Sobatsepeda,skema gambar dibawah ini kami menunjukkan bagian dari sebuah generator sederhana , mungkin terlihat sedikit primitif akan tetapi menampilkan prinsip dasar operasional.Dibuat sesederhana mungkin sehingga memanfaatkan ruangan cukup maksimal untuk digunakan sebagai penemuan serta desain yang imajinatif.Mungkin ini memang tergolong sebuah desain yang sangat sederhana dan mendasar akan tetapi untuk desain yang lebih rumit dan komplek akan kami sampaikan lebih lanjut(wicak).
Generator terbuat dari sebuah kumparan kawat (sekitar 1000 lilitan) dengan diameter kumparan sekitar 3 cm dan juga dibutuhkan sebatang paku besar sebagai inti kumparan. Ketika magnet berputar dan didekatkan pada kumparan tersebut, akan menghasilkan induksi voltasi pada koil yang kita buat tadi yang dapat digunakan untuk menyalakan bola lampu (bulp) atau yang lebih bagus lagi menggunakan LED karena menyala lebih terang-dan demontrasi listrik ini lebih jelas dan mudah dipamerkan(wicak).
Diagram dari sebuah generator sederhana
Langkah 1
Buatlah dua lingkaran karton berdiameter 3 cm dengan ketebalan sekitar 1 sampai 2 mm Hati-hati menembus lubang ditengah lingkaran.dapatkan sebuah paku besar dengan panjang sekitar 10 sampai 15 cm dan lebar 6 mm, dengan permukaan bersih(tidak berkarat ) dengan kepala besar.coblos salah satu lingkaran dengan paku dan masukkan hingga sampai pada kepala paku(wicak).
Langkah 2
lapisi permukaan paku dengan lakban (single layer insulator tape) sekitar 3-4 cm untuk menutupi kepala paku.Tutupkan lingkaran kedua pada paku tadi hanya sepanjang lakban penutup.tambahlan lagi lakban pada sisi lain lingkaran penutup tadi untuk memperkuat posisi lingkaran kedua pada tempatnya.dan kita lihat sekarang sebuah inti spool yang siap dililiti kumparan kawat (wicak).
Langkah 3
dapatkan beberapa kawat tembaga berlapis insulator tipis (sekitar 25 m atau 30SWG, dengan diameter sekitar 0,3 mm) tarik kawat sekitar 20 sampai 30 cm dan mulailah menggulung kawat pada permukaan paku terinsulasi diantara dua lingkaran karton yang telah kita buat.Gulungan sekitar 1000 sampai 1500 lilitan (angka persis tidaklah penting akan tetapi seberapa rapi anda menggulung kumparan diantara dua lingkaran dengan rata) sisakan kawat sekitar 20sampai 30 cm pada ujung masing-masing dan baru potong ujung kawat tersebut.lapisi semua kumparan tadi dengan lakban (insulator tape) sehingga kumparan yang kita buat tadi terlindung dengan rapi dan aman(wicak).
Langkah 4
Bersihkan kedua ujung kawat yang telah kita siapkan (ujung kumparan)dari lapisan insulator yang ada.hubungkan kawat dengan bola lampu atau LED.Dekatkan sebuah magnet pada ujung kepala paku dengan jarak sekita 5 mm atau lebih dekat lagi dari ujungnya gerakkan dengan cepat dari sisi ke sisi.bola lampu atau LED akan menyala menunjukkan bangkitnya sebuah kelistrikan!!(wicak)
Bagaimanakah sebuah generator itu bisa bekerja?
Sebuah generator bekerja dengan menginduksi medan magnet mejade sebuah daya voltasi pada kumparan kawat . Poin penting yang harus dicatat bahwa jumlah voltase akan semakin meningkat seiring dengan jumlah lilitan kawat pada kumparan, ukuran kumparan dan kekuatan medan magnet meningkat. Medan magnet (atau kumparan) membutuhkan putaran konstan untuk memproduksi/menginduksi arus listrik kedalam kumparan.hal ini dapat dilakukan dengan cara menggerakan magnet atau sebalinya menggerakkan kumparan- dan akan menimbulkan efek yang sama.Kumparan atau magnet perlu digerakkan sedemikian rupa agar kumparan selalu melewati medan magnet. Paku besi juga sangat penting dalam generator sederhana kami karena berfungsi sebagai pengumpul medan magnet terkonsentrasi. Sebagai kumparan yang mengelilingi ujung paku memiliki kecenderungan untuk lebih banyak menarik medan magnet pada area kumparan dan akan meningkatkan efisiensi keseliruhan dari generator ini dan akan meningkatkan voltase yang akan dihasilkan(wicak).
Jenis kawat kumparan yang dipilih jga tidak kalah penting .contohnya, ketebalan kawat yang artinya mengurangi hilangnya tenagayang dihasilkan, akan tetapi semua akan menjadi lebih berat dan besar apabila jumlah lilitan yang kita butuhkan juga dengan jumlah yang sangat besar.Pada sebuah generator yang sangat praktis akan ditemukan formulasi yang sesuai untuk unkuran magnet , jumlah lilitan dan diameter kawat yang diperlukan , yang tentunya semua membutuhkan berbagai kalkukasi dan penelitian yang cukup detai(wicak).
AC atau DC
Pada sebuah generator sederhana bisa disebut sebagai generator AC.Yang artinya Voltase akan muncul dari dua ujung kawat dan saling bergantian antara + dan – , dan – dan + masing-masing waktu seiring magnet membuat satu putaran penuh.Sebagai sebuah generator bisa menyalakan bola lampu atau LED tanpa memerlukan sambungan kabel dari jalur PLN(sebagai arus listrik bolak-balik murnoi dan selalu ada setiap saat).Akan tetapi bagaimanapun, generator sederhana ini tidak disarankan untuk menghidupkan sebuah radio ,kalkulator atau berbagai perangkat lain yang memerlukan arus listrik DC yang hanya dihasilkan oleh sebuah baterai.Akan tetapi mungkin akan lebih menyenangkan apabial dihubungkan dengan sebuah speaker Hi-Fi, atau gunakan walkman bahakan mengisi listrik ponsel anda dan lain-lain(wicak).
