TES URUTAN PASA 1. Dengan dua lampu pijar satu ballast.

Transkripsi

1 angkaian Listrik Kompetensi: rampil menganalisis urutan pase tegangan Listrik ac tiga pasa. 1 dari 6 E UUN P 1. Dengan dua lampu pijar satu ballast. ontoh perhitungan. es urutan pasa menggunakan dua buah lampu pijar dan sebuah ballast L disambung bintang, data masing masing lampu pijar 100 Watt/240 Volt; data ballast L sendiri: 20 Watt; 220 Volt; 50 Hz; os φ : 0,4, dihubungkan dengan jaringan sistem tiga kawat dengan tegangan antar pasanya 220 Volt. erapa daya yang diserap masing masing beban? Penyelesaiannya; ebelum melanjutkan ke analisis, perlu diketahui lebih dahulu: diagram rangkaian beban; tegangan yang ada pada beban; impedansi masing masing beban dan sebagainya, agar dalam analisis beban tidak menemui kebuntuan. eban tiga pasa sambungan bintang, dihubungkan dengan jaringan sistem tiga kawat. erarti beban tiga pasa sambungan bintang tersebut tidak menggunakan nol [sambungan bintang tanpa nol]. Data masing masing lampu pijar 100 Watt/240 Volt. Dengan menggabungkan persamaan persamaan yang sudah ada [persamaan daya: P = V I os φ; persamaan Hukum Ohm: I = V/Z] didapat persamaan: Z = V 2 /P. Dari persamaan ini didapat impedansi masing masing lampu pijar: Z Lp = /100 Z Lp = 576 / 0 0 Ohm. Data ballast L: 220 Volt; 50 Hz; os φ : 0,4. Dengan menggabungkan persamaan persamaan yang sudah ada [persamaan daya: P = V I os φ; persamaan Hukum Ohm: I = V/Z] didapat persamaan: Z = V 2 os φ /P. Dari persamaan ini didapat impedansi ballast L: Z l = ,4/20 Z l = 968 / 66,5 0 Ohm. 1. Diagram rangkaiannya. Lampu pijar 1 allast O Lampu pijar 2 Gambar egangan jaringan yang diketahui: egangan pasa beban belum diketahui. V = 220 / 0 0 Volt. [sebagai refrensi]. 3. Impedansi masing masing: Z N = Z O = 576 / 0 0 Ohm. Z N = Z O = 968 / 66,5 0 Ohm. Z N = Z O = 576 / 0 0 Ohm. Karena tegangan pasa belum diketahui dan beban dalam keadaan tidak seimbang, maka untuk mencari arus pasa tidak dapat langsung menggunakan Hukum Ohm yakni: I P1 = V P1 /Z P1. etapi perlu pertolongan konversi rangkaian π, untuk merubah sambungan bintang ke sambungan segitiga. Proses yang disebut konversi Y Δ ini adalah proses mencari Impedansi pengganti dari sambungan bintang menjadi sambungan segitiga, untuk mencari nilai arus pasa beban. Persamaan yang digunakan sama dengan persamaan konversi rangkaian π tandanya diganti dengan Y Δ dan resistansi () diganti impedansi (Z). sehingga persamaannya dapat ditulis menjadi: Z Δ = Z Y1.Z Y2 + Z Y2. Z Y3 + Z Y3. Z Y1 Z Ydp a. Mencari impedansi pasa sambungan segitiga: Persamaan pengganti Y menjadi Δ didapat: (5.10) Z = Z = Z O Z O Z O

