Sepeda motor konvensional, kelistrikan: alternator magnet permanen, regulator-penyearah, aki 12 volt, starter, lampu, sekring, dan mengukur sistem pengisian

Sebuah rumah sakit memakai enam sepeda motor untuk mengantar sampel laboratorium, obat, dan dokumen ke dua klinik satelit. Dalam tiga bulan, satu motor sudah empat kali berganti bola lampu rem dan sekali berganti lampu utama. Bulan lalu akinya diganti karena tidak kuat menstarter. Pagi ini pengantar melapor bahwa jok terasa hangat dan tercium bau asam; kotak aki menggembung, dan konektor di regulator berwarna kecokelatan.

Teknisi rumah sakit mengukur tegangan di terminal aki dengan multimeter. Saat mesin mati, angkanya wajar. Saat mesin hidup dan digas, angkanya naik terus sampai 15,8 V. Aki baru dan lampu baru tidak menolong, karena sumber masalahnya ada di pengatur tegangan. Bab ini menjelaskan kelistrikan sepeda motor konvensional dan cara mengukurnya dengan aman, supaya penggantian suku cadang mengikuti hasil diagnosis.

Batas pembahasan

Bab ini membahas kelistrikan sepeda motor bermesin bensin, dari alternator sampai gejala gangguan. Kimia, pengisian, dan resistans dalam asam timbal ada di Bab 7; tegangan istirahat aki 12 V dan arus siaga di Bab 10; dioda dan penyearah jembatan di Bab 84 · Kelistrikan & Kendali; multimeter di Bab 15 · Kelistrikan & Kendali dan tang ampere di Bab 16 · Kelistrikan & Kendali; arus asut motor DC di Bab 45 · Kelistrikan & Kendali; koordinasi sekring dengan kabel di Bab 23 · Kelistrikan & Kendali. Pengapian dan sensor pemicu dibahas di Bab 12; kelistrikan 12 V mobil, uji beban aki, dan kabel jumper di Bab 19.

Sumbernya narasi Teknik Elektro, narasi Keselamatan Teknik, buku kimia OpenStax, dua sumber sekunder, dan pengetahuan umum yang ditandai di peta sumber. Narasi repo buku tidak memuat buku sepeda motor, sehingga banyak mekanisme khasnya berlabel pengetahuan umum. Nilai untuk motor tertentu diambil dari manual pabrik.

Alternator magnet permanen: satu fasa dan tiga fasa

Alternator magnet permanen (permanent magnet alternator) adalah pembangkit arus bolak-balik yang rotornya membawa magnet tetap dan statornya berupa kumparan diam. Pada sepeda motor, rotor berbentuk mangkuk di ujung poros engkol berputar mengelilingi stator yang dibaut ke bak mesin; bengkel menyebut kumparan stator ini spul (pengetahuan umum). Rotor itu sering juga membawa tonjolan pemicu sensor pengapian, yang dibahas di Bab 12.

Karena medannya dari magnet tetap, tegangan yang dibangkitkan naik bersama putaran dan tidak dapat diatur dari dalam alternator (pengetahuan umum). Alternator mobil berbeda: arus kumparan medannya diatur regulator, seperti di Bab 19. Buku dasar teknik listrik dalam narasi Teknik Elektro juga mencatat bahwa tegangan terminal alternator berubah ketika bebannya berubah. Pada stasioner spul memberi sedikit daya; pada putaran tinggi tegangannya jauh melebihi kebutuhan aki bila tidak dibatasi.

Ada dua susunan kumparan (pengetahuan umum):

1. Satu fasa: dua kabel keluaran ke regulator. Sebagian motor lama mencatu lampu dengan arus bolak-balik langsung dari kumparan terpisah, sehingga lampu terang dan redup mengikuti putaran.
2. Tiga fasa: tiga kabel keluaran yang biasanya berwarna sama. Buku instalasi listrik dalam narasi mencatat bahwa keluaran tiga fasa dihasilkan belitan stator yang disambung bintang atau segitiga, dan buku dasar teknik listrik mencatat bahwa pada sambungan bintang, tegangan antarkawat adalah $\sqrt{3}$ kali tegangan fasa. Susunan ini memberi daya lebih besar dan arus lebih rata untuk ukuran yang sama.

