BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN. Diketahui : Ditanya : m Al : 200g : 0,2kg Q :... (Joule) c Al

dokumen-dokumen yang mirip
BAB IV PENGUJIAN DAPUR BUSUR LISTRIK

PERANCANGAN DAPUR BUSUR LISTRIK SKALA LABORATORIUM DENGAN DAYA MAKSIMAL 6,6 KW DAN KAPASITAS TUNGKU PELEBURAN MAKSIMAL 200 GRAM

BAB III METODE PROSES PEMBUATAN

TUGAS AKHIR PERANCANGAN DAPUR BUSUR LISTRIK SKALA LABORATORIUM DENGAN DAYA MAKSIMAL 6,6 KW DAN KAPASITAS TUNGKU PELEBURAN MAKSIMAL 200 GRAM

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB II KAJIAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI

Contoh soal dan pembahasan ulangan harian energi dan daya listrik, fisika SMA kelas X semester 2. Perhatikan dan pelajari contoh-contoh berikut!

Evaluasi Belajar Tahap Akhir F I S I K A Tahun 2005

Induksi Elektromagnetik

3. Memahami konsep kelistrikan dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari

SMP kelas 9 - FISIKA BAB 3. KEMAGNETAN DAN INDUKSI ELEKTROMAGNETLatihan Soal 3.2

TRAFO. Induksi Timbal Balik

SMP kelas 9 - FISIKA BAB 2. RANGKAIAN LISTRIK DAN SUMBER ENERGI LISTRIKLatihan Soal coulomb. 50 coulomb. 180 coulomb.

BAB III METODOLOGI PERANCANGAN DAN PABRIKASI

ANALISA PERANCANGAN KELISTRIKAN PADA MESIN SPOT WELDING STASIONER

LEMBAR DISKUSI SISWA MATER : INDUKSI ELEKTROMAGNETIK IPA TERPADU KELAS 9 SEMESTER 2

INDUKSI ELEKTROMAGNETIK

Kata kunci :Dapur busur listrik,tungku peleburan,peleburan aluminium.

Teknologi Rekayasa Limbah Transformator Las Listrik

LISTRIK DINAMIS B A B B A B

BAB V PEMBAHASAN Analisis Faktor. Faktor-faktor dominan adalah faktor-faktor yang diduga berpengaruh

1. Dalam suatu ruang terdapat dua buah benda bermuatan listrik yang sama besar seperti ditunjukkan pada gambar...

1. Menerapkan konsep kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi

Listrik dinamis( pilih satu jawaban yang tepat)

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS

BAB III METODOLOGI. Genset 1100 watt berbahan bakar gas antara lain. 2 perangkat berbeda yaitu engine dan generator atau altenator.

Induksi Elektromagnetik

BAB II KAJIAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI

BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT. perancangan pembuatan simulasi listrik, Pada perancangan sistem simulasi ini di

Rangkaian Listrik. 4. Ebtanas Kuat arus yang ditunjukkan amperemeter mendekati.. a. 3,5 ma b. 35 ma c. 3,5 A d. 35 A e. 45 A

TRANSFORMATOR. Program Pendidikan Fisika Sekolah Tinggi Keguruan dan Ilmu Pendidikan Surya, Tangerang 2014

FISIKA. Sesi RANGKAIAN ARUS SEARAH A. ARUS LISTRIK

LEMBAR KERJA SISWA (LKS) /TUGAS TERSTRUKTUR - - INDUKSI ELEKTROMAGNET - INDUKSI FARADAY DAN ARUS

BAB IV HASIL PERANCANGAN DAN PABRIKASI

LISTRIK DINAMIS Listrik mengalir

PAKET III SOAL PENGAYAAN UJIAN NASIONAL SMP/MTs MATA PELAJARAN IPA - FISIKA TAHUN 2014/2015

Percobaan L-2 Hukum Joule Uraian singkat : Dasar teori:

Bab 3. Teknik Tenaga Listrik

PRINSIP KERJA ALAT UKUR PRAKTIKUM FISIKA DASAR II

BAB 4 HASL DAN PEMBAHASAN

Membuat Las Titik Dan Busur

BAB III METODE PENELITIAN. makanan menggunakan termoelektrik peltier TEC sebagai berikut :

Gambar 11 Sistem kalibrasi dengan satu sensor.

