Bab 3 Prinsip Pengukuran Besaran Listrik www.themegallery.com LOGO
www.themegallery.com LOGO Materi Bab 3 1 Pengukuran Arus dan Tegangan 2 Pengukuran Daya dan Faktor Daya 3 Pengukuran Energi Listrik 4 5 6 Pengukuran Frekuensi Pengukuran Induktansi dan Kapasitansi Pengukuran Jarak Jauh
ARUS LISTRIK 1. Arus Listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir pada suatu rangkaian listrik tertutup tiap satu-satuan waktu. I = Q/t Dengan: I = Kuat arus listrik (Ampere); Q = Jumlah muatan listrik (Coulomb); t = waktu (sekon) Satuan Ampere digunakan untuk menghormati fisikawan yang menemukan konsep arus listrik yang bernama Andre Marie Ampere 2. Penyebab timbulnya arus listrik Karena perbedaan potensial. 3. Arah arus listrik berlawanan dengan arah aliran elektron - Arus listrik mengalir dari kutub (+) ke kutub (-) - Elektron mengalir dari kutub (-) ke kutub (+) 4. Rapat arus listrik (J) adalah kuat arus listrik yang mengalir tiap luas penampang J = I/A
ALAT UKUR LISTRIK ALAT UKUR LISTRIK AMPEREMETER VOLTMETER MULTIMETER Amperemeter = alat ukur kuat arus listrik Voltmeter = alat ukur beda tegangan listrik Amperemeter dan voltmeter tersusun atas galvanometer dan hambatan shunt Multimeter merupakan alat ukur listrik yang dapat mengukur nilai kuat arus, beda potensial, dan hambatan listrik
AMPEREMETER Amperemeter dipasang seri pada rangkaian listrik Oooo ternyata amperemeter itu terdiri dari galvanometer/basicmeter yang sebetulnya sudah mampu mengukur adanya arus listrik tetapi dalam skala kecil Lalu, bagaimana caranya memperbesar batas ukur pada amperemeter???? Mau tau caranya??? Ikut in aku
Memperbesar batas ukur pada Amperemeter Memperbesar batas ukur pada amperemeter dapat dilakukan dengan cara memasang shunt pada amperemeter/basicmeter. Jika kita ingin menaikkan batas ukur amperemeter menjadi n kali, maka hambatan shunt yang mesti dipasang adalah: R n R A atau ada pula yang menyebut sh sh 1 1 R n R G Dengan n adalah pelipatan batas ukur n I I A atau ada pula yang menyebut n I I G
www.themegallery.com
www.themegallery.com LOGO Contoh : Suatu ampermeter dengan hambatan dalam 2000 ohm dan arus simpangan penuh 50 ua, maka akan dishunt seperti pada Gambar di bawah dengan ring variasi arus: 5 ma; 50 ma; dan 500 ma. Berapakah besarnya Nilai Rp pada masing-masing ring tersebut?
www.themegallery.com
VOLTMETER Voltmeter dipasang secara paralel pada rangkaian listrik Bagaimana yaaa caranya memperbesar batas ukur voltmeter???