Regulator-penyearah: menyearahkan dan membatasi tegangan

Regulator-penyearah (regulator-rectifier) adalah modul yang mengubah arus bolak-balik dari kumparan alternator menjadi arus searah untuk aki dan beban, sekaligus membatasi tegangan sistem kelistrikan sepeda motor. Penyearahnya berupa jembatan dioda, empat dioda untuk spul satu fasa dan enam untuk tiga fasa (pengetahuan umum); cara mengujinya ada di Bab 84 · Kelistrikan & Kendali. Manual perbaikan elektronik dalam narasi Teknik Elektro menyarankan memeriksa tegangan pada penyearah jembatan.

Pengaturnya pada kebanyakan sepeda motor konvensional berjenis shunt (pengetahuan umum). Regulator shunt (shunt regulator) adalah pengatur tegangan yang menghubungsingkatkan kumparan alternator ke massa ketika tegangan sistem melewati batas, sehingga arus berlebih tidak masuk ke aki. Sakelarnya biasanya SCR; buku elektronika dasar dalam narasi mencatat bahwa SCR yang padam dapat dinyalakan lagi oleh sinyal gerbang. Acuannya dapat berupa dioda zener, yang tegangannya stabil sehingga dapat dipakai sebagai tegangan referensi, menurut bahan ajar elektronika dasar dalam narasi.

Akibat cara kerja shunt bagi perawatan (pengetahuan umum):

1. Spul terus membangkitkan arus selama mesin berputar. Energi yang tidak dipakai menjadi panas di regulator dan spul, sehingga regulator bersirip dan dipasang di jalur udara.
2. Makin kecil beban, makin banyak arus yang dihubungsingkatkan. Lampu LED mengurangi arus beban, tetapi regulator justru membuang lebih banyak (penalaran editorial, lihat Contoh 3).
3. Konektor spul, regulator, dan aki membawa arus penuh terus-menerus. Tahanan kontak karena korosi atau kendur membuatnya panas, menghitam, lalu meleleh.

Regulator jenis seri, umumnya dengan MOSFET, memutus aliran dari spul sehingga lebih dingin (pengetahuan umum). Pengganti regulator mengikuti manual pabrik.

Aki 12 volt: asam timbal basah dan VRLA

Menurut buku kimia OpenStax, setiap sel asam timbal menghasilkan 2 V, sehingga enam sel disusun seri untuk memperoleh aki 12 V. Aki asam timbal murah dan mampu memberi arus besar untuk motor starter, tetapi berat, berisi asam sulfat yang korosif, dan harus dibuang dengan benar karena mengandung timbal. Reaksi, pengisian, dan sulfatasinya ada di Bab 7.

Aki sepeda motor berkapasitas kecil, umumnya beberapa ampere-jam, sehingga arus siaga kecil pun cepat menguras muatannya (pengetahuan umum). Dua jenis yang lazim:

1. Asam timbal basah, dengan tutup sel dan garis batas elektrolit yang diperiksa menurut manual.
2. VRLA. Aki VRLA (valve-regulated lead-acid battery) adalah aki asam timbal tertutup yang elektrolitnya terserap atau terikat dan yang melepas gas hanya melalui katup pengaman ketika tekanan di dalamnya berlebih (pengetahuan umum). Jenis berpemisah serat kaca penyerap disebut AGM (absorbent glass mat). Menurut sumber sekunder, aki AGM dan VRLA tidak perlu diperiksa elektrolitnya dan tidak boleh dibuka.

Tabel tegangan istirahat ada di Bab 10. Menurut sumber sekunder yang sama, aki AGM penuh beristirahat pada sekitar 12,8 sampai 13,0 V, lebih tinggi dari aki basah penuh yang sekitar 12,6 V; aki diistirahatkan sedikitnya 2 jam sebelum diukur; dan tegangan istirahat yang baik belum membuktikan aki mampu menstarter. Buku soal teknik listrik dalam narasi menanyakan akibat pengosongan sel di bawah 1,8 V; angka ini lazim dipakai sebagai batas pengosongan (nilai literatur umum).

Aki yang terus diisi dengan tegangan terlalu tinggi menguraikan air elektrolit menjadi gas; buku listrik dan magnet dalam narasi mencatat bahwa hidrogen dapat terbentuk ketika baterai diisi berlebih. Pada VRLA, gas terbentuk lebih cepat dari kemampuan sel menggabungkannya kembali, tekanan dan suhu naik, elektrolit hilang lewat katup, dan kotak dapat menggembung (pengetahuan umum). Aki yang kembung diperlakukan sebagai aki rusak: diganti, tidak ditusuk, dan tidak dibuka (penalaran editorial).