MAKALAH INDUKTANSI DAN TRANSFORMATOR

Laporan Praktikum Fisika Transformator. Disusun Oleh : 1 Bindra Jati. (02) 2 Dwi Puspita A. (07) 3 Lida Puspita N. (13) 4 Mutiara Salsabella.

Bab. Listrik Dinamis. Hasil yang harus Anda capai: menerapkan konsep kelistrikan dalam berbagai penyelesaian masalah dan berbagai produk teknologi.

4.1. Menghitung Kapasitas Silinder

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

BAB IV METODE PENGUJIAN CIGARETTE SMOKE FILTER

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS

Pendalaman materi prediksi Ujian Nasional SMP 62 Jakarta - SW Page 1

BAB III METODE PENELITIAN

Latihan Soal dan Quiz II

RANGKUMAN MATERI LISTRIK DINAMIS

III. METODE PENELITIAN. IImu Pengetahuan Alam Universitas Lampung pada bulan Maret 2015 sampai

CONTOH SOAL TEORI KEJURUAN KOMPETENSI KEAHLIAN : TEKNIK INSTALASI TENAGA LISTRIK

BAB II L I S T R I K. Muatan ada 3 : 1. Proton : muatan positif. 2. Neutron : muatan netral 3. Elektron : muatan negative

BAB III PERANCANGAN SISTEM

SMP kelas 9 - FISIKA BAB 3. KEMAGNETAN DAN INDUKSI ELEKTROMAGNETLATIHAN SOAL BAB 3

III. METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian ini akan dilakukan di bawah konduktor Gardu Induk Teluk Betung

BAB I PENDAHULUAN C = (1) Panas jenis adalah kapasitas panas bahan tiap satuan massanya, yaitu : c = (2)

HUKUM JOULE. Waktu yang diperlukan untuk menaikan temperatur Tabel 1. Data Hasil Pengamatan

DAFTAR ISI DAFTAR ISI

Purna Septiaji Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, Yogyakarta, 55183, Indonesia

PRINSIP KERJA ALAT UKUR

BAB II LANDASAN TEORI

Antiremed Kelas 10 FISIKA

Elektromagnetika. By : Mohamad Ramdhani

Lembar Kerja Peserta Didik 1 Alat Ukur Listrik dan Rangkaian Sederhana

BAB LISTRIK DINAMIS I. SOAL PILIHAN GANDA

BAB IV PERANCANGAN DAN ANALISA UPS

Please purchase PDFcamp Printer on to remove this watermark.

BAB III METODOLOGI Diagram Alir Tugas Akhir. Diagram alir Tugas Akhir Rancang Bangun Tungku Peleburan Alumunium. Skala Laboratorium.

BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR

Fisika II / II Page 1

KARTU SOAL BENTUK PILIHAN GANDA

BAB III METODOLOGI. Genset 1100 watt berbahan bakar gas antara lain. 2 perangkat berbeda yaitu engine dan generator atau altenator.

BAB II Listrik Dinamis

BAB III METODE PENELITIAN. Penelitian hampir seluruhnya dilakukan di laboratorium Gedung Fisika Material

BAB III PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA PENELITIAN

BAB III PERANCANGAN ALAT

ALAT UKUR BESARAN LISTRIK. Jenis dan Prinsip Kerjanya

SMP kelas 9 - FISIKA BAB 2. RANGKAIAN LISTRIK DAN SUMBER ENERGI LISTRIKLatihan Soal A; 1,5 A; 3 A

Fisika EBTANAS Tahun 1993

c = b - 2x = ,75 = 7,5 mm A = luas penampang v-belt A = b c t = 82 mm 2 = 0, m 2

BAB III PERANCANGAN SISTEM. menggunakan mesin stirling. Mesin stirling yang digunakan merupakan

Listrik Dinamis FIS 1 A. PENDAHULUAN. ρ = ρ o (1 + αδt) B. HUKUM OHM C. NILAI TAHANAN RESISTOR LISTRIK DINAMIS. materi78.co.nr. c.

