Konsep Dasar. Arus Bolak Balik (AC)

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "Konsep Dasar. Arus Bolak Balik (AC)"

Hengki Muljana
6 tahun lalu
Tontonan:

1 Konsep Dasar Arus Bolak Balik (A)

4 frekwensi f PN Hz 10 dimana : P = jumlah kutub magnit. N = putaran rotor permenit F = jumlah lengkap putaran perdetik.m.f (eletro motor force). 4, 44K K f Volt D dimana : Kc = jarak antar kumparan atau pitch factor. Kd = faktor distribusi. Ф = fluks per kutub [weber] f = frekwensi.

5 ω = πf e = m sin θ e = m sin ωθ e = m sin πft e = m sin ωt

6 Nilai sesaat (nstantaneous value). didifinisikan sebagai harga sesaat ketika berputar dimana nilai pada lokasi tertentu, untuk membedakan dengan notasi tegangan dan arus nilai sesaat dinotasikan sebagai e dan i (huruf kecil). Nilai Puncak (peak value). disebub juga nilai maximum baik Positip (+) maupun negatip ( ) baik untuk tegangan maupun arus dan disebut juga sebagai nilai makismum. Nilai rata-rata (average value). Nilai rata rata yang dihitung secara arithmetical satu cycle. nilai rata rata arus dan tegangan bolak balik yang berbentuk gelombang sinusoidal adalah : av = 0,637 m dan av = 0,637 m ( 0,637 =/ π ). Nilai efektip, (effectiv value) eff m untuk tegangan sama : V eff V m

7 1.FKUNS SSTM. Frekuensi system PN adalah 50 HZ, artinya : Dalam waktu 1 detik menghasilkan 50 gelombang 1 gelombang membutuhkan waktu 1/50 detik Apabila frekuensi besarnya f Hz, maka : Dalam waktu 1 detik menghasilkan f gelombang 1 gelombang membutuhkan waktu 1/f detik. Untuk mencapai 1 waktu T detik. Jadi : gelombang penuh (perioda penuh) dibutuhkan 1 T = f

8 ω = π T = π 1 = π f f ω = π f

9 Tahanan didalam rangkaian arus A e = m. sinωt. i i i sin m t m e m sin sin 1 m t t

11 Tahanan induktif i = M.sin ωt atau i=m.sinπft e = m.sin ωt Φ =.i maka Φ =. M.sin ωt dimana Φ = Φm.sin V (teori caracara membangkitkan tegangan berbentuk gelombang sinus) Garis gaya elektromagnit (N) akan berubah ubah menurut garis sinus dengan harga puncak N=. M

13 sebagaimana diketahui, bahwa besarnya tegangan induksi e ditetapkan dengan rumus : jadi : d dt 8 e 10 e d Volt..sint M 10 dt 8 Volt e d M. sin t 10 dt 8 Volt Besarnya tegangan arus bolak balik dari generator adalah : e = m.sinωt.

14 M.sin( t 90 ) e i m m 0 t 90º diketahui : m dan m dibagi akan menjadi harga efektif dan m maka :

15 Gambar phasor/vector Tahanan induktif jx 0 -j

16 X dimana : = harga efektif dari kuat arus yang mengalir pada gulungan induksi. = harga efektif dari tegangan sumber yng dihubungkan kepada gulungan induksi. = koefisien induksi diri dari gulungan diukur dalam satuan Henry. ω = frekwensi putar generator yang diukur dalam satuan rad/detik.

