Sunday, July 13, 2014

Mengangkat Beban 11 kg Dengan Elektromagnet Dari Trafo Kecil


Transformer pada artikel ini dimodifikasi agar menjadi elektromagnet yang dapat mengangkat beban 11 kg ember yang berisi air. Sebetulnya masih bisa mengangkat beban lebih berat lagi, tapi saya tidak mau memaksakannya.

Trafo yang saya gunakan adalah 12 volt 300 mA dengan center tap (CT). Setelah pelat penutup luar dilepas, maka inti besi (iron core) trafo akan terlihat. Inti sebuah trafo terdiri dari pelat-pelat besi berbentuk lurus atau mirip huruf ‘I’, dan pelat-pelat besi berbentuk mirip huruf ‘E’.


Lepas pelat-pelat besi tersebut satu per satu. Pada awalnya memang agak sulit karena pelat-pelat besi tersebut direkat dengan semacam vernis atau resin. Mungkin anda perlu memotong beberapa pelat dengan tang gunting yang biasa digunakan untuk memotong kaki komponen elekronik. Setelah 3-4 pelat dipotong dan ditarik keluar hingga terlepas, maka akan mudah melepas pelat lainnya karena sudah ada ruang untuk mencongkel pelat dengan obeng minus (-).

Lalu pelat besi berbentuk ‘E’ dari inti trafo dipasang kembali, sehingga trafo akan terlihat sebagaimana foto di bawah.


Pada bagian bawah trafo nantinya akan ditempelkan batang besi. Saat trafo dialiri listrik maka pelat-pelat besi inti 'E' dari trafo akan mengandung gaya magnet dan menarik batang besi. Batang besi itu akan menggantikan fungsi pelat-pelat besi 'I' yang sudah dilepas.

Perlu diketahui bahwa besi lebih mudah dijadikan magnet dari pada baja. Sehingga elektromagnet dengan ini besi lebih kuat gaya magnetnya dari pada dengan ini baja. Tapi besi lebih mudah berkarat dari pada baja, inilah salah satu sebab maka inti besi trafo dilapisi dengan bahan antikarat atau direndam dalam minyak pelumas (olie). 

Inti besi dibuat dari potongan-potongan pelat besi, tidak sebongkah besi padat. Hal ini guna mengurangi efek arus Eddy pada inti besi yang menimbulkan panas dan mengurangi effisiensi. Arus Eddy adalah arus listrik akibat induksi elektromagnet pada inti besi, arus ini berputar-putar di dalam inti besi. Pelat-pelat inti besi diisolasi satu sama lain untuk memutus aliran arus Eddy, inilah salah satu fungsi dari resin atau vernis yang melapisi pelat-pelat inti besi trafo. 

Pada trafo yang besar seperti untuk jaringan listrik PLN, pelumas juga berfungsi untuk mendinginkan trafo. Bukan berfungsi untuk mengurangi gesekan seperti pada mesin-mesin dengan komponen yang bergerak.

Video berikut memperlihatkan saat elektromagnet ini mengangkat beban 11 kilogram air dalam ember. Perhatikan adanya suara klik saat elektromagnet menyentuh batang besi yang terdengar jelas, menandakan kuatnya gaya tarik magnet terhadap batang besi tersebut.

video

Jika kesulitan membuka video di artikel ini, video tersebut juga dapat dilihat di YouTube dengan alamat berikut:

http://www.youtube.com/watch?v=BqJ89z6zU9o

Pelat-pelat besi 'E' diikat dengan dua kawat dan dihubungkan dengan timbangan pegas agar dapat diukur berat beban yang diangkat. Beban berupa ember yang berisi air, volume air dapat ditambah dan dikurangi agar didapat berat maximum yang dapat diangkat oleh trafo.

Trafo disuplai dengan tegangan 12 volt arus searah (VDC) pada kedua tap 12 volt. Penggunaan arus searah (Direct Current) bertujuan agar medan magnetnya stabil, tidak berubah-rubah sehingga elektromagnet 'memegang' batang besi dengan stabil. Sebagaimana terlihat pada foto, kedua tap 12 volt disolder dengan kabel kuning dan biru. Center tap (CT) dari trafo tidak dipakai. 

Bisa saja trafo disuplai pada bagian tegangan tingginya yaitu 220 volt. Tapi agak sulit mendapatkan tegangan tinggi 220 volt arus searah yang konstan. Medan magnet yang dihasilkan tidak stabil alias bergetar, sebagai effek dari tegangan 220 VAC yang disearahkan dengan rangkaian dioda menjadi VDC. Bisa saja tegangan tinggi arus searah tersebut distabilkan dengan kondensor tegangan tinggi, tapi biasanya tetap saja ada sedikit perubahan-perubahan tegangan. Juga tegangan tinggi mempunyai tingkat resiko yang lebih besar. Maka supaya aman, saya putuskan untuk hanya menggunakan tegangan rendah untuk disuplai ke trafo. 

Semakin tinggi tegangan, maka semakin besar arus yang disuplai ke trafo, sehingga semakin kuat gaya magnetnya. Tapi arus yang besar dapat membuat trafo terlalu panas (overheating) sehingga bisa putus atau bahkan terbakar.

Jika pelat-pelat besi 'I' dipasang kembali maka trafo bisa dipergunakan kembali sebagai transformator, jadi masih dapat saya manfaatkan untuk proyek lainnya.