ULANGAN MID SEMESTER GENAP. Mata Pelajaran : Ketrampilan Elektronika : VII (Tujuh) Hari/tanggal : Waktu :

BAB I LAS BUSUR LISTRIK

BAB III METODE PENELITIAN. A. Tahapan Penelitian

BAB VIII LISTRIK DINAMIS

EXHAUST SYSTEM GENERATOR: KNALPOT PENGHASIL LISTRIK DENGAN PRINSIP TERMOELEKTRIK

Fahmi Wirawan NRP Dosen Pembimbing Prof. Dr. Ir. H. Djoko Sungkono K, M. Eng. Sc

BAB III. METODE PENELITIAN

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB III METODOLOGI Diagram Alir Tugas Akhir. Diagram alir Tugas Akhir Rancang Bangun Tungku Pengecoran Alumunium. Skala Laboratorium.

Listrik Dinamis 1 ARUS LISTRIK

BAB III LANDASAN TEORI

Jika massa jenis benda yang tercelup tersebut kg/m³, maka massanya adalah... A. 237 gram B. 395 gram C. 632 gram D.

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

Transkripsi:

28 BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN 4.1. Menghitung Energi Yang Dibutuhkan Saat Peleburan Pada perancangan dapur listrik ini dibutuhkan energi agar dapat meleburkan 200 gram aluminium. Untuk dapat mengetahui energi yang dibutuhkan dapat menggunakan persamaan (2.12) sebagai berikut : m Al : 200g : 0,2kg Q :... (Joule) c Al : 900 J/Kg C T1 : 30 C T2 : 850 C Q = m Al. c Al. (T2-T1). 4,17 Q = 0,2 Kg. 900 J/Kg C. (850 C - 30 C). 4,17 Q = 615492 Joule 4.2. Menghitung Daya Listrik Yang Dibutuhkan Untuk mengetahui daya listrik yang dibutuhkan mesin dapur busur listrik untuk meleburkan 200 gram aluminium dengan energi kalor sebesar 615492 joule dan waktu peleburan yang diinginkan adalah 150 detik dapat menggunakan persamaan (2.11). Q : 615492 Joule P :... (Watt) t : 150 detik

29 Q = V.I.t Q = P.t P = Q t 615492 Joule P = 150 s P = 4103,28 Watt 4.3. Menghitung Daya Primer Untuk Trafo Perhitungan ini untuk mengetahui daya primer/input yang dibutuhkan pada trafo dengan asumsi bahwa effisensi yang terjadi pada trafo sebesar 80%. Ps : 4103,28 Watt η : 80% η = Ps Pp x 100% Pp :... (Watt) Pp = Ps η Pp = 4103,28 Watt 0,8 Pp = 5129,1 Watt 4.4. Perancangan Modifikasi Pada Trafo Microwave Perancangan modifikasi pada trafo ini dilakukan karena spesifikasi trafo yang dimiliki kurang sesuai dengan perancangan diatas, maka dilakukan proses perhitungan kembali untuk memodifikasi trafo tersebut. Trafo yang digunakan adalah trafo bekas microwave. Pada trafo bekas microwave ini memiliki spesifikasi tegangan input sebesar 220 Volt, kuat arus input maksimal 15,295 Ampere dan jumlah lilitan

30 primer 196 lilitan. Agar trafo bekas microwave ini dapat bekerja untuk meleburkan logam, maka dilakukan perancangan dengan perhitungan sebagai berikut : 4.4.1 Menghitung Tegangan dan Arus Primer Trafo Trafo yang digunakan memiliki daya sebesar 3364,9 Watt, sedangkan pada perancangan diatas daya yang dibutuhkan sebesar 5129,1 Watt, maka agar dapat bekerja sesuai dengan yang dirancangkan trafo yang digunakan adalah dua buah trafo dengan spesifikasi yang sama. Arus input yang digunakan dalam perancangan sebesar 10 A sebagai jarak aman. Pada trafo ini nantinya akan dilakukan modifikasi pada bagian sekundernya. Bagian primer pada dua buah trafo akan dipasang secara paralel dengan alasan jika salah satu trafo terjadi konsleting maka mesin masih dapat berkerja dengan satu buah trafo. Sehingga tegangan dan arus pada sisi primer yang di pasang secara paralel trafo tersebut dapat dihitung sebagai berikut : V1 : 220 V Vtotal :... (V) V2 : 220 V Itotal :... (A) I1 I2 : 10 A : 10 A Vtotal Itotal = V1 = V2 = 220 V = I1 + I2 = 10 A + 10 A = 20 A

