-terusan (Alternating Current, AC). Rajah 7.2: Efisiensi penjana AT 3. Pemindahan tenaga jarak jauh: Arus terus lebih efisien dalam pemindahan tenaga jarak jauh, terutama dalam aplikasi seperti pembangkit tenaga surya atau angin yang jauh dari pusat pengagihan.

28 Rajah 7.3: Proses pemindahan tenaga 4. Keselamatan: Arus terus cenderung lebih selamat kepada manusia kerana keamatan yang agak stabil. Rajah 7.4: Keselamatan pengguna (b) Kekurangan Penjana Arus Terus: 1. Kesukaran Transformasi Voltan: Transformasi voltan pada arus terus memerlukan penggunaan alat penukaran yang kompleks dan mahal. 2. Kerugian Pemindahan Tenaga Jarak Jauh: Arus terus mengalami kerugian yang lebih tinggi dalam pemindahan tenaga jarak jauh dibandingkan dengan arus terusterusan. 3. Ketidakserasian dengan Beberapa Aplikasi: Beberapa peranti seperti motor induksi AC, lampu pijar, dan peralatan rumah tangga umumnya menggunakan arus terus yang rendah, sehingga memerlukan penukaran dari arus terus menjadi arus terus. 4. Kos penukaran Arus Terus ke Arus Terus: Jika ingin menggunakan arus terus pada peralatan yang memerlukan arus terus, alat penukar arus diperlukan serta meningkatkan kos dan pemasangan yang rumit. Secara keseluruhan, penjana arus terus memiliki kelebihan dalam stabiliti, efisiensi, transfer tenaga jarak jauh, dan keselamatan, namun memiliki kekurangan dalam transformasi voltan, pemindahan tenaga jarak jauh, ketidakserasian dengan beberapa aplikasi, dan kos penukaran arus terus ke arus terus [19].

29 Aplikasi Penjana Arus Terus: a) Elektronik: 1) Komputer: Arus terus digunakan dalam bekalan kuasa komputer dan peranti komputer lainnya. 2) Televisyen: Arus terus digunakan dalam bekalan kuasa televisyen dan peranti audio-visual. 3) Peralatan rumah tangga: Arus terus digunakan dalam peralatan seperti peti sejuk, mesin basuh, dan penyaman udara. b) Industri: 1) Automotif: Arus terus digunakan dalam kenderaan elektrik untuk menghidupkan motor, sistem pengecasan bateri, dan sistem elektronik lainnya. 2) Pengendalian Proses: Arus terus digunakan dalam industri pengendalian proses seperti kilang kimia dan petrokimia untuk menggerakkan motor dan mengendalikan peralatan elektronik. 3) Pengendalian Mesin: Arus terus digunakan dalam aplikasi seperti pengendalian mesin penggiling, penapis, dan motor penggerak. c) Telekomunikasi: 1) Telepon Bimbit: Arus terus digunakan dalam bekalan kuasa telefon bimbit dan peranti telekomunikasi mudah alih lainnya. 2) Rangkaian Data: Arus terus digunakan dalam peralatan rangkaian data seperti komutator, pemancar, dan peranti penyimpanan data. d) Sumber tenaga diperbaharui: 1) Sistem Tenaga Surya: Arus terus digunakan dalam sistem tenaga surya untuk mengubah tenaga yang dihasilkan oleh panel suria kepada tenaga yang dapat digunakan di rumah atau industri. 2) Tenaga Angin: Arus terus digunakan dalam sistem penjana tenaga angin untuk mengubah tenaga angin menjadi tenaga elektrik. Dalam semua aplikasi ini, penjana arus terus memberikan kestabilan dan kecekapan tenaga yang diperlukan untuk operasi peranti elektronik, industri, telekomunikasi, dan penghasilan sumber tenaga yang diperbaharui.

