Prinsip Dasar Alternator Pada Sistem Pengisian Kendaraan

Apa itu alternator? Apa fungsi dari alternator? bagaimana cara kerja alternator? Sebelum menjawab banyak pertanyaan seputar alternator, terlebih dahulu kita bahas salah satu sistem pada kendaraan di mana alternator tersebut berada, yaitu sistem  pengisian. Sistem Pengisian berfungsi untuk mengisi kembali baterai dan mensuplai arus listrik tersebut ke semua sistem kelistrikan kendaraan yang membutuhkan setelah mesin dihidupkan. Ada beberapa komponen pada sistem pengisian diantaranya yaitu baterai, kunci kontak, alternator, dan regulator. Alternator pada sistem pengisian berfungsi untuk mengubah energi gerak menjadi energi listrik. Beberapa komponen sistem pengapian tersebut dapat lihat pada gambar berikut ini:

Dari beberapa komponen di atas, Guru Otomotif akan membahas prinsip kerja dari alternator pada artikel ini, sedangkan komponen yang lain serta sistem pengisian itu sendiri akan Guru Otomotif bahas dalam artikel tersendiri. Karena prinsip dasar alternator ini merupakan dasar dalam memahami sistem pengisian, maka sebaiknya pelajari prinsip dasar alternator ini sebelum belajar tentang sistem pengisian.

Prinsip Dasar Alternator Pada Sistem Pengisian

Alternator adalah generator untuk menghasilkan arus bolak-balik atau bisa disebut juga bahwa alternator adalah pembangkit arus AC satu fasa. Pada alternator, kumparan yang diam berada di luar dan mengelilingi medan magnet yang berputar. Apabila magnet berputar maka arah kutub magnet yang diterima oleh kumparan akan berubah-ubah. Hal ini kemudian menyebabkan terjadi tegangan induksi pada penghantar yang arahnya juga berubah-ubah. Semakin tinggi putaran maka akan semakin tinggi pula tegangan induksi pada penghantar atau kumparan tersebut.

Gambar berikut ini mengilustrasikan tegangan yang dihasilkan oleh kumparan ketka medan magnet berputar.

Satu gelombang adalah perubahan gaya elektromagnet dari a ke a’ dan frekuensinya adalah banyaknya pengulangan tersebut dalam satu detik. Ketika magnet berputar satu kali dalam satu detik, maka frekuensinya adala satu siklus. Dan jika menggunakan 4 kutub magnet, maka perubahan yang sama juga akan terjadi setap ½ putaran, artinya 2-siklus terjadi setiap satu kali putaran magnet. Dan jika jumlah kutub magnetnya bertambah atau putarannya naik, maka frekuensinya juga akan meningkat.

Dan jika tiga buah kumparan yang memiliki gulungan yang sama yakni A –A’, B –B’. C –C’ dililitkan dengan arah 120 derajat sebagaimana pada gambar di bawah ini

Dan ketika magnet berputar di sekitar kumparan, maka akan menghasilkan tegangan AC 3 fasa seperti pada gambar berikut:

Setiap gerakan magnet sejauh 120 derajat maka akan dihasilkan tegangan, sehingga untuk satu kali putaran magnet menghasilkan tiga tegangan yang berurutan yang dihasilkan oleh ketiga kumparan tersebut.

Berdasarkan prinsip kerja alternator di atas, maka dapat disimpulkan bahwa ada tiga hal pokok agar alternator dapat menghasilkan tegangan, yaitu:

1. Ada medan magnet.
2. Ada kumparan yang memotong medan magnet, dan
3. Ada gerakan atau putaran yang menyebabkan terjadinya perpotongan antara medan magnet dan kumparan.

Jika salah satu dari ketiga hal tersebut tidak ada, maka alternator tidak akan menghasilkan tegangan. Putaran mesin pada kendaraan tidak konstan atau tidak stabil karena bekerja pada putaran yang bervariasi mulai dari rendah, sedang, dan putaran tinggi tergantung dari kebutuhan. Naik turunnya putaran akan mempengaruhi tegangan yang dihasilkan alternator. Jika putarannya naik maka tegangan yang dihasilkan juga akan naik dan jika putarannya turun maka tegangan yang dihasilkan juga turun. Jumlah kumparan stator juga akan mempengaruhi besar kecilnya tegangan yang dihasilkan. Dan juga kuat lemahnya medan magnet akan mempengaruhi besar kecilnya tegangan. Jumlah lilitan pada alternator selalu tetap, namun putaran mesin selalu berubah-ubah. Besarnya tegangan baterai pada kendaraan adalah tetap yakni 12 Volt sehingga tegangan outpun alternator tidak boleh lebih tinggi melebihi 14,8 Volt.

Berdasarkan kondisi tersebut, untuk menghasilkan tegangan yang stabil, maka tidak mungkin mempertahankan putaran mesin pada kecepatan tertentu karena mesin selalu naik turun sesuai kondisi kerjanya. Dan untuk dihasilkan tegangan yang stabil juga tidak mungkin mengurangi atau menambah jumlah lilitan pada alternator. Maka untuk menstabilkan tegangan yang dihasilkan oleh alternator hanya dapat dilakukan dengan mengatur kuat lemahnya medan magnet. Jika putaran mesin naik, maka medan magnet harus dilemahkan agar tegangan yang dihasilkan tidak terlalu tinggi, begitupun sebaliknya jika pada putaran rendah maka medan magnet harus dikuatkan untuk mencegah tegangan alternator turun. Jadi pengatur output alternator agar tegangan yang dihasilkan selalu stabil adalah dengan mengatur medan magnet pada alternator. Lalu pertanyaannya, bagaimanakah cara mengatur medan magnet pada alternator? Dan siapa atau komponen apa yang mengatur medan magnet pada alternator? Temukan jawabannya pada artikel selanjutnya. Terus berkunjung di website Guru Otomotif yaa.