31 4.4.2 Menghitung Tegangan Sekunder Pada perancangan memodifikasi trafo ini arus yang diinginkan adalah sebesar 200 Ampere untuk dua buah trafo. Untuk mengetahui tegangan sekunder/output pada trafo dengan menggunakan persamaan (2.7). Vp : 220 V Vs :... (V) Ip Is : 20 A : 200 A Vp Vs = Is Ip Vs = Vs = Vs = 22 V Vp Ip Is 220 V 20 A 200 A 4.4.3 Menghitung Lilitan Sekunder Setelah mengetahui tegangan sekunder pada trafo, maka selanjutnya menentukan jumlah lilitan sekunder pada masing-masing trafo dengan menggunakan persamaan (2.6). Trafo yang dirancang dengan rangkaian paralel maka tegangan dimasing-masing trafo sama. Sehingga jumlah lilitan pada satu buah trafo sebagai berikut : Vp : 220 V Ns :... (Lilitan) Vs : 22 V Np : 196 Lilitan

32 Vp Vs = Np Ns Vs Np Ns = Vp Ns = 22 V 196 Lilitan 220 V Ns = 19.6 20 Lilitan 4.4.4 Menghitung Jumlah Kawat Kabel Sekunder Perhitungan ini untuk menentukan berapa jumlah kawat untuk dijadikan sebuah kabel sekunder sebagai penghantar arus listrik. Pada perancangan rangkaian listrik pada bagian sekunder dibuat paralel dengan arus maksimal 300 A, maka pada masing-masing trafo menghantarkan arus sebesar 150 A. Pada tabel 2.1 untuk arus 150 A dapat menggunakan kabel dengan luas penampang 35 mm 2. Kawat direncanakan menggunakan diameter 1 mm dengan alasan agar mudah saat proses pelilitan kabel. Sehingga jumlah kawat untuk kabel sekunder sebagai berikut : Luas penampang kabel : 35 mm 2 Σkawat :... (Helai) Diameter kawat : 1 mm Luas Penampang Kawat = 1 4 π D2 = 1 4 π 12 = 0,785 mm 2 Luas Penampang Kabel Jumlah Kawat = Luas Penampang Kawat = 35 mm 2 = 44,585 45 Helai Kawat 0,785 mm2

33 4.4.5 Menghitung Daya Sekunder Pada Trafo Dalam sebuah perancangan pasti memiliki rugi-rugi yang terjadi. Rugirugi yang terjadi pada trafo biasanya disebabkan oleh panas yang terjadi pada trafo, panjang kabel, sumber listrik yang tidak stabil dan sebagainya. Oleh karena itu efisiensi yang terjadi pada trafo umumnya sekitar 80% hingga 85%. Sehingga daya sekunder pada trafo : Vp : 220 V Ps :... (Watt) Is : 20 A η : 80% Ps = Vp. Ip. η Ps = 220 V. 20 A. 80% Ps = 3520 Watt 4.4.6 Menghitung Kebutuhan Energi Saat Peleburan Pada perancangan dapur listrik ini untuk mengetahui performa dari mesin busur listrik maka perlu diketahui kebutuhkan energi agar dapat meleburkan 20 gram aluminium. Untuk dapat mengetahui energi yang dibutuhkan dapat menggunakan persamaan (2.12) sebagai berikut : mal : 200g : 0,2kg Q :... (Joule) cal : 900 J/Kg C T1 : 30 C T2 : 850 C