30 BAB 8 APLIKASI PENJANA ARUS TERUS a) Dinamo untuk Motor atau Basikal Rajah 8.1.1: Dinamo pada motosikal Rajah 8.1.2: Dinamo pada basikal Dinamo merupakan satu alat untuk menghasilkan kuasa elektrik melalui input mekanikal di mana pergerakan yang dilakukan akan menjana pengeluaran kuasa. Kebiasaannya, dinamo diimplimentasikan pada bahagian tayar basikal supaya lampu dapat menyala selari dengan kelajuan putaran tayar. Sekiranya tayar berputar perlahan, maka lampu yang bernyala adalah malap dan begitu juga sebaliknya [20]. Pada umumnya, aci yang terdapat dalam dinamo akan berpusing menyebabkan suis tetap beroperasi untuk menyambungkan atau memutuskan litar. Dinamo menggunakan konsep medan elektromagnet untuk memberi aliran secara langsung ke arah yang sama. Lilitan wayar timah beserta kehadiran magnet dapat memberi fungsi dalam menghasilkan arus elektrik kerana berlakunya pemotongan medan magnet (fluks) pada kawasan tersebut [20]. Komutator juga turut memainkan peranan penting dalam menukarkan kekutuban arus keluaran supaya hasil keluaran sentiasa berada pada kekutuban yang sama. Maka, dinamo merupakan satu alat yang dapat menjana arus terus apabila digunakan pada tayar motor atau basikal.

31 b) Alternator pada Kenderaan Rajah 8.2.1 : Alternator dalam bonet kereta Alternator mempunyai fungsi yang serupa dengan dinamo tetapi ianya menghasilkan arus berselang yang sentiasa berubah arah. Alat ini digunakan pada bahagian enjin kereta di mana sekiranya enjin terputus bekalan, maka alternator tidak dapat berfungsi tanpa sokongan sumber daripada luar [21]. Kereta terpaksa memerlukan bantuan melalui kaedah jumping kereta bagi menghidupkan enjin sementara. Hal ini kerana, alternator merupakan antara komponen utama dalam sistem pengecasan bateri kenderaan. Umumnya, alternator membekalkan sumber tenaga elektrik kepada setiap komponen elektrik dan elektronik dalam kereta [22]. Sebagai contoh, penggunaan alternator dalam penjana arus terus adalah untuk keberfungsian aksesori kereta seperti lampu, penyaman udara dan sebagainya. Oleh itu, bahagian kereta yang menggunakan motor tetapi bergantung kepada bateri adalah merupakan aplikasi penjana arus terus kerana ia menggunakan kuasa alternator untuk beroperasi. c) Kereta Kawalan Jauh Rajah 8.3.1: Kereta kawan jauh

32 Penjana arus terus mudah alih digunakan di mana bekalan kuasa rendah diperlukan. Rajah di atas menunjukkan permainan RC atau lebih dikenali sebagai kereta kawalan jauh yang mengaplikasikan konsep penjana arus terus untuk memberi kefungsian bergerak. Konsep ini mempunyai kelebihan di mana kawalan kelajuan diperlukan supaya dapat digunapakai dalam motor arus terus (DC motor) [23]. Alat permainan ini boleh menghasilkan kuasa tersendiri melalui bateri 9 volt yang disambungkan pada bahagian RC dan ianya boleh dikawal dari jarak yang tertentu menggunakan alat kawalan jauh dengan sokongan gelombang radio. Apabila gear kawalan diputarkan, maka pemancar yang terdapat pada kawalan jauh (remote control) akan menghantar signal melalui udara. Sebaik sahaja mainan RC menerima gelombang radio, motor akan mula hidup dan bertindak mengikut signal daripada kawalan jauh [23]. Sumber kuasa menghantar kuasa ke semua bahagian yang berfungsi termasuk motor. Apabila butang pada pemancar ditekan untuk membuat mainan RC ke hadapan atau ke belakang, sepasang sesentuh elektrik bersentuhan. Dengan itu penerima mengenal pasti isyarat dan menghantarnya ke dalam litar. Keadaan ini menunjukkan bahawa operasi yang dilaksanakan dalam permainan kereta kawalan jauh mampu bergerak menggunakan konsep penjana arus terus. d) Penjana Kimpalan Arka Rajah 8.4.1 : Penjana arus terus kimpalan arka Kimpalan arka (arc welding) merupakan proses menghasilkan haba yang kuat melalui penggunaan arka elektrik antara elektrod dan bahan asas. Haba digunakan untuk mencairkan dan menggabungkan kepingan logam bersama-sama. Dalam konteks ini, penjana terkompaun berbeza (differentially compounded generator) diperlukan untuk memastikan penurunan yang banyak dalam voltan selari dengan arus yang malar [24].