Motor starter dan relai

Motor starter sepeda motor adalah motor DC kecil, umumnya bermagnet permanen (pengetahuan umum), yang arus asutnya besar karena GGL lawan belum terbentuk saat jangkar diam, seperti di Bab 45 · Kelistrikan & Kendali. Relai starter (starter relay) adalah sakelar elektromagnetik yang menghubungkan aki ke motor starter melalui kontak berarus besar ketika kumparannya diberi arus kecil dari tombol starter. Rangkaian kumparannya sering melewati sakelar rem atau standar samping sebagai pengaman (pengetahuan umum).

Kopling starter (starter clutch) adalah kopling satu arah yang meneruskan putaran motor starter ke poros engkol dan membebaskan diri ketika mesin berputar lebih cepat dari starter. Sebagian skuter memakai starter-generator terpadu, dan banyak motor kecil masih memiliki pedal starter kaki (pengetahuan umum).

Gejala yang khas (pengetahuan umum): bunyi klik tanpa putaran berarti arus tidak cukup karena aki lemah, terminal kendur, atau kontak relai aus; putaran lambat berarti aki lemah atau resistans tinggi di jalur arus besar; starter berputar tetapi mesin diam berarti kopling starter selip. Relai yang buruk dapat menyebabkan penyalaan berselang, seperti dikutip dari narasi di Bab 10.

Lampu, sekring, dan beban tambahan

Lampu sepeda motor kini banyak memakai LED, sedangkan lampu pijar masih dipakai pada sebagian lampu rem dan sein. Daya lampu pijar naik kira-kira dengan kuadrat tegangan, sehingga filamennya cepat putus pada tegangan lebih; pengendali LED juga dapat rusak (pengetahuan umum).

Sekring (fuse) adalah penghantar lebur yang sengaja dibuat menjadi titik terlemah rangkaian sehingga putus sebelum kabel dan komponen rusak oleh arus lebih. Buku elektronika dasar dalam narasi menulis bahwa tujuannya membiarkan sekring putus sebelum komponen rusak. Dengan rangkaian bertegangan, ujung sisi beban dari sekring yang putus terbaca 0 V karena terputus dari sumber, seperti contoh di buku yang sama. Pemilihan nilai sekring terhadap kabel ada di Bab 23 · Kelistrikan & Kendali.

Sekring yang diganti dengan nilai lebih besar, atau dengan kawat, memindahkan titik putus ke kabel. Buku instalasi listrik dalam narasi Keselamatan Teknik mengingatkan bahwa penghantar rangkaian kemudian dapat terbebani berlebih dan menimbulkan kemungkinan kebakaran. Sekring yang putus berulang adalah gejala, dan penyebabnya dicari lebih dulu.

Armada sering menambahkan pelacak GPS, alarm, lampu tambahan, dan pengisi USB, yang menjadi penyebab umum aki tekor dan sekring putus (pengetahuan umum). Arus parasit (parasitic draw) adalah arus yang tetap diambil dari aki ketika kunci kontak mati; Bab 10 menyebutnya arus siaga. Setiap aksesori disambung lewat sekringnya sendiri dari titik sambung yang ditentukan manual, dan arus parasitnya dicatat.

Neraca arus: beban, pengisian, dan putaran

Pengisian cukup bila, pada putaran kerja yang biasa, arus dari regulator melebihi arus beban sehingga sisanya mengisi aki (penalaran editorial):

$$I_\text{beban} = \frac{\sum P_i}{V}, \qquad I_\text{aki} = I_\text{reg} - I_\text{beban}$$

dengan $P_i$ daya tiap beban (W), $V$ tegangan sistem (V), $I_\text{reg}$ arus keluaran regulator-penyearah (A), dan $I_\text{aki}$ arus yang masuk ke aki (A); nilai negatif berarti aki ikut memasok beban.

Pada stasioner, keluaran spul kecil sehingga $I_\text{aki}$ dapat negatif. Motor pengantar di kawasan rumah sakit dan hotel sering berjalan pelan, menunggu dengan mesin hidup, dan distarter berkali-kali untuk jarak pendek, sehingga dapat terus kekurangan muatan walaupun pengisiannya normal (penalaran editorial).