17 eaktansi kapasitip ( Tahanan Kapasitip ) X Q = i.t atau i = Q/t. dq = i. Dt i = dq/dt. Karena Q = c.e, maka rumusnya berubah menjadi i c d c. e dt e = m.sin ωt i c d c. m dt.sin t i c d m.sin dt t

20 maka : i c.. cos m. e i m m 0 t 90º

21 Gambar vector/phasor tegangan dan arus pada kapasitor j M 0 -jx

22 maka harga efektifnya adalah : c 1 X c X c 1 1 f dimana : c = harga efektif dari kuat arus yang mengalir pada kapasitor. = harga efektif dari tegangan sumber yng dihubungkan kepada kapasitor. = capasitas capasitor yang diukur dalam satuan Farad. ω = frekwensi putar generator yang diukur dalam satuan rad/detik

23 Hubungan deret induktor dengan tahanan j j φ φ

24 Maka : j jx dan Tahanan jumlah jx Z s jx

25 X tg Z X s s s Z Z X l Sesuai dengan hukum OHM maka

26 X l Dan gambar diagram vektornya menjadi Z S jx j φ φ j

27 Hubungan deret kkapasitor dan Tahanan 0 φ -jx j

28 jx j dan diketahui : jadi : Z maka X jx Z atau jx Z S S S 1 : 1

29 -jx Z S φ 1 Z X Z X Z S S S 1 atau X Z S Sehingga :

30 Hubungan deret Kapasitor dan nduktor j jx j 0 jx 0 j jx

31 maka j jx jx X X j jx jx jx j dan jx j 1 1 : 1 diketahui :

32 Terjadinya resonansi apabila : X f X

33 Hubungan antara tahanan, induktif dan pasitor 1 : 1 : 1 Z Maka Z adalah impedansi Modulusnya j Z X X j Z S S S S

34 Daya listrik arus bolak balik e=m.sinωt i = m. sinωt P (W) = e x i P (W) = m. sinωt x m. Sinωt P (W) = m. m. sinωt

35 diketahui : cos =1 sin t W P W P m m M m cos 1 cos. 1 cos sin.

36 b d w=e.i A W m B e 0 a i c e m m m. m T W=.

37 ) ( : ) ( : : joule t A listrik usaha sedangkan Watt P W maka dan dengan sama B m m m m 0 A B e i m. m t T W=.

38 Kuat arus dan daya semu listrik w=e.i e 0 90º i B D m m m. m T i = m. Sin ωt. e = m. sin (ωt+90º) e = m. os ωt e.i.t = w (P) (joule) P = i x e = m.sin ωt x m.cos ωt. = ½ m.m sin ωt

39 Dengan demikian rumus diatas menandakam bahwa garis lengkung w (P) berupa garis sinus dengan harga puncak :.. m m dengan frequensi putar = ωt Karena sumbu nol dari garis lengkung w (P) terletak tepat pada sumbu waktu t, hal mana memberikan kesimpulan bahwa besarnya usaha dibagian positif sama besarnya dengan bagian negatif, atau dapat dikatakan bahwa kuat arus tukar itu tidak membangkitkan tenaga yang nyata dan juga tidak melakukan usaha yang nyata. Dengan memperhatikan gambar diatas bahwa pada ¼ masa yang pertama yaitu t = B maka generator mengeluarkan tenaga sebesar : x (dalam satuan watt). Dan melakukan usaha : T 4 ( dalam satuan joule)

40 untuk ¼ masa berikutnya yaitu t = B sampai t = maka generator diberi tenaga x watt dan menerima usaha sebesar T 4 ( joule dari luar) Penjelasan diatas juga berlaku, bila tegangan e mengikuti 90º dibelakang kuat arus i, karena itu dapat diambil suatu kesimpulan :

41 1.Arus bolak balik yang mendahului atau mengikuti tegangan bola balik sebesar 90º, dinamakan kuat arus nol atau kuar arus buta disingkat dengan b..hasil perkalian dari kuat arus buta b dengan tegangan dinamakan, tenaga buta yang diukur dengan watt buta atau Volt Amper (VA). Jadi : wb (P) = b x, dan usaha yang dilakukan oleh aliran buta adalah nol (0).

