RPP Menjelaskan Proses – Proses Mesin Konversi Energi

PEMERINTAH KOTA MALANG DINAS PENDIDIKAN SMK NEGERI 6 MALANG Jalan Ki Ageng Gribig 27 Malang.Telp/Fax.  +62341-722216 E-mail : smkn6-malang@yahoo.com

 

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN ( RPP )

MATA PELAJARAN / NAMA      :  Kompetensi Kejuruan Mekanik Otomotif

STANDAR KOMPETENSI                        :  Menjelaskan Proses – Proses Mesin Konversi Energi

KOMPETENSI DASAR                 :  Konsep Motor Listrik

INDIKATOR                                    :  1.  Menjelaskan pengertian motor listrik

2.    Menjelaskan macam – macam motor listrik

3.    Menjelaskan motor listrik arus searah (DC)

I. Tujuan Umum Pembelajaran                                                                               

1. Siswa dapat menjelaskan pengertian motor listrik

2. Siswa dapat menjelaskan macam – macam motor listrik

3. Siswa dapat menjelaskan motor listrik arus searah (DC)

4. Siswa dapat mengembangkan diri secara kreatif untuk memadukan materi dengan pekerjaan di dunia indutri

II. Materi Pembelajaran :  

A.     Pengertian Motor Listrik

Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya, memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan, dll. Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer, bor listrik, fan angin) dan di industri. Motor listrik

kadangkala disebut “kuda kerja” nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor

menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri.

Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama (Gambar 1):

- Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya

- Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran/loop, maka

kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya pada

arah yang berlawanan.

- Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar/ torque untuk memutar kumparan.

- Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran

yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik

yang disebut kumparan medan.

Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India, 2004):

- Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi

dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi. Contoh beban dengan

torque konstan adalah conveyors, rotary kilns, dan pompa displacement konstan.

- Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengan

kecepatan operasi. Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan

fan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan).

Peralatan Energi Listrik: Motor Listrik

- Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah

dan berbanding terbalik dengan kecepatan. Contoh untuk beban dengan daya konstan

adalah peralatan-peralatan mesin.

B.     Macam – Macam Motor Listrik

a.      Motor DC

Motor arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak

langsung/direct-unidirectional. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana

diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan

yang luas.

Motor DC Yang Memiliki Tiga Komponen Utama:

-        Kutub medan. Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan.

-       Dinamo. Bila arus masuk menuju dinamo, maka arus ini akan menjadi elektromagnet. Dinamo yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban.

-        Commutator. Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah untuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo. Commutator juga membantu dalam transmisi arus antara dinamo dan sumber daya.

Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang tidak

mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur:

- Tegangan dinamo – meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan

- Arus medan – menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.

Hubungan antara kecepatan, flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaan

berikut:

Gaya elektromagnetik             :                       E = KΦN

Torque                                     :                       T = KΦIa

Dimana:

E =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)

Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medan

N = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)

T = torque electromagnetik

Ia = arus dinamo

K = konstanta persamaan

1.      Motor DC sumber daya terpisah/ Separately Excited

Jika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisah/

separately excited.

2.      Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited

a)      Ea =V_l+I_a.R_a (Rugi sikat diabaikan )

b)      V_l= IL.Rl

c)      E_a= ggl yang dibangkitkan generator DC

d)     V_l= tegangan pemakai/ beban/ luar

e)      I_a= arus listrik pada belitan anker

f)       I_f= arus listrik pada penguat kutup magnet

g)      R_a= tahanan anker

h)      R_l = tahanan luar

i)        R_f= tahanan penguat kutup magnet

j)        I_l= arus litrik pada pemakai

k)      I_a.R_a= Rugi tegangan kumparan anker

l)        Vsi = 0 volt (rugi tegangan setiap sikat)

m)   

n)     

o)      z = jumlah penghantar

p)      n = putaran permenit (rpm)

q)      p = jumlah kutup magnet

r)       Pin = Daya input

s)       Pen = Daya elektro magnet ((Ea.Ia)

t)       Pb = Rugi besi dan gesekan

u)      Pcu = Rugi tembaga

v)      Pn = Daya out put (V_l.F_l)

2.1 Motor DC daya sendiri/ Self Excited: motor shunt

Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengan

gulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar 4. Oleh karena itu total arus dalam

jalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamo.

Berikut tentang kecepatan motor shunt :

- Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu

setelah kecepatannya berkurang, lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk

penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah, seperti peralatan mesin.

- Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seri

dengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan

(kecepatan bertambah).

Ea.Ia =.Ia-If².Rf-Ia²Ra-Ia.2Vsi

Pcu = If².Rf+ Ia²Ra+ Ia.2Vsi

I_l = Ia+I_f

Pin = V_l+I_l 

V_f = I_f.R_f

Ea = V_l.Ia.Ra-2Vsi

V_l = V_f=Ea+Ia.Ra+2Vsi

2.2 Motor DC daya sendiri: motor seri

Dalam motor seri, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan

dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5. Oleh karena itu, arus medan sama dengan

arus dinamo. Berikut tentang kecepatan motor seri:

Ø  Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM

Ø  Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akan

mempercepat tanpa terkendali.