Mengukur sistem pengisian dengan aman

Buku proyek elektronika dalam narasi Teknik Elektro menyarankan memeriksa regulator dengan menaikkan putaran mesin dan menambah beban. Urutan untuk sepeda motor yang dilaporkan sumber sekunder dari manual servis dan forum teknisi, dengan nilai pembanding dari manual pabrik:

1. Tegangan aki diam. Kunci kontak mati dan aki sudah istirahat; bacaan dibandingkan dengan Bab 10. Aki kosong diisi dulu, karena pengisian tidak dapat dinilai dengan aki kosong.
2. Tegangan saat mesin hidup pada beberapa putaran. Tegangan seharusnya naik lalu stabil. Sumber sekunder menyebut kisaran sekitar 13,5 sampai 15 V di terminal aki, tetapi batas yang berlaku adalah batas manual. Tegangan yang terus naik bersama putaran menunjuk regulator yang tidak membatasi; tegangan yang tidak naik menunjuk spul, regulator, atau sambungan.
3. Dengan beban. Langkah 2 diulang dengan lampu utama dan beban lain menyala.
4. Jatuh tegangan sambungan. Saat mesin hidup, tegangan diukur antara keluaran regulator dan positif aki, lalu antara massa regulator dan negatif aki; bacaan lebih dari beberapa persepuluh volt menunjuk sambungan bertahanan tinggi (pengetahuan umum).
5. Keluaran spul. Uji keluaran spul (stator output test) adalah pengukuran tegangan bolak-balik kumparan alternator tanpa beban pada putaran tertentu untuk memisahkan kerusakan kumparan dari kerusakan regulator. Konektor spul dilepas saat mesin mati, lalu tegangan AC antarkabel diukur pada putaran menurut manual: satu pasangan untuk satu fasa, tiga untuk tiga fasa. Bila keluaran spul sesuai manual tetapi pengisian salah, kerusakan ada di regulator-penyearah atau sambungannya.
6. Tahanan kumparan dan isolasi ke massa. Dengan mesin mati, tahanan antarkabel dan isolasi kabel spul ke massa diukur. Menurut sumber sekunder, uji tahanan statis dapat meloloskan spul yang lemah, sehingga langkah 5 tetap diperlukan.

Aturan keselamatan (pengetahuan umum, kecuali yang dirujuk):

1. Mesin dihidupkan di tempat berventilasi, motor stabil di standar tengah, tangan dan kabel ukur jauh dari rantai, roda, dan knalpot.
2. Aki tidak dilepas saat mesin hidup, karena lonjakan tegangan dapat merusak regulator dan modul pengendali.
3. Tegangan AC spul tanpa beban dapat jauh lebih tinggi dari tegangan aki pada putaran tinggi, sehingga probe dipegang pada bagian berisolasi dan konektor tidak dilepas saat mesin hidup.
4. Arus starter dan arus pengisian diukur dengan tang ampere DC efek Hall yang dinolkan dulu, seperti di Bab 16 · Kelistrikan & Kendali. Arus parasit diukur dengan multimeter seri di terminal negatif aki, kunci kontak mati, seperti di Bab 15 · Kelistrikan & Kendali, dan tombol starter tidak ditekan selama alat terpasang.
5. Polaritas dicocokkan; manual perbaikan elektronik dalam narasi mengingatkan agar generator dan baterai berpolaritas massa sama. Aki yang diisi menghasilkan gas mudah terbakar, seperti di Bab 7.

Konektor dan regulator yang panas dapat dibandingkan dengan kamera termal; Bab 21 · Fisika menjelaskan pengaruh emisivitas pada bacaan, terutama pada logam mengilap.

Gejala gangguan dan penyebabnya

Pada kasus pembuka, tegangan 15,8 V menunjuk regulator; lampu putus dan aki kembung adalah akibatnya. Gangguan yang muncul hanya saat jalan berguncang, hujan, atau setelah dicuci adalah gangguan berselang, seperti di Bab 12 · Sistem, Diagram & Diagnosis. Spul yang terbakar terlihat dari isolasi kumparan yang menghitam ketika tutup bak mesin dibuka bengkel (pengetahuan umum).

