Teks tersebut merangkum konsep dasar teknik tenaga listrik, termasuk jenis-jenis arus listrik, sistem tenaga listrik, komponen pengubah energi seperti generator dan motor, konsep induksi magnetik dan elektromagnetik, baterai, serta prinsip kerja generator dan motor arus searah dan bolak-balik.

1. TUGAS RANGKUMAN TEKNIK TENAGA LISTRIK
Disusun oleh :
SYLVESTER SARAGIH DBD 111 0105
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
UNIVERSITAS PALANGKA RAYA
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN
2013

2. RANGKUMAN
A. PENGERTIAN LISTRIK
Listrik adalah kondisi dari partikel subatomik tertentu, seperti elektron
dan proton, yang menyebabkan penarikan dan penolakan gaya diantaranya
dimana sumber energi disalurkan melalui kabel. Arus listrik timbul karena
muatan listrik mengalir dari saluran positif ke saluran negatif.
B. SUMBER LISTRIK
Ada dua sumber arus listrik, yaitu :
a) Arus listrik mengalir (dalam konduktor) dari kutub positif ke kutub
negatif.
b) Arus elektron-lektron mengalir (dalam konduktor) dari kutub negatif ke
kutub positif
C. JENIS-JENIS ARUS LISTRIK
Jenis-jenis arus listrik dapat dibagi menjadi dua, yaitu :
Arus searah (Direct Current, DC).
Arus bolak-balik (Alternating Current, AC).
1. SISTEM TENAGA LISTRIK
A. TEKNIK TENAGA LISTRIK
Teknik Tenga Listrik adalah ilmu yang mempelajari konsep dasar
kelistrikan dan pemakaian alat yang asas kerjanya berdasarkan aliran
electron dalam konduktor (arus listrik). Dalam Teknik Tenaga Listrik
dikenal dua macam arus :

3. 1. Arus searah dikenal dengan istilah DC (Direct Current),
2. Arus bolak bolik dikenal sebagai AC (Alternating Current).
B. PERALATAN ATAU PENGUBAH ENERGI
Peralatan atau peranti pengubah energi yaitu mengubah energi listrik
dari rangkaian atau jaringan yang satu menjadi energi listrik yang lain
pada rangkaian atau jaringan berikutnya. Peranti tersebut adalah generator,
Motor dan Transformator. Transformator terbagi atas :
1. Trafo penaik tegangan (step-up) atau disebut trafo daya.
2. Trafo penurun tegangan (step-down) disebut juga trafo distribusi.
3. Trafo yang dipergunakan pada peralatan atau rangkaian elektronik.
Generator maupun motor dapat disebut mesin listrik, karena generator
dapat berupa generator arus searah dan generator arus bolak balik,
demikian juga motor.
Mesin listrik juga dapat dibagi atas :
a. Mesin arus searah, yang terbagi atas;
(1) Mesin Shunt,
(2) Mesin Seri,
(3) Mesin Kompon.
b. Mesin arus bolak balik, terbagi atas ;
(1) Transformator
(2) Mesin Tak Serempak (Asinkron) atau Mesin Induksi
(3) Mesin Sikron atau mesin serempak
2. KONSEP DASAR INDUKSI MAGNETIK
A. MEDAN MAGNET
Medan magnetik adalah ruang disekitar magnet dimana tempat bendabenda tertentu mengalami gaya magnetik.

4. Gambar 1 Garis medan magnet batang sederhana
Garis besar magnetik dianggap mempunyai karekteristik tertentu.
Semua garis kekuatan:
 Mulai pada kutub utara dan berakhir pada kutub selatan.
 Kontinu dan selalu membentuk loop yang lengkung.
 Tidak pernah memotong.
 Cenderung memendek sendiri, karena garis magnet diantara kutub
yang berbeda menyebabkan kutub ditarik lebih dekat.
 Masuk dan keluarnya material magnet pada sisi kanan permukaan.
 Melewati semua material, magnet ataupun non magnet. Selain itu,
tidak ada isolator untuk kuat garis magnet.
B. MEDAN MAGNETIK DI SEKITAR ARUS LISTRIK
Medan magnetik disekitar arus listrik ditimbulkan oleh dua hal yaitu :
1. Arus listrik menghasilkan gaya yang dapat memutar sebuah magnet
yang ada didekatnya.
2. Besarnya gaya bergantung kepada kedudukan relative antara arus dan
magnet.
Dari dua hal tersebut disimpulkan bahwa disekitar penghantar berarus
listrik timbul medan magnet.