42 Daya Aktif atau daya nyata (Watt) Untuk tenaga listrik nyata (wujud) yang dikeluarkan oleh arus bola balik yang mempunyai fasa φº dengan tegangan bolak balik yaitu : Tenaga Watt (W) = x x cos φ. Dalam jumlah usaha nyata/wujud yang dilakukan oleh arus dan tegangan bolak balik dengan fasa φº yaitu sebesar : A = x x t x cos φ dalam satuan joule factor). os φ (dibaca cosinus phi) dinamakan factor kerja (Power

43 Daya eaktif. (VA). Adalah daya yang secara electrik bisa diukur, Secara vektor merupakan penjumlahan dari vektor dari perkalian x dimana arus mengalir pada komponen resistor sehingga arah vektornya searah dengan tegangan (referensinya), dan vektor yang arah 90º terhadap tegangan, tergantung pada beban seperti induktif atau capasitif. Biayanya daya yang searah dengan tegangan disebut dengan daya aktif sedangakan yang lain disebut dengan daya reaktif. Untuk tenaga listrik reaktif yang dikeluarkan oleh arus bola balik yang mempunyai fasa φº dengan tegangan bolak balik yaitu : Tenaga reaktif (VA) = x x sinφ.

44 Segi tiga daya Dari hal tsb diatas maka daya listrik digambarkan sebagai segitiga siku, yang secara vektoris adalah penjumlahan daya aktif dan reaktif dan sebagai resultantenya adalah daya semu atau daya buta. va var φº watt

45 1.ugi rugi listrik. Semua komponen listrik mengandung material yang mempunyai tahanan baik material konduktor, isolator maupun semi konduktor. Pada volume yang kecil hambatannya kecil, jika volumenya besar maka hambatannya menjadi besar sehingga dapat merugikan, hal ini sering disebut dengan rugi teknik (losses). 1.ugi tahanan murni..rugi dielektrik (media isolasi) kerugian ini selalu berbubungan dengan besarnya arus karena beban, jadi semakin besar arus kerugian juga meningkat bahkan temperatur yang mempengaruhi nilai tahanan dan berkaitan langsung dengan kerugian pula. ugi pada pengahantar Z=+(X X ) Drop tegangan pada konduktor Δ = x Z (Volt) ugi daya = Δ x (watt) = x Z (watt)

46 ugi pada Trafo Z = + ( X X ) ugi daya = Δ x (watt) = x Z (watt) Disebut rugi tembaga (cu), dan juga sebagai rugi beban kosong. ugi pada media. Disebabkan media isolasi yang tidak baik sehingga arus bocor mengalir dan merupakan sebagai rugi rugi listrik, perhitungan sama arus yang mengalir dikalikan besarnya tahanan dari media tsb.

47 Tabel.1. Macam-macam Besaran istrik Besaran listrik Satuan Alat ukur Arus Amper Ampere meter Tegangan Volt Volt meter Tahanan Ohm Ohm meter Daya semu VA Daya aktif Watt Watt meter Daya reaktif VA VA meter nergi aktif Wh KWh meter nergi reaktif VAh KVAh meter Faktor daya - os φ meter Frekuensi Hz Frekuensi meter

48 Besaran istrik Satuan Dasar Arus A ma ka Tegangan V mvolt kv Tahanan Ω µω mω kω MΩ GΩ nduktansi H μh mh Kapasitansi F nf pf µf Daya semu VA kva MVA Daya aktif Watt KW MW GW Daya reaktif VA kva MVA nergi aktif Wh kwh MWh GWh nergi reaktif VAh kvah MVA h Faktor daya - Tidak mempunyai satuan. Frekuensi Hz khz MHz

dokumen-dokumen yang mirip

PT PLN (PERSERO) PENYALURAN DAN PUSAT PENGATUR BEBAN JAWA BALI

PT PLN (PERSERO) PENYALURAN DAN PUSAT PENGATUR BEBAN JAWA BALI PT. PLN (Persero) P3B TO TO DASA LSTK PT PLN (PSO) PNYALUAN DAN PUSAT PNGATU BBAN JAWA BAL DAFTA S PNGNALAN AUS SAAH. 3. Generator arus searah. 3. Batere atau Accumulator. 3.3 Arus Listrik 4.4 Kuat Arus