Daya Pm maksimum

1.      Motor DC Seri

Jadi Pm, maka jika

Pin = V_l-I_l

Ea = V_l-Is.Rs-Ia.Ra-2Vsi

Ea.Ia = V^l-Ia-Is²Rs=Ia².Ra-Ia.2Vsi

Pcu = Ia².Ra=Is²-Rs²+Ia.2Vsi

2.3  Motor DC Kompon/Gabungan

Motor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt. Pada motor kompon,

gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo. Sehingga, motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil.

1.)    Motor Dc Kompon Panjang

I_l= Is+I_f

Is = Ia

Pin = V_l..I_l 

Pm = Ea.Ia

Pm = Pin-Pem

V_l= Ea+Ia.Ra+2Vsi+Is.Rs

V_f= I_f.R_f

V_f= V_l

Ea = V_l-Ia.Ra-Is.Rs-2Vsi

2.)    Motor DC Kompon Pendek

Ea.Ia = Pm

V_l.I_l = Pin

Pcu = (Ia²Ra+2Vsi.Ia+Is²Rs+I_f.R_f)

I_l = Is-Ia+I_f

Ia = I_l-I_f

V_f = I_f.R_f

V_l = V_f+Vs = V_f+Is.Rs

Is.Rs = V_l-V_f

V_l =Ea+Ia.Ra+2Vsi+Is.Rs

Ea = Vl-Ia.Ra-2Vsi-Is.Rs

III. Metode Pembelajaran

A.    Ceramah

B.     Tanya Jawab

IV. Skenario Pembelajaran

No	Kegiatan Guru	Kegiatan Siswa	Waktu
1 2 3	Kegiatan Awal Salam dan do’a bersama Membuka pelajaran Mengadakan Persensi Kegiatan Inti a.       Menjelaskan pengertian motor listrik b.      Menjelaskan macam – macam motor listrik. c.       Memberi kesempatan siswa untuk  memahami gambar komponen motor listrik. d.      Menjelaskan Motor listrik searah (DC) Menutup Pelajaran Bersama siswa membuat kesimpulan hasil pembelajaran dan memberi pertanyaan kepada siswa sampai sejauh mana siswa menerima pelajaran. Memberikan tugas Menutup pelajaran dan do’a bersama	Menanggapi Mendengarkan Memperhatikan Memperhatikan Mencatat dan bertanya. Memperhatikan, mencatat dan bertanya. a.       Membuat kesimpulan b.      Berdo’a bersama	30 35 45 25
Jumlah			135mnt

V. Alat, Bahan Ajar

a.       Papan Tulis

b.      Kapur atau Spidol

c.       LCD

VI. Sumber Belajar

Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia.UNEP.(Online),(Http://www.energyefficiencyasia.org/.../Chapter%20-),Diakses 6 Februari 2012.

Wikipedia Indonesia.2012.Motor Listrik.(Online),(http://id.wikipedia.org/wiki/Motor_listrik),Diakses 6 Februari 2012.

  

VII. Penilaian

Bentuk Penilaian:

Tes Tulis

Instrumen penilaian

Skor

1.      Menjelaskan pengertian motor DC? 2.      Sebutkan 3 komponen  utama motor DC? Jelaskan masing – masing! Kunci Jawaban 1.      Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. 2.      Motor DC Yang Memiliki Tiga Komponen Utama: -        Kutub medan. Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan. -       Dinamo. Bila arus masuk menuju dinamo, maka arus ini akan menjadi elektromagnet. Dinamo yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. -        Commutator. Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah untuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo. Commutator juga membantu dalam transmisi arus antara dinamo dan sumber daya.

50 50

VIII. Kriteria Kelulusan

Bentuk Penilaian

Instrumen Penilaian

Kognitif/ Psikomotorik Afektif

Siswa dapat menjawab pertanyaan: 0- 75    = belum memenuhi kriteria kelulusan 76- 80  = memenuhi kriteria kelulusan dengan bimbingan 81- 90  = memenuhi kriteria kelulusan tanpa bimbingan 90-100 = diatas minimal tanpa bimbingan ·         Jika nilai tes tulis kurang dari 76 maka diadakan remidi ·         Jika nilai tes tulis lebih dari 76 maka melanjutkan ke materi selanjutnya. Penilaian afektif: parameter yang digunakan adalah antusias siswa dalam menerima pelajaran A.    Siswa tekun memperhatikan, aktif bertanya, dan mampu mampu menjawab pertanyaan. B.     Siswa tekun memperhatikan, aktif bertanya, dan sesekali menjawab dengan benar. C.     Siswa tekun memperhatikan, sesekali ikut bertanya, dan belum menjawab dengan benar. D.    Siswa tidak memperhatikan, pasif dalam tanya jawab, dan tidak dapat menjawab dengan benar.

Mengetahui,

Guru Pamong                                                                                                Praktikan

Besar Abadi Prayogi, S.T                                                                             Dwi Ahmad Cholik

NIP. 19710202 200604 1 022                                                                                    NIM. 208513414649