5. C. INDUKSI MAGNETIK
Induksi magnet adalah kuat medan magnet akibat adanya arus listrik
yang mengalir dalam konduktor. Induksi magnetik dibatasi sebagai gaya
terhadap muatan yang bergerak dengan persamaan :
Induksi magnetic adalah besaran vektor. Induksi magnetik β,
kecepatan normal v sin Φ dan gaya magnetik F tegak lurus satu sama lain.
3. KONSEP INDUKSI ELEKTROMAGNETIK
A. HUKUM FARADAY
Menurut Faraday dalam hukumnya, kosep induksi elektromagnetik
adalah “gaya gerak listrik (ggl) induksi yang timbul antara ujung-ujung
suatu loop penghantar berbanding lurus dengan laju perubahan fluks
magnetic yang dilingkupi oleh loop penghantar tersebut. Energi mekanik
dapat diubah menjadi energi listrik dengan jalan induksi elektromagnetik.
Dengan induksi elektromagnetik dapat dibangkitkan energi listrik secara
besar-besaran.
B. HUKUM LENZ
Arus induksi dapat ditentukan dengan hukum Lenz, yang bunyinya :
“Arah arus induksi dalam suatu penghantar sedemikian, sehingga
menghasilkan medan magnet yang melawan perubahan garis gaya yang
menimbulkannya”.

6. 4. BATERAI (ACCU)
A. KONTRUKSI BATERAI
Baterai terdiri dari beberapa sel, dimana sel-sel ini membangkitkan
energi listrik. Tiap sel terdiri dari beberapa empat bagian yaitu:
1. Kotak baterai
2. Plat
Plat terbagi dua macam yaitu:
a. Plat positif, dan
b. Plat negatif.
3. Pemisah (separator)
4. Elektrolit
B. ELEMEN-ELEMEN BATERAI
Elemen-elemen baterai terbagi menjadi sembilan bagian yaitu:
1. Elemen Primer
2. Elemen Volta
3. Elemen Daniell
4. Elemen Leclanche basah
5. Elemen leclanche kering
6. Elemen Weston
7. Elemen Sekunder
8. Elemen Bahan Bakar
9. Eleemen Hidrogen-Oksigen
C. REAKSI KIMIA PADA BATERAI
Pengosongan dan pengisian baterai merupakan suatu siklus seperti
reaksi kimia di bawah ini.
Reaksi kimia pada waktu baterai mengeluarkan arus :

7. Ketika baterai mengeluarkan arus listrik, timah hitam pada plat positif
maupun negatif bergabung dengan SO4 yang terdapat dalam elektrolit,
sehingga membentuk PbSO4. Dengan adanya reaksi tersebut, elektrolit
H2SO4 sedikit demi sedikit menjadi air, sehingga elektrolit konsentrasinya,
mengakibatkan berat jenisnya pun menurun.
Reaksi kimia pada waktu baterai diisi :
Selama pengisian, arus listrik mengalir ke dalam baterai dengan arah
yang berlawanan, sehingga mengakibatkan kebalikan reaksi di dalam
baterai. Untuk mengisinya kembali maka kita harus mengalirkan arus listrik
kearah yang berlawanan dengan arus yang dikeluarkan oleh aki tersebut.
GGL aki ini sekitar 2 volt. Efisiensi aki ialah perbandingan energi listrik
yang dapat dipakai menjadi kalor dibandingkan dengan energi listrik yang
diisikan berkisar 80-90%.
5. GENERATOR ARUS BOLAK-BALIK (ALTERNATOR)
A. PROSES INDUKSI PENGHASIL ARUS BOLAK-BALIK
Arus yang dihasilkan dari perkisaran lingkaran kawat, yang
diujungnya dihubungkan denagan cincin tembaga yang satu dengan lainnya
terhadap poros disekat pada cincin ini diletakkan dua buah sikat yang