2 angkaian Listrik Kompetensi: rampil menganalisis urutan pase tegangan Listrik ac tiga pasa. 2 dari 6 Didapatkan: 576 / / 66, / 66, / / / / /66, /66, / / ,818 / ,17 / 53 0 Ohm. 576 / 0 0 Dengan cara yang sama, didapat: ,818 / 53 0 Z = dan 576 / 0 0 Z = 2235,17 / 53 0 Ohm. Z = ,818 / 53 0 Z = 1330,02 / 13,6 Ohm. 968 / 66,5 0 Gambar diagram rangkaian dan datanya berubah menjadi: 4. Diagram rangkaian yang baru (Δ): 5. Impedansi yang baru (Δ): O3 Z = Z = 1330,02 / 13,6 0 Ohm. Z = Z = 2235,17 / 53 0 Ohm. Z = Z = 2235,17 / 53 0 Ohm. 6. egangan pasa/jaringan (Δ): V = 220 / 0 0 Volt. [sbg refrensi]. V = 220 / Volt. V = 220 / Volt. O1 I P O2 Gambar 6.9. b. Mencari arus pasa sambungan segitiga: rus pasa dalam sambungan segitiga [Hukum Ohm untuk ac]: I PΔ = V L /Z PΔ (5.11) I Z = 220 / 0 0 / 1330,02 / 13,6 0 I Z = 220 / / 2235,17 / 53 0 I Z = 220 / / 2235,17 / 53 0 I Z = / 13,6 0 mper. I Z = / 67,1 0 mper. I Z = / 187,1 0 mper. c. Mencari arus jaringan sambungan segitiga: rus Jaringan dalam sambungan segitiga [Hukum Kirchhoff rus. Lihat gambar 6.9.]: I = I O1 I O3 (4.23) rus Jaringan pertama (I ): I = I I I = / 67, / 13,6 0 = (os 67,1 0 + j in 67,1 0 ) (os 13,6 0 + j in 13,6 0 ) = (0,39 + j 0,92) (0,97 j 0,24) = (0,038 + j 0,091) (0,161 + j 0,039) = ( 0,122 + j 0,052) mper. I = / 157,1 0 mper rus Jaringan kedua (I ): I = I I I = / 187, / 67,1 0

3 angkaian Listrik Kompetensi: rampil menganalisis urutan pase tegangan Listrik ac tiga pasa. 3 dari 6 = 0,098 (os 187,1 0 + j in 187,1 0 ) 0,098 (os 67,1 0 + j in 67,1 0 ) = 0,098 ( 0,99 j 0,12) 0,098 (0,39 + j 0,92) = ( 0,098 j 0,012) (0,038 + j 0,091) = ( 0,136 j 0,103) mper. I = / 217,1 0 mper rus Jaringan ketiga (I ): I = I I I = 0,165 / 13, / 187,1 0 = 0,165 (os 13,6 0 + j in 13,6 0 ) 0,098 (os 187,1 0 + j in 187,1 0 ) = (0,97 j 0,24) 0,098 ( 0,99 j 0,12) = (0,161 + j 0,039) ( 0,098 j 0,012) = (0,258 + j 0,051) mper. I = / 11,2 0 mper d. Kembali ke sambungan bintang setelah memperoleh arus jaringan, juga mendapatkan arus pasa beban [cermati gambar 6.8.]: I = 0,133 / 157,1 0 mper I 0 = 0,133 / 157,1 0 mper I = 0,170 / 217,1 0 mper I 0 = 0,170 / 217,1 0 mper I = 0,263 / 11,2 0 mper I 0 = 0,263 / 11,2 0 mper e. Mencari tegangan pasa menggunakan Hukum Ohm ac: V P = I P. Z P. (5.12) egangan pada pasa pertama (V 0 ): V 0 = I 0. Z 0. V 0 = 0,133 / / 0 0 V 0 = 76,562 / Volt V 0 = 76,562 / 23 0 Volt. egangan pada pasa kedua (V 0 ): V 0 = I 0. Z 0. V 0 = 0,170 / / 66,5 0 V 0 = 164,97 /283,5 0 Volt V O = 164,97 /103,5 0 Volt. egangan pada pasa ketiga (V 0 ): V 0 = I 0. Z 0. V 0 = 0,263 / 11, / 0 0 V 0 = 151,736 / 11,2 0 Volt V 0 = 151,736 / 191,2 0 Volt. f. Mencari daya pasa menggunakan persamaan daya ac: P P = V P I P os φ P. (5.12) Daya pada pasa pertama (V 0 ): P = V 0 I 0 os φ 0. P = 76,562. 0,133 os 0 0 P = 10, P = 10,177 Watt. egangan pada pasa kedua (V 0 ): P = V0 I P os φ 0. P = 164,97. 0,170 os 66,5 egangan pada pasa ketiga (V 0 ): P = V 0 I 0 os φ 0. 0 P = 28,166. 0,4 P = 11,226 Watt. P = 151,736. 0,263 os 0 0 P = 39, P = 39,972 Watt. ila mau dicari daya total, menggunakan persamaan: P ot = P + P + P. P ot = 10, , ,972 P ot = 61,375 Watt. ila akan digambar diagram pasornya, maka besar dan posisi tegangan serta arus adalah: 1. esar dan posisi tegangan: V = 220 / 0 0 Volt [sebagai refrensi]. V 0 = 76,562 / 23 0 Volt V 0 = 164,97 /103,5 0 Volt V 0 = 151,74 / 191,2 0 Volt 2. esar dan posisi arus [jaringan dan pasa sama]: I = I O = 0,133 / mper. I = I O = 0,170 / mper. I = I O = 0,263 / 11,2 0 mper.