Sebuah generator yang lebih maju
Gambar dibawah ini menunjukkan sebuah generator sederhana dengan tenaga lengan engkol , kami membuatnya dengan menggunakan 2 inti paku dengan 2 kumparan digunakan secara bersamaan (untuk menghasilkan tenaga 2 kali lipat). Dengan cara ini kedua ujung magnet N dan S digunakan sekaligus.pemakaian kumparan masing masing dan sekaligus akan menghasilkan voltase yang berbeda (dengan menganut sistim paralel atau seri).disertakan sebuah sistim roda gigi percepatan putaran akan membuat anda lebih nyaman dan mudah dalam menghasilkan arus listrik tanpa harus memutar engkol terlalu cepat(wicak).
sebuah generator sederhana yang terdiri dari 2 porors paku dengan lengan engkol
Generator Dilihat lebih dekat
Mengapa harus menggunakan bola lampu sebagai monitor peraga?
Ini terlihat sangat sederhana dan mudah dianalisa dengan akal sehat, untuk menyalakan bola lampu bervoltase rendah karena memang ini generator yang cukup sederhana meski mungkin menggunakan bola lampu bertegangan lebih tinggi akan bekerja lebih baik.Contohnya sebuah bola lampu bertegangan 1,5 volt akan menyerap arus listrik sebesar 0.25 Ampere untuk menyala sementara bola lampu 6 volt akan menggunakan arus lebih kecil sekitar 0.01 Ampere. Generator sederhana ini hanya dapat mensuplay arus listri relatif kecil (katakanlah 0.05-0.1 Ampere)dan konsekwensinya adalah bola lampu bervoltase besar akan bekerja lebih baik.Akan tetapi apa bila kita menggunakan LED(light emitting diode) akan bekerja jauh lebih baik karena lampu ini dirancang khusus untuk membutuhkan arus listrik jauh lebih kecil(sekitar 0.01 Ampere).LED dapat kita dapatkan dari berbagai bekas mainan anak-anak atau radio bekas yang telah tidak terpakai(wicak).
Magnet jenis apa yang bisa digunakan ?
Pada dasarnya semakin kuat daya tarik magnet semaki baik.Kali ini kami memakai magnet bermerek Eclipse yang sangat mudah didapat diberbagai toko peralatan dan perkakas.serta pegangan engkol yang kami pakai diatas kami menggunkan E825 Eclipse magnet.Dengan berbagai jenismagnet yang akan digunakan maka kita harus juga memikirkan cara memutar magnet untuk memastikan perubahan medan magnet dengan cara yang benar ayang akan menpengaruhi keberadaan kumparan yang kita sediakan.Generator yang baik dapat dibuat dari berbagai jenis magnet seperti bentuk : bulat,batang , tapal kuda dan silinder – yang kesemuanya tergantung imajinasi anda saat membuatnya(wicak).
alat dan bahan yang ada dalam peraga ini
Cardboard atau kardus contohnya dari kemasan kotak cereal
paku besi dengan ukuran kepala (1/4″ (6mm) diameter, ~6″ (panjang 15cm) )
kawat (kira-kira sepanjang 25m) kawat tembaga berlapis enamelle (30 SWG atau ~berdiameter0.3mm)
E825 magnet bentuk U
Bola lampu (6V, 0.06A) dan fittingnya atau lebih baik menggunakan LED
Hand drill/bor tangan (standard toolbox)
Kebanyakan peralatan diatas tersedia diberbagai toko bangunan dan hardware seperti Tandy or Maplins.
Buku dan artikel sebagai nara sumber:
Advanced Physics, Tom Duncan, 4Ed., John Murray, ISBN 0 7195 5199 4
nice section on generators and electricity.
Ide yang mungkin bisa dikembangkan lebih jauh :
1) cobalah berbagai variasi jumlah lilitan .apakah memang benar jumlah lilitan akan berpengaruh dengan tegangan yang dihasilkan generator sederhana ini? apakah yang terjadi apabila besar kumparan berbeda dan jarak magnet dengan kepala paku dengan jarak berbeda atau lebih jauh?
2) dapatkah anda menemukan bentuk lebih baik dari pada sebatang paku ?
3) bagaimanakah apabila anda mencoba bentuk energi lain untuk memutar magnet seperti: energi angin dan gelombang (seperti pemanfaatan kincir angin pada gedung-gedung bertingkat)
4) dapatkah anda menghasilkan arus DC dan bukan AC dengan memanfaatkan rangkaian yangbernama komutator?
5) dapatkah anda menggunakan kumparan pada paku (tanpa magnet) sebagai kumparan pencari medan magnet ? cobalah mendekatkan kepala paku yang terdapat kumparan tadi pada sebuah speaker saat musik dimainkan ,apakah LED akan menyala seiring dentuman musik yang dibunyikan?
Catatan: jangan pernah membawa peralatan ini mendekati perangkat bertenaga listrik
Implikasi: sebuah konsep sederhana adalah untuk dipelajari dan dikembangkan dengan berbagai kemungkinan yang kita miliki.sebuah teori dasar akan selalu memerlukan berbagai penyempurnaan agar sebuah penemuan sederhana bisa menjadi sesuatu yang sangat berkualitas dan bisa diandalkan.jangan pernah berhenti mencari sesuatu yang belum pernah kita ketahui sebelumnya(wicak)