8. mengambil arus dari kawat lingkaran, kemudian diberikan pada aliran luar.
Arus yang mengalir dalam rantai ini berubah-ubah besar serta arahnya,
maka disebut arus bolak-balik.
B. PRINSIP KERJA ALTERNATOR
Prinsip kerja alternator yaitu sebagai berikut :
1. Cara mendapatkan arus listrik dari perkisaran lingkaran kawat, kedua
ujung kawat itu dihubungkan pada dua buah cincin tembaga yang satu
sama lainnya serta terhadap poros disekat.
2. Pada cincin ini diletakkan duah buah sikat yang mengambil arus dari
kawat lingkaran kemudian diberikan kepada rantai aliran luar.
3. Arus yang mengalir dalam rantai ini berubah-ubah pula seperti tekanan
yang diinduksikan.
Karena arus terus menerus berubah besar besrta arahnya, maka disebut
arus bolak-balik. Pada arus searah, elektron dalam kawat bergerak dalam
arah yang selalu sama, pada arus bolak balik elektron ini melakukan getaran
tunggal pada suatu kedudukan setimbang.
Tahanan lingkaran disebut tahanan dalam dan tahanan rantai aliran luar
disebut tahanan luar. Jika perputarannya beraturan, tekanannya berlangsung
seperti sinosuida.

9. Gamabar 2 Alternator
Gambar 3 Prinsip Kerja Alternator

10. 6. GENERATOR ARUS SEARAH
A. PROSES INDUKSI PENGHASIL LISTRIK ARUS SEARAH
Bila kawat melngkar diletakkan di antara dua kutub utara dan selatan
maka akan memotong garis-garis gaya sehingga dalam kawat terjadi arus
induksi. Arus induksi yang dihasilkan berupa arus bolak-balik. Arus bolakbalik yang dihasilkan itu kemudian diubah menjadi arus searah dengan
memakai dua sekat lempengan logam setengah lingkaran (cincin slip/
komutator). Besar GGL induksi tergantung pada jumlah garis gaya yang
dipotong tiap detik.
Jika kumparan berputar 180 derajat, maka selama putaran itu akan
terjadi gaya gerak listrik induksi yang arahnya tetap. Setelah berputar 180
derajat sikat-sikat bersinggungan dengan isolator sehingga dalam aliran luar
tidak ada arus. Pada perputaran berikutnya terjadi GGL induksi lagi, tetapi
karena bentuk komutator demikian, maka aliran luar GGL itu tetap sama
seperti semula.
B. PRINSIP KERJA GENERATOR ARUS SEARAH
Prinsip kerja suatu generator arus searah berdasarkan hukum Faraday :
e = - N dΦ/ dt
dimana :
N : jumlah lilitan
Φ : fluksi magnet
e : Tegangan imbas, ggl (gaya gerak listrik)
Dengan demikian, apabila suatu konduktor memotong garis-garis
fluksi magnetik yang berubah-ubah, maka ggl akan dibangkitkan dalam
konduktor itu. Dalam prinsip kerja generator arus searah terdapat tiga sistem
yaitu :

11. 1. Sistem Saklar,
2. Sistem Komutator, dan
3. Sistem Dioda.
C. KARAKTERISTIK GENERATOR SEARAH
1. Medan magnet pada generator dapat dibangkitakan dua cara yaitu :
a. Dengan magnet permanen
b. Dengan magnet remanen
2. Generator listrik dengan magnet permanent sering juga disebut magneto
dynamo. Karena banyaknya kekurangannya, maka jarang digunakan.
3. Sedangkan generator dengan magnet remanen menggunakan medan
magnet listrik, mempunyai kelebihan-kelebihan yaitu medan magnet
yang dibangkitkan dapat diatur.
4. Pada generator searah berlaku hubungan-hubungan sebagai berikut :
Ea = Φ z n P / 60 a Volt
Dimana :
Ea
= ggl yang dibangkitkan pada jangkar generator
f
= fluks per kutub
z
= jumlah penghantar total
n
= kecepatan putar
a
= jumlah hubungan pararel
5. Berdasarkan cara memberikan fluks pada kumparan medannya,
generator arus satu searah dapat dikelompokkan menjadi tiga bagian :
a. Generator berpenguatan bebas
b. Generator berpenguatan sendiri
c. Generator kompon

12. D. REAKSI JANGKAR
Fluks yang menembus konduktor jangkar pada keadaan generator tak
terbeban merupakan fluks utama. Jika generator dibebani, timbullah arus
jangkar. Adanya arus jangkar ini menyebabkan timbulnya fluks pada
konduktor tersebut. Dengan menganggap tidak ada arus medan yang
mengalir dalam kumparan medan, fluks ini seperti digambarkan pada
dibawah ini.
Gambar 4 Reaksi Jangkar
Fluks total saat generator dalam keadaan berbeban adalah penjumlahan
vector kedua fluks. Pengaruh adanya interaksi ini disebut reaksi jangkar.
E. KERJA PARAREL GENERATOR ARUS SEARAH
Tujuan kerja pararel dari generator adalah :
a. Untuk membantu mengatasi beban unuk menjaga jangan sampai mesin
dibebani lebih.