Contoh kerja

Contoh 1: tegangan aki dan tegangan per sel. Enam sel kali 2,0 V memberi 12 V nominal. Batas 1,8 V per sel (nilai literatur umum) sama dengan $6 \times 1{,}8 = 10{,}8$ V untuk seluruh aki. Kisaran 13,5 sampai 15 V dari sumber sekunder sama dengan $13{,}5/6 = 2{,}25$ sampai $15/6 = 2{,}5$ V per sel bila dibagi rata (penalaran editorial), sebanding dengan tegangan pengisian per sel di Bab 7. Batas pemeriksaan tetap angka manual.

Contoh 2: neraca arus pada satu putaran. Lampu utama 35 W ditambah pengendali mesin, pompa bensin, injektor, dan lampu kecil 60 W, jadi 95 W pada 14,0 V (angka latihan): $I_\text{beban} = 95/14{,}0 = 6{,}8$ A. Pada putaran jelajah spul memberi 120 W (angka latihan), yaitu $120/14{,}0 = 8{,}6$ A, sehingga sekitar 1,8 A mengisi aki. Pada stasioner spul hanya memberi 60 W atau 4,3 A (angka latihan), sehingga aki ikut memasok $6{,}8 - 4{,}3 = 2{,}5$ A. Motor yang lama menunggu di lobi dengan mesin hidup menguras akinya.

Contoh 3: lampu diganti LED pada regulator shunt. Lampu utama 35 W diganti LED 12 W (angka latihan), sehingga beban menjadi 72 W. Pada putaran jelajah dengan aki penuh, arus yang dihubungsingkatkan regulator naik dari $(120 - 95)/14{,}0 = 1{,}8$ A menjadi $(120 - 72)/14{,}0 = 3{,}4$ A, hampir dua kali lipat (penalaran editorial). Arus beban turun, tetapi regulator bekerja lebih keras; penggantian lampu juga mengikuti ketentuan pabrik dan peraturan lampu kendaraan.

Contoh 4: regulator rusak di kasus pembuka. Tegangan 15,8 V dibagi enam sel memberi $15{,}8/6 = 2{,}63$ V per sel, di atas tahap gas sekitar 2,5 sampai 2,6 V per sel di Bab 7, sehingga aki terus menghasilkan gas dan kotak VRLA menggembung. Daya lampu pijar naik kira-kira $(15{,}8/14{,}0)^2 = 1{,}27$ kali, sekitar 27 persen di atas daya pada tegangan normal (pengetahuan umum; tahanan filamen dianggap tetap), sehingga filamen cepat putus. Urutan perbaikan: massa dan konektor regulator diperiksa, regulator diganti menurut manual, tegangan diukur ulang pada beberapa putaran, baru aki dan lampu diganti.

Contoh 5: pelacak GPS selama libur. Aki 5 Ah (angka latihan) melayani pelacak yang menarik 15 mA terus-menerus. Waktu sampai setengah kosong $2{,}5/0{,}015 = 167$ jam, sekitar 7 hari. Selama libur 10 hari, muatan yang terambil $0{,}015 \times 24 \times 10 = 3{,}6$ Ah, yaitu 72 persen kapasitas, sehingga motor tidak mau distarter dan aki mulai tersulfatasi. Cara hitungnya sama dengan arus siaga di Bab 10, tetapi akinya jauh lebih kecil. Pilihannya pelacak berarus parasit rendah, pengisi pemelihara, atau pemutus aki bila manual mengizinkan.

Contoh 6: tegangan saat menstarter. Starter menarik 50 A (angka latihan) dari aki yang beristirahat pada 12,7 V. Dengan resistans dalam 0,02 ohm, tegangan saat menstarter $12{,}7 - 50 \times 0{,}02 = 11{,}7$ V. Aki tua dengan resistans dalam 0,08 ohm (angka latihan) bertegangan istirahat sama, tetapi turun ke $12{,}7 - 50 \times 0{,}08 = 8{,}7$ V, sehingga starter lambat. Muatan 3 detik menstarter hanya $50 \times 3/3.600 = 0{,}042$ Ah, kurang dari 1 persen aki 5 Ah; aki gagal karena resistans dalamnya, bukan karena kapasitasnya habis. Resistans dalam ada di Bab 7, dan uji beban di Bab 19.

