Ciri-ciri Generator DC Rangkaian Seri

Definisi Generator Seri

Generator DC seri didefinisikan sebagai generator di mana lilitan medan, lilitan armatur, dan sirkuit beban eksternal dihubungkan secara seri, menyebabkan arus yang sama mengalir melalui setiap bagian.

 Pada jenis generator ini, lilitan medan, lilitan armatur, dan sirkuit beban eksternal semuanya dihubungkan secara seri seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Oleh karena itu, arus yang sama mengalir melalui lilitan armatur, lilitan medan, dan beban.

Misalkan, I = Ia = Isc = IL

Di sini, Ia = arus armatur

Isc = arus lilitan seri

IL = arus beban

Umumnya ada tiga karakteristik paling penting dari generator DC seri yang menunjukkan hubungan antara berbagai kuantitas seperti arus lilitan seri atau arus eksitasi, tegangan yang dihasilkan, tegangan terminal, dan arus beban.

Kurva Karakteristik Magnetik

Kurva yang menunjukkan hubungan antara tegangan tanpa beban dan arus eksitasi medan disebut kurva karakteristik magnetik atau kurva sirkuit terbuka. Karena pada saat tanpa beban, terminal beban terbuka, tidak akan ada arus medan di dalam medan sejak, armatur, medan, dan beban dihubungkan secara seri dan ketiganya membentuk loop sirkuit tertutup. Jadi, kurva ini dapat diperoleh secara praktis dengan memisahkan lilitan medan dan mengeksitasi generator DC dengan sumber eksternal.

Dalam diagram, kurva AB menunjukkan karakteristik magnetik generator DC seri. Kurva ini linier hingga kutub mencapai saturasi. Setelah titik ini, tegangan terminal tidak meningkat secara signifikan dengan tambahan arus medan. Karena magnetisme residu, ada tegangan awal di seberang armatur, jadi kurva dimulai sedikit di atas asal pada titik A.

Kurva Karakteristik Internal

Kurva karakteristik internal menunjukkan hubungan antara tegangan yang dihasilkan di armatur dan arus beban. Kurva ini mempertimbangkan penurunan yang disebabkan oleh efek demagnetisasi reaksi armatur, membuat tegangan yang dihasilkan (Eg) lebih kecil dari tegangan tanpa beban (E0). Oleh karena itu, kurva turun sedikit dari kurva sirkuit terbuka. Dalam diagram, kurva OC mewakili karakteristik internal ini.

Kurva Karakteristik Eksternal

Kurva karakteristik eksternal menunjukkan variasi tegangan terminal (V) dengan arus beban (IL). Tegangan terminal generator jenis ini diperoleh dengan mengurangi penurunan ohomik akibat resistansi armatur (Ra) dan resistansi lilitan seri (Rsc) dari tegangan yang sebenarnya dihasilkan (Eg).

Tegangan terminal V = Eg – I(Ra + Rsc)

Kurva karakteristik eksternal berada di bawah kurva karakteristik internal karena nilai tegangan terminal lebih kecil dari tegangan yang dihasilkan. Di sini dalam gambar, kurva OD menunjukkan karakteristik eksternal generator DC seri.

Dari karakteristik generator DC seri, kita dapat melihat bahwa seiring bertambahnya beban (dan karenanya arus beban), tegangan terminal awalnya naik. Namun, setelah mencapai puncak, ia mulai menurun karena efek demagnetisasi reaksi armatur. Garis putus-putus dalam gambar menunjukkan fenomena ini, menunjukkan bahwa arus tetap hampir konstan meskipun perubahan resistansi beban. Ketika beban bertambah, begitu pula arus medan, karena medan dihubungkan secara seri dengan beban. Demikian pula, arus armatur bertambah karena juga dihubungkan secara seri. Namun, karena saturasi, kekuatan medan magnet dan tegangan terinduksi tidak meningkat secara signifikan. Arus armatur yang meningkat menyebabkan reaksi armatur yang lebih besar, menyebabkan penurunan tegangan beban. Jika tegangan beban turun, arus beban juga menurun, karena arus proporsional dengan tegangan (Hukum Ohm). Efek-efek simultan ini berarti tidak ada perubahan signifikan dalam arus beban pada bagian garis putus-putus dari kurva karakteristik eksternal. Perilaku ini menjadikan generator DC seri sebagai generator arus konstan.

Generator Arus Konstan

Generator DC seri dikenal sebagai generator arus konstan karena arus beban tetap hampir konstan meskipun ada variasi dalam resistansi beban.