4 angkaian Listrik Kompetensi: rampil menganalisis urutan pase tegangan Listrik ac tiga pasa. 4 dari 6 E UUN P 2. Dengan Voltmeter, resistor dan kapasitor. ontoh perhitungan 1. es urutan pasa menggunakan sebuah Voltmeter; sebuah resistor dan sebuah kapasitor disambung bintang. Data Voltmer: kepekaan 20 kiloohm pervolt, atas Ukur 500 Volt; data resistor 100 Ohm 5 mper; data kapasitor tegangan kerja 400 Volt, reaktansi 100 Ohm. angkaian dihubungkan dengan jaringan sistem tiga kawat dengan tegangan antar pasanya 220 Volt. erapa tegangan [penunjukan] Voltmeter? Penyelesaiannya; ebelum melanjutkan ke analisis, perlu diketahui lebih dahulu: diagram rangkaian beban; tegangan yang ada pada beban; impedansi masing masing beban dan sebagainya, agar dalam analisis beban tidak menemui kebuntuan. eban tiga pasa sambungan bintang, dihubungkan dengan jaringan sistem tiga kawat. erarti beban tiga pasa sambungan bintang tersebut tidak menggunakan nol [sambungan bintang tanpa nol]. Data Voltmer: kepekaan 20 kiloohm pervolt, atas Ukur 500 Volt; Dengan menggunakan persamaan yang sudah ada [V = s. U; s = kepekaan; U = batas ukur] didapat resistansi Voltmeter sebesar: atau V = Ohm atau 10 MegaOhm. Impedansi Volmeter ZV = 10 M / 0 0 Ohm. Impedansi resistor sudah diketahui: Z = 100 / 0 0 Ohm. Impedansi kapasitor sudah diketahui Z = 100 / 90 0 Ohm. 1. Diagram rangkaiannya. Kapasitor Voltmeter O esistor Gambar 6.6. angkaian penguji urutan pasa menggunakan Voltmeter ac U 2.VL. 2. egangan jaringan yang diketahui: egangan pasa beban belum diketahui. V = 220 / 0 0 Volt. [sebagai refrensi]. 3. Impedansi masing masing: Z V = 10 M / 0 0 Ohm. Z = 100 / 0 0 Ohm. Z = 100 / 90 0 Ohm. Karena tegangan pasa belum diketahui dan beban dalam keadaan tidak seimbang, maka untuk mencari arus pasa tidak dapat langsung menggunakan Hukum Ohm yakni: I P1 = V P1 /Z P1. etapi perlu pertolongan konversi rangkaian π, untuk merubah sambungan bintang ke sambungan segitiga. Proses yang disebut konversi Y Δ ini adalah proses mencari Impedansi pengganti dari sambungan bintang menjadi sambungan segitiga, untuk mencari nilai arus pasa beban. Persamaan yang digunakan sama dengan persamaan konversi rangkaian π tandanya diganti dengan Y Δ dan resistansi () diganti impedansi (Z). sehingga persamaannya dapat ditulis menjadi: Z Δ = Z Y1.Z Y2 + Z Y2. Z Y3 + Z Y3. Z Y1 Z Ydp (5.10) a. Mencari impedansi pasa sambungan segitiga: Persamaan pengganti Y menjadi Δ didapat: Z = Z O Z O Z = Z O