Contoh 7: konektor gosong. Konektor keluaran regulator membawa 8,6 A. Kontak berkarat dengan tahanan 0,05 ohm (angka latihan) menjatuhkan $8{,}6 \times 0{,}05 = 0{,}43$ V dan menghasilkan panas $P = I^2 R = 8{,}6^2 \times 0{,}05 = 3{,}7$ W selama mesin hidup, sedangkan kontak yang baik dengan 0,005 ohm hanya 0,37 W. Panas 3,7 W di rumah konektor plastik yang kecil cukup untuk menghitamkannya, dan aki menerima tegangan lebih rendah (penalaran editorial); konektor yang berubah bentuk diganti.

Contoh 8: membaca hasil ukur sistem pengisian. Motor pengantar kedua sering tekor. Setelah aki diisi penuh, dengan lampu utama menyala, tegangan di aki 12,9 V saat stasioner, 13,0 V pada putaran sedang, dan 13,1 V pada putaran tinggi (angka latihan), di bawah rentang manual. Pada putaran uji, tegangan AC spul tiga fasa adalah 52 V untuk kabel 1 dan 2, 38 V untuk kabel 2 dan 3, dan 39 V untuk kabel 1 dan 3 (angka latihan). Pada sambungan bintang yang sehat, 52 V antarkawat berarti tegangan fasa sekitar $52/\sqrt{3} = 30$ V. Dua pasangan yang melibatkan kabel 3 hanya sekitar tiga perempat pasangan yang sehat, sehingga kumparan fasa ketiga, misalnya dengan lilitan terhubung singkat, dicurigai (penalaran editorial); kabel putus memberi bacaan mendekati nol pada dua pasangan. Keputusan mengganti spul diambil bengkel berdasarkan nilai manual.

Contoh 9: mengisi ulang dengan pengisi luar. Aki 5 Ah dari Contoh 5 tinggal sekitar setengah. Muatan 2,5 Ah dikali faktor pengisian 1,1 sampai 1,2 dari Bab 7 menjadi 2,75 sampai 3,0 Ah. Dengan arus sekitar sepersepuluh kapasitas, yaitu 0,5 A (nilai literatur umum; arus dan jenis pengisi mengikuti pabrik aki), waktunya $2{,}75/0{,}5 = 5{,}5$ sampai $3{,}0/0{,}5 = 6{,}0$ jam. Pengisi otomatis bertahap yang sesuai jenis aki lebih aman daripada pengisi arus tetap yang dibiarkan semalaman.

Kondisi berhenti

Hentikan pekerjaan dan serahkan kepada bengkel resmi, teknisi berwenang, atau pabrik bila:

1. Aki menggembung, retak, bocor, sangat panas, atau berbau asam kuat. Motor tidak dipakai, aki dilepas setelah dingin dengan sarung tangan dan pelindung mata, lalu diserahkan ke pengumpul limbah aki berizin karena mengandung timbal dan asam.
2. Tegangan di aki terus naik bersama putaran melewati batas manual; motor tidak dipakai sampai regulator diperiksa.
3. Ada bau kabel terbakar, asap, konektor meleleh, atau sekring yang langsung putus lagi setelah diganti.
4. Pekerjaan memerlukan pembukaan tutup bak mesin untuk spul, pembongkaran starter atau kopling starter, atau perubahan rangkaian pabrik.
5. Aksesori akan disambung langsung ke kabel pabrik tanpa sekring, tanpa petunjuk pemasang, atau tanpa izin pemilik armada.
6. Kendaraan ternyata sepeda motor listrik atau berbaterai litium; batas kerjanya mengikuti Bab 17 tentang baterai sepeda motor listrik dan manual pabrik.

Salah tafsir yang sering terjadi

1. "Aki baru menyelesaikan masalah aki soak." Aki soak sering akibat pengisian kurang, tegangan lebih, atau arus parasit; tanpa memeriksa sistem pengisian, aki baru rusak dengan cara yang sama.
2. "Regulator yang panas pasti rusak." Regulator shunt memang membuang kelebihan energi sebagai panas; yang menunjuk kerusakan adalah tegangan di luar batas manual atau konektor gosong.
3. "Lampu LED meringankan regulator." Pada regulator shunt, beban lebih kecil berarti lebih banyak arus yang dihubungsingkatkan.
4. "Tegangan istirahat 12,6 V berarti aki sehat." Tegangan istirahat hanya menunjuk keadaan muatan; kemampuan menstarter ditentukan resistans dalam dan diuji dengan beban.
5. "Sekring yang sering putus cukup diganti dengan nilai lebih besar." Sekring lebih besar memindahkan titik putus ke kabel dan menimbulkan risiko kebakaran.