33 Penjana jenis ini mempunyai dua set belitan medan iaitu belitan medan shunt yang berfungsi untuk mengawal keluaran voltan manakala belitan medan bersiri pula adalah untuk mengawal keluaran semasa penjana [24]. Keperluan penjana dalam kimpalan arka adalah untuk mencipta arka elektrik yang boleh digunakan dalam keduadua sumber voltan arus ulang-alik dan arus terus. Akan tetapi, penjanaan arka voltan arus terus adalah lebih stabil. Walaupun begitu, penjana yang digunakan jenis ini secara amnya lebih mahal daripada penjana arus terus teruja sendiri kerana keperluan sumber pengujaan yang berasingan. Penjana terkompaun berbeza mempunyai beberapa kelebihan untuk tujuan kimpalan arka. Antaranya, penghasilan arus keluaran yang begitu tinggi. Hal ini kerana, medan siri dalam penjana yang digunakan dapat memberi meningkatkan keluaran semasa yang menjadikannya sesuai untuk aplikasi kimpalan arka [25]. Selain itu, penjana jenis ini mempunyai pengatur voltan yang baik disebabkan oleh penggulungan yang terdapat dalam medan shunt [24]. Ia dapat membantu dalam mengawal keluaran voltan penjana bagi memastikan hasilnya adalah lancar dan konsisten. Penjana terkompaun berbeza juga mempunyai keupayaan dalam aspek pengendalian beban berat dan aspek ini mampu memberi gambaran yang hebat untuk menjadikannya sebagai satu kegunaan aplikasi dalam industri. Oleh itu, penjana arus terus sangat bermakna dalam penjanaan kimpalan arka.

34 BAB 9 CONTOH PENGIRAAN Pengiraan bagi beberapa jenis litar yang terdapat dalam penjana arus terus seperti litar Penjana AT Teruja-Pisah (Separately Excited DC Generator), Penjana Teruja-Diri Belitan Pirau (Shunt Wound Generator), Penjana Teruja-Diri Belitan Siri (Series Wound Generator), Majmuk Pirau Pendek (Short Shunt Compound) dan Majmuk Pirau Panjang (Long Shunt Compound) [16]. EG : Voltan terhasil VT : Voltan terminal Vbrh: Voltan jatuh pada berus IL : Arus beban RA : Rintangan angker VA : Voltan jatuh merentasi rintangan agker IA : Arus angker RF : Rintangan pirau (shunt) VF : Voltan jatuh merentasi belitan pirau IF : Arus pirau RS : Rintangan medan siri VS : Voltan jatuh merentasi belitan siri IS : Arus sesiri a) Pengiraan Separaterly-Excitation (Shunt) Rajah 9.1.1 : Separaterly-Excitation (Shunt)

35 Voltan terminal : VT = EG – IARA + Vbrh Arus : IA = IL Kuasa elektrik membangun : Pdev = EGIA Kuasa dihantar ke beban : P = VTIA b) Pengiraan Self- Excitation (Series) 9.1.2: Self- Excitation (Series) Voltan terminal : VT = EG – IA (RA + RS) -Vbrh Arus Siri : IA = IL = IF Kuasa elektrik membangun : Pdev = EGIA Kuasa dihantar ke beban : P = VTIA c) Pengiraan Self- Excitation (Shunt) Rajah 9.1.3: Self- Excitation (Shunt) Voltan terminal : VT = EG – IARA-Vbrh Arus angker : IA = IL + IF Arus Pirau : IF = VT/RF Kuasa elektrik membangun : Pdev = EGIA Kuasa berkembang kepada beban : P = VTIL

36 d) Pengiraan Self- Excitation Compound (Long Shunt) Rajah 9.1.4: Self- Excitation Compound (Long Shunt) Voltan terminal : VT = EG – IA (RA + RS) - Vbrh Arus Siri : IA = IS = IL + IF Arus Pirau : IF = VT/RF Kuasa elektrik membangun : Pdev = EGIA Kuasa dihantar ke beban : P = VTIL e) Pengiraan Self- Excitation Compound (Short Shunt) Rajah 9.1.5: Self- Excitation Compound (Short Shunt) Voltan terminal : VT = EG – IA RA – IS RS - Vbrh Arus Siri : IS = IL Arus Pirau : IF = (VT + ISRS) / RF Kuasa elektrik membangun : Pdev = EGIA Kuasa dihantar ke beban : P = VTIL

37 BAB 10 GAMBAR-GAMBAR BERKENAAN PENJANA ARUS TERUS

38 .

