Derajat Listrik

Pengertian dan hubungan antara derajat listrik dengan derajat mekanik dapat dijelaskan sebagai berikut :

Jika kumparan pada Gambar 1  berputar satu keliling (360^o perputaran mekanik), maka tegangan yang dihasilkan kumparan akan menyelesaikan satu gelombang penuh (satu siklus) seperti pada Gambar 2.

Apa yang terjadi bila jumlah kutubnya diperbanyak menjadi empat buah atau dua pasang kutub seperti pada Gambar 3 dan kumparannya diputar satu putaran (360^o perputaran mekanik).

Tegangan yang dihasilkan menjadi dua siklus (dua gelombang penuh) atau 720^o (Gambar 4).

Besar sudut yang ditempuh oleh tegangan yang dihasilkan akibat perputaran kumparan diantara kutub-kutub magnet (medan magnet) inilah yang disebut dengan derajat listrik.

Sedangkan sudut yang ditempuh oleh perputaran kumparan disebut dengan derajat mekanik.

Dari kedua fenomena di atas dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :

Jika kumparan berputar satu putaran (360^o) pada suatu medan magnet yang memiliki satu pasang kutub, maka gelombang tegangan induksi yang dihasilkan menempuh 360 ^o listrik.

Sedangkan bila kumparan berputar satu putaran (360^o) pada suatu medan magnet yang memiliki dua  pasang kutub, maka gelombang tegangan induksi yang dihasilkan menempuh 720 ^o listrik.

Hubungan antara derajat mekanik dengan derajat listrik dapat dituliskan sebagai berikut :

Θe = p . Θm –>   Dimana :    Θe  = derajat listrik ; Θm    = derajat mekanik ; p = jumlah pasang kutub

Dari persamaan di atas dapat diketahui, bahwa untuk menghasilkan tegangan satu gelombang penuh diperlukan  1 / p kali putaran kumparan.

Jika kumparan berputar dengan kecepatan n putaran per menit (rpm), atau n/60 putaran per detik, maka banyaknya gelombang penuh yang terjadi setiap detiknya atau  lebih dikenal dengan frekuensi adalah  :  f = (p.n) / 60 –> Dimana    : f = frekuensi (Herzt) ; p = jumlah pasang kutub ; n = jumlah putaran per menit (rpm)

Perioda dan Frekwensi Gelombang Sinus

Selain harga puncak (peak value) atau amplitudo dan harga puncak-puncak (peak to peak value), pada gelombang sinus dikenal besaran lain, yaitu perioda dan frekwensi.

1. PERIODA

Perioda pada arus bolak-balik didefinisikan sebagai berikut :

Perioda adalah waktu yang diperlukan oleh satu gelombang penuh untuk merambat.

2. FREKUENSI

Sedangkan frekuensi didefiniskan sebagai berikut :

Frekuensi adalah banyaknya gelombang penuh yang terjadi dalam waktu satu detik.

Dari dua definisi tersebut terdapat pengertian,  bahwa jika suatu gelombang penuh arus bolak-balik mempunyai perioda sebesar T detik maka banyaknya gelombang penuh yang terjadi setiap detiknya ( f ) adalah :

Dimana :    f   = Frekuensi  dalam cycle/secon atau Herzt (Hz)   dan   T  = Perioda dalam detik (secon)

Karena sudut yang ditempuh oleh satu gelombang penuh 2π radian, sedangkan waktu untuk menempuh sudut tersebut adalah T detik, maka hubungan ini dapat ditulis sebagai berikut :