13. b. Jika satu mesin dihentikan akan diperbaiki karena ada kerusakan, maka
harus ada mesin lain yang meneruskan pekerjaan. Jadi untuk menjamin
kontinuitas dari penyediaan tenaga listrik.
7. MOTOR LISTRIK
Kebalikan dari alternator, motor listrik mengkonversi energi listrik menjadi
energi mekanik.
A. KARAKTERISTIK MOTOR LISTRIK
1. Motor listrik memiliki efisiensi konversi yang tinggi dibandingkan
motor bakar (internal combustion engine). Motor listrik memiliki
banyak keuntungan karena:
biaya
awal
yang rendah, mudah
dioperasikan, tidak berisik, tidak ada gas buang, umur pemakaian yang
panjang, mudah dikendalikan, tidak memakan tempat.
2. Komponen utama dari motor listrik yaitu : sebuah magnet yang
berbentuk U dengan ruang berbentuk silinder di antara kutub-kutubnya.,
sebuah kumparan yang dapat berputar di antara kutub magnet, dua buah
sikat, duah buah cincin belah.
3. Cara kerja motor listrik berdasarkan asas bahwa kawat yang berarus
listrik mengalami gaya Lorenz di dalan medan magnet.
4. Motor listrik mempunyai bagian utama yaitu :
a. Sebuah magnet tetap berbentuk U dengan ruang di antara kutubkutubnya berbentuk silinder.
b. Sebuah kumparan yang dapat berputar diantara kutub-kutub magnet
tetap.
c. Dua buah sikat S1 dan S2
d. Dua buah cincin belah B1 dan B2
B. PRINSIP KERJA MOTOR LISTRIK
1. Arus listrik masuk melalui sikat S2 ke belahan B2, dari B2 arus
mengalir melalui kumparan ke belahan B1 ke sikat S1.

14. 2. Arus listrik ini memutar kumparan sampai bidang kumparan menghadap
magnet kutub-kutub tetap B1 dan B2 berputar.
3. Tepat pada saat itu B2 bersentuhan dengan S1 dan B1 bersentuhan
dengan S2. Sekarang arus dalam kumparan menjadi dari S2 ke belahan
B1 melalui kumparan lalu kebelahan B2 terus ke sikat S1. Jadi arus
sekarang dalam kumparan berubah. Dengan demikian kumparan
berputar setengah putaran lagi, demikian seterusnya tiap kali bidang
kumparan berhadapan dengan kutub-kutub magnet tetap. Arah arus
diubah oleh cincin belah itu yang terbuat dari penghantar dan disebut
Komutator.
4. Pengaruh medan magnet terhadap kumparan itu paling besar ketika
bidang kumparan tidak terletak sejajar dengan garis-garis gaya.
Sedangkan pengaruh medan magnet terhadap putaran kumparan paling
kecil ketika bidang kumparan itu tegak lurus garis-garis gaya. Maka dari
itu kumparan motor itu menggunakan satu kumparan yang berjalan agak
tersentak-sentak.
8. ALTERNATOR GGL TIGA-FASE
ALTERNATOR TIGA FASE
Alternator sistem tiga fase memiliki skema sebagai berikut. Tiga
pasangan koil dikonstruksi dengan interval sudut sebesar 120o. Asumsikan
putaran berlangsung searah jarum jam. Ketika kutub magnet berada satu garis
dengan pasangan kutub (misalnya 1a dan 1b) maka terjadi beda potensial
maksimum pada pasangan koil tersebut. Saat posisi kutub magnet bergerak
menjauh dari pasangan koil tersebut maka beda potensialnya menurun
sedangkan beda potensial pada pasangan koil selanjutnya (2a dan 2b) akan
meningkat dan mencapai maksimum saat berada pada satu garis. Demikian
mekanisme ini berlangsung dan polaritasnya akan berubah ketika kutub
magnet mendekati garis pasangan kutub dengan posisi kutub yang

15. berlawanan. Perubahan beda potensial ini terhadap waktu berlangsung seperti
pada Gambar 5 .
Gambar 5 Alternator Tiga Fase dan Gelombang masing-masing fase
pada sistem tiga fase