39 KESIMPULAN Kesimpulanya, penjana terbahagi kepada dua iaitu penjana arus terus dan penjana ulang alik. Prinsip asas penjana AT adalah berasaskan Hukum Faraday. Rajah diatas menunjukkan penukaran tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik. Semasa gelung pengalir berputar, pemotongan medan magnet akan berlaku. Kegunaan asas penjana AT ialah untuk membekalkan tenaga elektrik kepada peralatan elektrik mudah alih, sistem kereta api/ LRT dan sistem komunikasi. Klasifikasi penjana AT seperti rajah dibawah boleh dilakukan dalam dua kategori terpenting iaitu penjana AT teruja-pisah (Separately-Excited DC Generator) dan penjana AT teruja-diri (Self-Excited DC Generator) . Antara ciri-ciri penjana arus terus adalah: i. Ciri-ciri Kemagnetan Ciri-ciri kemagnetan memberikan perbezaan menghasilkan voltan sebaliknya voltan tanpa beban melalui arus medan pada kelajuan yang stabil. Ciri jenis ini juga dikenali sebagai litar terbuka sebaliknya ciri tanpa beban. ii. Ciri-ciri Dalaman Ciri-ciri dalaman penjana at boleh diplot antara arus beban serta voltan yang dijana. iii. Ciri Luaran atau Beban Ciri-ciri jenis beban atau luaran memberikan hubungan utama antara arus beban serta voltan terminal pada kelajuan yang stabil.

40 Kita boleh membuat kesimpulan bahawa kelebihan utama penjana DC termasuk pembinaan dan reka bentuk yang mudah, operasi selari adalah mudah, dan masalah kestabilan sistem kurang seperti alternator. Setiap jenis penjana arus terus mempunyai perbezaan dari segi spesifikasi mengikut penggunaan yang diperlukan. Selain itu, terdapat juga kelebihan dan kekurangan yang perlu diteliti dalam penggunaan penjana arus terus. Penjana arus terus juga banyak diaplikasikan dalam penggunaan seharian seperti altenator dalam kenderaan serta dinamo yang digunakan bagi menyalakan lampu basikal. Akhir sekali, tugasan ini banyak mengajar kami untuk mencari sumber maklumat yang lebih untuk sesuatu perkara yang ingin kita pelajari. Kami juga dapat meyelesaikan tugasan ini diatas kerjasama yang sangat baik diberi antara ahli kumpulan dan kerjasama dalam membuat video bagi tugasan ini. Semoga perkongsian ini bermanfaat untuk masa akan datang.

41 RUJUKAN [1] S. N. Utami, “Hukum Faraday tentang Induksi Elektromagnetik,” Kompas.com/Skola, Mar. 08, 2022. https://www.kompas.com/skola/read/2022/03/08/114631469/hukumfaraday-tentang-induksi-elektromagnetik (accessed May 21, 2023). [2] S. J. Chapman, Electric Machinery Fundamentals. 2004. Accessed: May 26, 2023. [Online]. Available: https://cdn.prexams.com/4650/Chapman5e_ISM.pdf [3] C. K. Alexander, M. N. O. Sadiku, and A. Sadiku, Electric Circuits FiFth Edition. 2012. [Online]. Available: www.mhhe.com/alexander. [4] “DC Generator - Parts, Working, EMF Equation, Types, Applications,” BYJU’S. https://byjus.com/physics/dc-generator/ (accessed May 21, 2023). [5] A. E. Fitzgerald, Charles Kingsley Jr., and Stephen Umans, “Electric Machinery,” Sixth Ed., 2003, Accessed: May 21, 2023. [Online]. Available: https://vdocuments.net/electric-machinery-by-a-e-fitzgerald-charles-kingsley-jrstephen-umans.html?page=1 [6] “Principles of Electric Machines and Power Electronics - P. C. Sen, P. C. (Queen’s University Sen, Kingston Ontario) - Google Books.” https://books.google.com.my/books?hl=en&lr=&id=TR6uEAAAQBAJ&oi=fnd&pg= PP1&dq=Principles+of+electric+machines+and+power+electronics&ots=3oQyWNme SZ&sig=oeIFN8pJqCEg7g13xa1iEyL5tg4&redir_esc=y#v=onepage&q=Principles of electric machines and power electronics&f=false (accessed May 26, 2023). [7] “Electrical Machines - S. K. Sahdev - Google Books.” https://books.google.com.my/books?hl=en&lr=&id=nk9bDwAAQBAJ&oi=fnd&pg=P R21&dq=sk+shadev+electrical+machine&ots=tGmWzLsIqy&sig=5YPMEXT1FmyT DYsfOFNfYriukV0&redir_esc=y#v=onepage&q=sk shadev electrical machine&f=false (accessed May 26, 2023). [8] S. N. Vukosavic, “Electrical Machines,” Electr. Mach., pp. 1–650, Jan. 2013, doi: 10.1007/978-1-4614-0400-2. [9] M. Saif, “7 Types of DC Generators [Working, Parts, Diagram] with PDF,” The Engineers Engineering, Mar. 30, 2023. https://www.theengineerspost.com/dcgenerator-types/ (accessed May 21, 2023). [10] S. Mahley and S. K. Jain, “Optimal operation of single-winding self-excited induction generator for single-phase power generation,” India Int. Conf. Power Electron. IICPE, vol. 2016-November, Jun. 2016, doi: 10.1109/IICPE.2016.8079501. [11] Raghav Majumdar, “The type of dc generator used for arc welding purposes is aa)series generatorb)shunt generatorc)cumulatively compounded generatord)differentially compounded generatorCorrect answer is option ‘D’. Can you explain this answer? | EduRev Electrical Engineerin.” https://edurev.in/question/562021/The-type-of-dcgenerator-used-for-arc-welding-purp (accessed May 21, 2023). [12] R. Roy, “Ohm’s law, Kirchoff ’s law and the Drunkard’s walk,” Resonance, vol. 2, no. 11, pp. 36–47, Nov. 1997, doi: 10.1007/BF02862640. [13] A. Firmansyah and Y. Marniati, “Pemodelan Karakteristik Motor DC Shunt, Motor DC

