1.6 Rumus – rumus Dasar Mesin DC

Berdasarkan teori elektromagnetik dapat diturunkan rumus-rumus dasar untuk mesin arus searah dari gambar 11 dibawah ini:
a. Tegangan Induksi

> Sisi coil (terdiri satu konduktor) yang melintang terhadap garis gaya magnet terbangkitkan tegangan induksi sebesar :

eind = B.v.l volt (tiap loop)
Dimana :
B : Rapat fluks magnet (Wb/m²)
v : Kecepatan relative konduktor terhadap medan magnet (m/sec)
l : Panjang konduktor (m)

Jika coil terdiri Z konduktor dengan jumlah pencabangan a (current path) maka tegangan yang dibangkitkan pada belitan jangkar :

ea = ( Z.B.l )/a volt

v= r.ω ; Ap = (2.π.r.l )/P ; Ф = Ap.B --> B = Ф.P/(2.π.r.l)

Dimana :

a : jumlah pencabangan jangkar

r : Jari-jari coil / kumparan

ω: Kecepatan sudut (rad/sec)

P : Jumlah Kutub

Sehingga :

Ea = (Z.Ф.ω.P)/2.π.a volt ; ω=(2.π.n)/60

Akhirnya:

Ea =(Z.Ф.n.P)/a.60 atau Ea = K.Ф.n volt

> Dari hukum Faraday yang mengatakan bahwa jika konduktor yang terletak diantara garis gaya magnet dan digerakkan secara searah (diputar) sehingga memotong garis gaya magnet tersebut maka padanya akan terbangkitkan tegangan induksi sebesar :

Ea =Ф/ t.10^8 volt dimana t adalah lamanyan konduktor memotong flux (weber).

> Dapat disimpulkan bahwa tegangan induksi yang dibangkitkan pada mesin tergantung pada :
a. Fluks (Ф)
b. Kecepatan (n)
c. Konstanta konstruksi mesin (Z.P/a.60)

b. Kecepatan
Jika (Z.P/a.60) dari rumus tegangan induksi diatas dianggap sebagai suatu konstanta C maka kecepatan dapat dihitung dari rumus diatas:

n = Ea / C.Ф

Dari rumus tersebut dapat dilihat bahwa putaran mesin DC dapat diatur dengan merubah besarnya Ea atau Ф (motor).

c. Kopel Elektromagnetik

T = Ea.Ia /ωm Nm atau T=K.Ф.Ia Nm

Dimana T adalah torsi ; ωm adalah kec.sudut =(2.π.n)/60

Jadi untuk mengatur besarnya torsi pada mesin DC dapat dilakukan
dengan mengubah besarnya nilai Fluks (melalui arus medan) maupun
melalui arus jangkar.
Kopel elektromagnetik ini tidak sama dengan kopel yang terdapat pada sumbu. Dengan mengurangi kopel geser barulah didapat harga kopel pada sumbu