Motor Listrik & Generator

Tentang simulasi ini

Motor Listrik & Generator adalah laboratorium elektromagnetisme 3D interaktif yang mendemonstrasikan bagaimana mesin fisik yang sama dapat bekerja sebagai motor DC atau generator AC. Kumparan tembaga persegi panjang berputar di antara kutub magnet permanen Utara dan Selatan sementara panah vektor 3D berwarna hijau menampilkan gaya Lorentz F = I L x B pada setiap segmen kawat aktif. Dalam mode Motor DC, komutator cincin belah membalik arus kumparan setiap setengah putaran sehingga torsi tau = N I A B |cos theta| selalu menggerakkan rotor ke arah yang sama. Mengeklik kutub magnet akan mengalihkan ke mode Generator AC dengan cincin luncur utuh, menghasilkan jejak GGL bolak-balik sinusoidal pada papan gelombang 3D.

Yang bisa dijelajahi siswa

Amati panah hijau gaya Lorentz pada kedua sisi kumparan yang berputar dalam mode Motor DC dan perhatikan bagaimana komutator cincin belah membalik arus setiap 180 derajat sehingga kawat sebelah kiri selalu terdorong ke atas.
Seret poros rotor secara manual melewati posisi titik mati vertikal (theta = 90 derajat) untuk melihat di mana torsi sesaat turun menjadi nol.
Ubah Mode mesin ke Generator AC (Cincin Luncur) atau klik kutub magnet, lalu bandingkan gelombang sinus penuh pada papan osiloskop dengan pulsa DC yang disearahkan.
Tingkatkan Medan magnet B dan Lilitan kumparan N menggunakan penggeser, lalu buktikan bahwa baik torsi puncak maupun GGL induksi berubah secara linear terhadap N dan B.
Aktifkan dan nonaktifkan Garis medan magnet B untuk memeriksa geometri I L x B melintasi celah udara.

Tujuan pembelajaran

1Menggunakan kaidah tangan kanan untuk gaya Lorentz F = I L x B guna menentukan arah gaya pada setiap sisi kumparan berarus.
2Menjelaskan mengapa motor DC memerlukan komutator cincin belah dan sikat untuk mempertahankan torsi satu arah.
3Membandingkan keluaran komutator cincin belah (DC berdenyut yang disearahkan) dengan cincin luncur utuh (AC sinusoidal).
4Menghitung torsi magnetik tau = N I A B cos theta dan GGL puncak generator epsilon_0 = N B A omega.

Pertanyaan yang sering diajukan guru

Apa peran komutator cincin belah pada motor DC?

Tanpa komutator, torsi magnetik pada kumparan berarus akan berbalik arah setiap setengah putaran saat kawat bertukar sisi antara kutub Utara dan Selatan. Komutator cincin belah membalik arah arus di dalam kumparan setiap 180 derajat sehingga torsi selalu mendorong ke arah putaran yang sama.

Bagaimana perbedaan struktur generator AC dibandingkan motor DC?

Generator AC menggantikan komutator cincin belah dengan dua cincin luncur utuh—masing-masing terhubung permanen ke tiap ujung kumparan yang berputar—sehingga tegangan bolak-balik induksi disalurkan langsung ke sikat sebagai gelombang sinus yang mulus.

Pada orientasi kumparan bagaimana torsi magnetik mencapai nilai maksimum dan minimum?

Torsi bernilai maksimum ketika bidang kumparan sejajar dengan garis-garis medan magnet (theta = 0 derajat, cos theta = 1) karena kedua gaya memiliki lengan momen terbesar. Torsi turun menjadi nol ketika bidang kumparan tegak lurus terhadap medan magnet (theta = 90 derajat).

Bagaimana cara memperbesar tegangan yang dihasilkan oleh generator AC?

Berdasarkan hukum Faraday (epsilon_puncak = N B A omega), tegangan puncak dapat diperbesar dengan menambah jumlah lilitan N pada kumparan, menggunakan magnet yang lebih kuat (B lebih besar), memperluas luas kumparan A, atau memutar rotor lebih cepat (kecepatan sudut omega lebih tinggi).

Sematkan simulasi ini

Pasang di LMS, blog, atau situs kelas Anda — gratis.

<iframe src="https://kiwibee.io/id/simulations/ac-dc-motor-generator-3d-simulation/embed" title="Motor Listrik &amp; Generator | KiwiBee" loading="lazy" allowfullscreen style="width:100%;height:min(70vh,620px);min-height:420px;border:0;border-radius:16px"></iframe>

Lanjut menjelajah

Explore an adult male reference body in 3D. Reveal 14 anatomical systems, search thousands of named structures, isolate organs, and pull 2,209 modeled pieces apart to see how the body is organized.

—

Explore the head and neck in 3D: 643 source meshes across 14 layers, 47 facial and masticatory muscles, and 77 drawn nerves, vessels and glands the source scan omits. Open any tooth onto its own pulp canal, and follow the seven stages of tooth development.

—

Pratinjau Simulasi interaktif Fotosintesis

Simulasi interaktif gratis tentang Fotosintesis. Jelajahi Fotosintesis secara langsung secara daring — cocok untuk seluruh kelas maupun belajar mandiri.

—