Cara Kerja Motor Listrik DC

Motor listrik adalah alat yang bekerja merubah energi listrik menjadi energi gerak. Prinsip motor listrik DC bekerja berdasarkan hukum tangan kiri Fleming. Sebuah kutub magnet berbentuk U dengan kutub utara dan selatan memiliki kerapatan fluk magnet (Φ)

Gambar prinsip kerja motor DC

Sebatang kawat penghantar digantung bebas dengan kabel fleksibel. di ujung kawat dialiri arus listrik DC dan terminal positif  arus I mengalir ke terminal negatif. Yang terjadi adalah kawat bergerak kearah panah akan mendapatkan gaya sebesar F. Gaya akan ditimbulkan sebanding dengan besarnya arus I. Jika polaritas aliran listrik dibalik positif dan negatifnya maka kawat akan bergerak kearah berlawanan panah F.

Persamaan Gaya mekanik pada motor listrik :

F = B x L x I

Keterangan :
F = Gaya mekanik (Newton)
B = Kerapatan Fluk magent (T)
L = Panjang pengantar (m)
I = Arus listrik (A)

Timbulnya torsi pada motor DC :

Gambar timbulnya torsi pada motor DC

1. Kutub magnet utara dan kutub magnet selatan terbentuk garis medan magnet dari kutub utara ke kutub selatan secara merata.
   
   Gamabr medan magnet antar kutub
2. Sebatang penghantar yang diberikan arus listrik DC mengalir meninggalkan kita (tanda panah) prinsip elektromagnet disekitar penghantar timbul medan magnet arah ke kanan.
   
   Gambar medan magnet lilitan
3. Timbul interaksi antara medan magnet dari kutub dan medan elektromagnetik dari penghantar, saling tolak menolak timbul gaya F dengan arah ke kiri.
   
    Gambar bentuk akhir medan magnet
4. Jika arus menuju kita (tanda titik), kawat pengantar mendapatkan gaya F kearah kanan.
   
   Gambar Arah Arus menuju pembaca
5. Jika kutub utara-selatan dibalikkan posisinya menjadi selatan-utara arah medan magnet berbalik, ketika kawat dilairi arus meninggalkan kita (tanda panah), interaksi medan magnet kawar mendapatkan gaya F kearah kanan.
   
   Gambar arah arus bertolak belakang dengan pembaca

Gambar hukum tangan kiri Flamming

Hukum tangan kiri Flamming merupakan prinsip dasar kerja motor DC. Telapak tangan kiri berada diantara kutub utara dan selatan, medan magnet Φ memotong pengahntar. Arus I mengalir pada kawat searah keempat jari. Kawat akan mendapatkan gaya F yang arah nya searah ibu Jari.

Contoh soal :

1. Suatu kumparan kawat dengan 100 lilitan diletakkan diantara kutub utara dan kutub selatan, dialirkan arus sebesar 2 A. Jika gaya mekanik yan terukur 0,6 N dan lebar permukaan kutub 40 mm. Berapakah besar kerapatan fluk magnet jika kebocoran fluk diabaikan?

Diketahui : n  = 100
                 I  = 2 A
                 F = 0,6 N
                 l  = 40 mm = 4 x 10^-2m
Ditanya    : B =?
Jawab      :
Langkah pertama menghitung panjang penghantar (L) :

Langkah ke dua menghitung nilai kerapatan fluk magnet (B) :