Memperbesar batas ukur pada Voltmeter Memperbesar batas ukur pada voltmeter dapat dilakukan dengan cara memasang shunt pada voltmeter tersebut/basicmeter. Jika kita ingin menaikkan batas ukur voltmeter menjadi n kali, maka hambatan shunt yang mesti dipasang adalah: sh R n 1 R V atau ada pula yang menyebut R n 1 d R V Dengan n adalah pelipatan batas ukur n V V V atau ada pula yang menyebut n V V G
www.themegallery.com
Membaca Skala pada Alat Ukur Listrik Nilai Skala ditunjuk Ukur Skala Maks Batas Ukur
Membaca Skala pada Multimeter Nilai Ukur Skala ditunjuk Skala Maks Batas Ukur Perhatikan tombol pemilih. Tombol pemilih menyatakan besaran listrik yang mau diukur. Karena tombol pemilih menunjukkan pengukuran hambatan maka gunakan skala pada pengukuran hambatan pula. Nilai Nilai Nilai Nilai Nilai Ukur Ukur Ukur Ukur Ukur 4 1k 10 4 1k 10 0,4 1k 0,4k 0,4 1000 400
ALAT UKUR DAYA-FAKTOR KERJA- FREKUENSI PENGUKURAN BESARAN ELEKTRIK LOGO
Contoh Soal : 1 Pengukuran daya disusun seperti gambar dibawah ini. Jika hasil perhitungan Daya sebesar 5 Watt, Tegangan terukur di voltmeter sebesar 60 Volt. Berapa arus yang terukur pada Ampermeter yang mempunyai hambatan dalam 100 Ohm. (0,5A)
Contoh Soal : 2 Pengukuran daya disusun seperti gambar dibawah ini. Jika hasil perhitungan Daya sebesar 138,75 Watt, Arus terukur di ampermeter sebesar 2A. Berapa tegangan yang terukur pada voltmeter yang mempunyai hambatan dalam 500 Ohm. (0,5A)
Contoh Kasus: Pengukuran daya dengan 3 buah voltmeter seperti gambar diatas, menunjukkan pada voltmeter ke-1 sebesar 20V, voltmeter ke-2 sebesar 35V, dan voltmeter ke-3 sebesar 50V. Jika hasil perhitungan diperoleh daya sebesar 17,5 Watt berapa besarnya hambatan yang terpasang dalam rangkaian tersebut. (25ohm)
CONTOH KASUS : Pengukuran daya dengan 3 buah ampermeter seperti gambar diatas, menunjukkan pada ampermeter ke-1 sebesar 7A, ampermeter ke-3 sebesar 1A, Jika hasil perhitungan diperoleh daya sebesar 138 Watt dengan besarnya hambatan yang terpasang pada rangkaian sebesar 12 Ohm. Berapa besarnya arus yang terbaca pada ampermeter ke-2.
Pengukuran Faktor Daya LOGO
Pendahuluan Apa itu daya? Secara umum, pengertian daya adalah energi yang dikeluarkan untuk melakukan usaha. Dalam sistem tenaga listrik, daya merupakan jumlah energi listrik yang digunakan untuk melakukan usaha. Daya listrik secara umum didefinisikan dalam satuan Watt. P = V.I
Seperti kita tahu, pada listrik, daya bisa diperoleh dari perkalian antara tegangan dan arus yang mengalir. Pada kasus sistem AC dimana tegangan dan arus berbentuk sinusoidal, perkalian antara keduanya akan menghasilkan daya tampak (apparent power), satuan voltampere (VA)) yang memiliki dua buah bagian.
Bagian pertama adalah daya yang termanfaatkan oleh beban, bisa menjadi gerakan pada motor, bisa menjadi panas pada elemen pemanas, dsb; daya yang termanfaatkan ini sering disebut sebagai daya aktif (real power) memiliki satuan watt (W) yang mengalir dari sisi sumber ke sisi beban. Bagian kedua adalah daya yang tidak termanfaatkan oleh beban, namun hanya ada di jaringan/sirkuit, daya ini sering disebut dengan daya reaktif (reactive power) memiliki satuan volt-ampere-reactive (VAR).
Analogi Daya
Segitiga Daya
Daya tampak (S) terdiri dari daya aktif (P) dan daya reaktif (Q). Antara S dan P dipisahkan oleh sudut, yang merupakan sudut yang sama dengan sudut antara tegangan dan arus yang telah disebutkan di awal. Rasio antara P dengan S tidak lain adalah nilai cosinus dari sudut. Apabila kita berusaha untuk membuat sudut semakin kecil maka S akan semakin mendekat ke P artinya besarnya P akan mendekati besarnya S. Pada kasus ekstrim dimana: φ = 0 artinya semua daya tampak yang diberikan sumber dapat kita manfaatkan sebagai daya aktif, sebaliknya, artinya semua daya tampak yang diberikan sumber tidak dapat kita manfaatkan dan menjadi daya reaktif di jaringan saja
Segitiga Daya
Definisi Faktor Daya Faktor Daya atau Power Factor (PF) atau cos phi, dapat didefinisikan sebagai: 1. Cosinus sudut fasa antara tegangan dan arus; 2. Perbandingan daya aktif (real power) ke beban terhadap daya tampak (apparent power) pada sirkuit.