Hubungan dengan bab lain

Bab 7 memberi kimia dan resistans dalam asam timbal, Bab 10 tegangan istirahat dan arus siaga, Bab 84 · Kelistrikan & Kendali jembatan penyearah, Bab 15 · Kelistrikan & Kendali dan Bab 16 · Kelistrikan & Kendali multimeter dan tang ampere, Bab 45 · Kelistrikan & Kendali arus asut motor DC, Bab 23 · Kelistrikan & Kendali sekring dan kabel, Bab 21 · Fisika termografi, dan Bab 12 · Sistem, Diagram & Diagnosis gangguan berselang. Di rak ini, pengapian ada di Bab 12, kelistrikan 12 V mobil di Bab 19, baterai sepeda motor listrik di Bab 17, dan pemeriksaan harian lampu dan klakson armada di Bab 15.

Latihan dan pembahasan

1. Mengapa tegangan alternator magnet permanen tidak dapat diatur di dalam alternator, dan di mana pembatasannya dilakukan?
2. Beban total 110 W pada 14,2 V, dan spul memberi 140 W pada putaran jelajah. Berapa arus beban, arus regulator, dan arus yang masuk ke aki?
3. Aki 4 Ah melayani alarm 8 mA dan pelacak 12 mA. Berapa hari sampai setengah kosong, dan apakah motor masih dapat distarter setelah libur 14 hari?
4. Konektor dengan tahanan kontak 0,04 ohm membawa 9 A. Berapa jatuh tegangan dan panasnya?
5. Tegangan aki 16,2 V pada putaran tinggi. Berapa tegangan per sel, dan apa akibatnya bagi aki VRLA dan lampu pijar?
6. Pada uji keluaran spul tiga fasa, dua pasangan kabel membaca hampir nol dan satu pasangan normal. Apa dugaannya, dan apa langkah berikutnya?

Kunci jawaban beralasan

1. Medan alternator berasal dari magnet tetap, sehingga tidak ada arus medan yang dapat dikurangi dan tegangannya naik bersama putaran. Pembatasan dilakukan regulator-penyearah, yang pada jenis shunt menghubungsingkatkan spul ke massa ketika tegangan aki melewati batas.
2. $I_\text{beban} = 110/14{,}2 = 7{,}7$ A dan $I_\text{reg} = 140/14{,}2 = 9{,}9$ A, sehingga sekitar $(140 - 110)/14{,}2 = 2{,}1$ A masuk ke aki. Bila aki sudah penuh, sisa arus itu dihubungsingkatkan regulator shunt dan menjadi panas.
3. Arus totalnya 20 mA, sehingga setengah kapasitas, 2 Ah, habis dalam $2/0{,}020 = 100$ jam atau sekitar 4 hari. Kebutuhan 14 hari $0{,}020 \times 24 \times 14 = 6{,}7$ Ah melebihi kapasitas aki, jadi aki kosong sekitar hari ke-8 dan motor tidak dapat distarter tanpa pengisian ulang.
4. Jatuh tegangannya $9 \times 0{,}04 = 0{,}36$ V dan panasnya $9^2 \times 0{,}04 = 3{,}2$ W. Panas sebesar itu terus-menerus di konektor kecil menghitamkan plastiknya, dan aki menerima tegangan lebih rendah sehingga pengisian kurang.
5. Tegangan per sel $16{,}2/6 = 2{,}7$ V, jauh di atas tahap gas sekitar 2,5 sampai 2,6 V per sel, sehingga aki VRLA terus menghasilkan gas dan dapat menggembung. Daya lampu pijar menjadi sekitar $(16{,}2/14{,}0)^2 = 1{,}34$ kali daya normal sehingga filamen cepat putus, dan motor tidak dipakai sampai regulator diperiksa.
6. Kedua pasangan yang hampir nol melibatkan satu kabel yang sama, sehingga dugaan utamanya kabel, konektor, atau kumparan fasa itu putus. Konektor diperiksa, tahanan antarkabel dan isolasi ke massa diukur dengan mesin mati, lalu penggantian spul diserahkan ke bengkel bila hasilnya di luar nilai manual.

Referensi