5 angkaian Listrik Kompetensi: rampil menganalisis urutan pase tegangan Listrik ac tiga pasa. 5 dari 6 Didapatkan: 100 / M / M / / / / / M / M / / / / ,33 / 45 0 Ohm. 100 / 0 0 Dengan cara yang sama, didapat: dan Z = Z = / / 90 0 Z = ,33 / 45 0 Ohm / 45 0 Z = 141, / 45 0 Ohm. 10 M / 0 0 Gambar diagram rangkaian dan datanya berubah menjadi: 4. Diagram rangkaian yang baru (Δ): 5. Impedansi yang baru (Δ): O3 Z = Z = 141, / 45 0 Ohm. Z = Z = ,33 / 45 0 Ohm. Z = Z = ,33 /45 0 Ohm. 6. egangan pasa/jaringan (Δ): V = 220 / 0 0 Volt. [sbg refrensi]. V = 220 / Volt. V = 220 / Volt. O1 I P O2 Gambar 6.9. b. Mencari arus pasa sambungan segitiga: rus pasa dalam sambungan segitiga [Hukum Ohm untuk ac]: I PΔ = V L /Z PΔ (5.11) I Z = 220 / 0 0 / 141, / 45 0 I Z = 1,6 / 45 0 mper. I Z = 220 / / ,33 / 45 0 I Z = / mper. I Z = 220 / / ,33 / 45 0 I Z = / mper. c. Mencari arus jaringan sambungan segitiga: rus Jaringan dalam sambungan segitiga [Hukum Kirchhoff rus. Lihat gambar 6.9.]: I = I O1 I O3 (4.23) rus Jaringan pertama (I ): I = I I I = / ,6 / 45 0 = (os j in ) 1,6 (os j in 45 0 ) = ( 0,97 + j 0,26) 1,6 (0,71 j 0,71) = ( j ) (1,1 + j 1,1) = ( 1,1 j 1,1) mper. I = 1,6 / mper rus Jaringan kedua (I ): I = I I I = / / = (os j in ) (os j in ) = ( 0,97 j 0,26) ( 0,97 + j 0,26)

6 angkaian Listrik Kompetensi: rampil menganalisis urutan pase tegangan Listrik ac tiga pasa. 6 dari 6 = ( j ) ( j ) = (0 j ) mper. I = / mper rus Jaringan ketiga (I ): I = I I I = 1,6 / / = 1,6 (os j in 45 0 ) (os j in ) = 1,6 (0,71 j 0,71) (0,26 j 0,97) = (1,1 j 1,1) ( j ) = (1,1 j 1,1) mper. I = 1,6 / 45 0 mper d. Kembali ke sambungan bintang setelah memperoleh arus jaringan, juga mendapatkan arus pasa beban [cermati gambar 6.8.]: I = 1,6 / mper I 0 = 1,6 / mper I = / mper I 0 = / mper I = 1,6 / 45 0 mper I 0 = 1,6 / 45 0 mper e. Mencari tegangan pasa menggunakan Hukum Ohm ac: V P = I P. Z P. (5.12) egangan pada pasa pertama (V 0 ): V 0 = I 0. Z 0. V 0 = 1,6 / / 90 0 V 0 = 160 / Volt V 0 = 160 / 45 0 Volt. egangan pada pasa kedua (V 0 ): V 0 = I 0. Z 0. V 0 = / M / 0 0 egangan pada pasa ketiga (V 0 ): V 0 = I 0. Z 0. V 0 = 80 / Volt V O = 80 / 90 0 Volt. V 0 = 1,6 / / 0 0 V 0 = 160 / 45 0 Volt V 0 = 160 / Volt. f. Mencari daya pasa menggunakan persamaan daya ac: P P = V P I P os φ P. (5.12) Daya pada pasa pertama (V 0 ): P = V 0 I 0 os φ 0. P = ,6 os 90 0 P = P = 0 Watt. egangan pada pasa kedua (V 0 ): P = V0 I P os φ P = os 0 P = P = 0, Watt. egangan pada pasa ketiga (V 0 ): P = V 0 I 0 os φ 0. P = ,6 os 0 0 P = P = 256 Watt. ila mau dicari daya total, menggunakan persamaan: P ot = P + P + P. P ot = 0 + 0, P ot = 256 Watt. ila akan digambar diagram pasornya, maka besar dan posisi tegangan serta arus adalah: 1. esar dan posisi tegangan: V = 220 / 0 0 Volt [sebagai refrensi]. V 0 = 160 / 45 0 Volt V 0 = 80 / 90 0 Volt V 0 = 160 / Volt 2. esar dan posisi arus [jaringan dan pasa sama]: I = I O = 1,6 / mper. I = I O = / mper. I = I O = 1,6 / 45 0 mper.