Faktor daya biasanya dinyatakan dalam keadaan lagging atau leading untuk menunjukkan tanda-tanda perbedaan sudut fasa, yang menujukkan sifat dari beban. Beban kapasitif ditunjukkan dengan faktor daya leading, yang artinya arus mendahului tegangan. Beban induktif ditunjukan dengan faktor daya lagging, yang artinya arus tertinggal dari tegangan.
Pengukuran Faktor Daya Pengukuran faktor daya biasanya menyangkut penentuan sudut fasa. Pada dasarnya instrumen ini bekerja berdasarkan prinsip elektrodinamometer, dimana elemen yang berputar terdiri dari dua kumparan yang dipasang pada poros yang sama tetapi tegak lurus satu sama lain. Kumparan putar berputar di dalam medan maknetik yang dihasilkan oleh kumparan medan yang membawa arus jala-jala. Ini ditunjukkan dalam kerja alat ukur faktor daya.
Konstruksi Alat Ukur Faktor Daya Satu Fasa Berbentuk sebagai alat ukur faktor daya kumparan bersilang (crossed-coil power faktor meter) seperti terlihat pada gambar. Instrumen ini mempunyai sebuah coil diam, yang terdiri dari F1 dan F2. Dengan dihubungkan seri dengan line supply maka akan dialiri arus. Jelaslah bahwa medan yang merata akan dihasilkan oleh F1 dan F2, yang sebanding dengan arus line. Pada medan ini diletakkan moving coil C1 dan C2 yang dipasang pada tangkai atau spindle yang sama. Kedua moving coil ini adalah coil tegangan C1 yang mempunyai tahanan seri R, sedangkan coil C2 mempunyai induktansi L. Harga R dan L seperti halnya lilitan C1 dan C2, diatur sedemikian hingga ampereturn pada C1 dan C2 sama besar. Arus I1 sefasa dengan tegangan supply V, sedangkan I2 lagging (tertinggal) 90 (atau mendekati 90 ) dibelakang V.
Gambarnya
Prinsip Kerja Alat Ukur PF Satu Fasa Dianggap bahwa power factor sama dengan satu, yaitu I (arus) sefasa dengan V (tegangan). Kemudian I1 dibuat sefasa dengan I sedangkan I2 lagging 90 terhadap I. Akibatnya timbul sebuah kopel yang bekerja pada C1, menimbulkan gaya gerak mengarah bidang tegak lurus terhadap sumbu magnit kumparan F1 dan F2. Secara bersamaan dengan posisi penunjuk pada p.f sama dengan 1. Sedangkan pada C2 tidak ada kopel. Sekarang anggap bahwa PF = 0, yaitu I berbeda fasa 90 terhadap V. Dalam hal ini I2 dibuat sefasa dengan I sedangkan I1 berbeda fasa 90 dengan I. Akibatnya, tidak ada kopel pada C1 tetapi akan timbul kopel pada C2 sehingga bidangnya tegak lurus terhadap sumbu megnetis F1 dan F2 yang membuat jarum penunjuk skala mengarah ke skala 0. Pada harga p.f pertengahan, simpangan penunjuk akan bersesuaian dengan simpangan sudut PF, yaitu F, atau cos F. Jika instrumen ini dikalibrasi langsung menunjukkan besarnya PF.
Gambar Alat ukur PF
Add your company slogan www.themegallery.com LOGO