42 Seri, dan Motor DC Kompon Menggunakan Matlab Simulink sebagai Media Pembelajaran Modul Praktikum Mesin-mesin Listrik,” J. Tek. Elektro, vol. 6, no. 1, pp. 63–73, Jan. 2017, doi: 10.21063/JTE.2017.3133608. [14] O. Ojo, J. Cox, and Z. Wu, “DC power generation using interior permanent-magnet machines,” IEEE Trans. Energy Convers., vol. 12, no. 4, pp. 351–356, 1997, doi: 10.1109/60.638872. [15] H. Shao, J. Fang, H. Wang, H. Zhou, and T. Lin, “Direct current energy generators from a conducting polymer–inorganic oxide junction,” J. Mater. Chem. A, vol. 5, no. 18, pp. 8267–8273, May 2017, doi: 10.1039/C7TA01087G. [16] “DC Generator Formulas and Equations - Electrical Technology,” Electrical Technology. https://www.electricaltechnology.org/2020/10/dc-generator-formulasequations.html (accessed May 21, 2023). [17] D. Gerling, “Mathematical Engineering Electrical Machines Mathematical Fundamentals of Machine Topologies”, Accessed: May 26, 2023. [Online]. Available: http://www.springer.com/series/8445 [18] B. Pal, S. Rana, and B. Kundu, “An Introduction to DC Generator,” Int. J. Res. Discov. Vol., vol. 1, p. 3, 2016, Accessed: May 25, 2023. [Online]. Available: www.ijrd.in [19] A. E. Fitzgerald, C. Kingsley, and S. D. Umans, “Electric Machinery 6th Edition,” Tech. Books Pdf, 2003, Accessed: May 26, 2023. [Online]. Available: https://www.technicalbookspdf.com/electric-machinery-6th-edition-by-a-e-fitzgeraldand-charles-kingsley-and-stephen-d-umans/ [20] KEVIN GLENTON, “What is a Bicycle Dynamo (and How Does it Work)?,” Discerning Cyclist, 2023. https://discerningcyclist.com/what-is-bicycle-dynamo/ (accessed May 21, 2023). [21] D. Tutunea, D. Ilie, L. Racila, and C. Rotea, “Experimental investigation on the alternator charging capacity for automotive applications,” IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., vol. 1220, no. 1, p. 012036, Jan. 2022, doi: 10.1088/1757-899X/1220/1/012036. [22] C. H. Cheng and S. Dhanasekaran, “Design of a Slot-Spaced Permanent Magnet Linear Alternator Based on Numerical Analysis,” Energies 2022, Vol. 15, Page 4523, vol. 15, no. 13, p. 4523, Jun. 2022, doi: 10.3390/EN15134523. [23] D. G. Sabuj, R. O. Arman, S. H. Mohammad, and A. S. Nahid, “Designing & Implementation of Mobile Operated Toy Car by DTMF,” Int. J. Sci. Res. Publ., vol. 3, no. 1, Jan. 2013, Accessed: May 26, 2023. [Online]. Available: http://www.ijsrp.org/ejournal.html [24] W. R. Harding, “Arc welding generator,” Sep. 1931. [25] William R Harding, “US2000699A - Arc welding generator - Google Patents.” https://patents.google.com/patent/US2000699 (accessed May 21, 2023).