34 Q = mal. cal. (T2-T1). 4,17 Q = 0,02 Kg. 900 J/Kg C. (850 C - 30 C). 4,17 Q = 61549,2 Joule 4.4.7 Menghitung Waktu Peleburan Untuk mengetahui performa dari perancangan modifikasi trafo maka dilakukan perhitungan waktu peleburan pada mesin dapur busur listrik dengan menggunakan persamaan (2.11). Q20 gram : 61549,2 Joule t20 gram :... (detik) Q200 gram : 615492 Joule t200 gram :... (detik) P : 3520 Watt Q = P. t t20 gram t20 gram Q 20 gram = P 61549,2 Joule = 3520 Watt t200 gram t200 gram Q 200 gram = P 615492 Joule = 3520 Watt t20 gram = 17,485 detik t200 gram = 174,85 detik 4.4.8 Rangkaian Kelistrikan Hasil Modifikasi Trafo Microwave Pada trafo microwave memiliki arus input sebesar 15.295 Ampere, oleh karena itu pada bagian input dari sumber listrik menuju trafo dipasang alat pengaman berupa sekring sebesar 15 Ampere pada masing-masing trafo sebagai pengaman ketika terjadi konsleting. Dua buah trafo dipasang secara paralel pada bagian input dan pada output. Berikut adalah rangkaian kelistrikan pada trafo microwave :

35 Gambar 4.1 Rangkaian Kelistrikan Hasil Modifikasi Trafo Microwave 4.5. Menentukan Dimensi Tungku Peleburan Untuk menentukan dimensi ukuran tungkun peleburan dapur busur listrik dapat menggunakan rumus (2.13). Benda uji untuk peleburan adalah aluminium yang memiliki massa jenis 2712 kg/m 3. Sedangkan kapasitas tungku maksimal 200 g. Sehingga volume tungku sebagai berikut : m : 200 g : 0,2 Kg VTungku :... (mm 3 ) ρ : 2712 Kg/m 3 Vtungku = m ρ = 0.2 Kg 2712 Kg/m3 = 7,3746313 10-5 m 3 = 73746,313 mm 3 Tungku yang akan dibuat adalah berbentuk tabung. Setelah mengetahui volume tungku maka selanjutnya menentukan ukuran tungku seperti diameter dan kedalaman

36 tungku. Kedalaman tungku yang direncanakan adalah 45 mm. Maka diameter tungku peleburan sebagai berikut : VTungku : 73746,313 mm 3 DTungku :... (mm) t : 45 mm 2 DTungku = V tungku 4 t π 2 = 73746,313 4 45 π = 45,68 mm 46 mm Setelah mengetahui tinggi dan diameter tungku maka selanjutnya mencari panjang keseluruhan tungku yang akan disesuaikan dengan panjang carbon baterai bertipe ukuran D. Gambar 4.2 Panjang Carbon Baterai Tipe D Pada gambar diatas pada bagian A adalah bagian yang dijepit oleh tang sebagai pegangan carbon dan bagian B adalah bagian y yang akan dimasukan kedalam tungku dengan panjang 43 mm. Sehingga dirancang panjang keseluruhan tungku dibuat 80 mm agar dua buah karbon dapat masuk kedalam tungku. Berikut adalah gambar tungku peleburan :

37 Gambar 4.3 Tungku Peleburan 2D Gambar 4.4 Tungku Peleburan 3D

38 Gambar 4.5 Tutup Tungku Peleburan 2D Gambar 4.6 Tutup Tungku Peleburan 3D 4.6. Bagian Bagian Mesin Busur Listrik Berikut merupakan gambar dan fungsi dari setiap komponen pada alat busur listrik yang didesain dengan menggunakan software Autodesk Inventor 2015 :

39 1 2 4 5 6 3 11 7 9 8 10 12 Gambar 4.7 Dapur Busur Listrik 3D Keterangan : 1. Fan In : Sebagai pendingin dari komponen trafo ketika alat bekerja. 2. Tang : Menjepit karbon/elektroda ketika proses peleburan. 3. Karbon : Sebagai penghantar listrik ke benda kerja ketika proses peleburan. 4. Kabel Sekunder : Sebagai output arus listrik dari trafo. 5. Transformator : Sebagai pemindah energi listrik melalui proses induksi elektromagnet 6. Kabel Steker : Sebagai input energi listrik dari sumber listrik. 7. Fan Out : Sebagai pembuangan panas yang ditimbulkan trafo. 8. Lubang kabel Sekunder : sebagai tempat keluaran kabel dari trafo. 9. Voltmeter : Untuk mengetahui tegangan ketika proses peleburan. 10. Amperemeter : Untuk mengetahui arus input dari proses peleburan. 11. Sekring : Sebagai pengaman pada trafo ketika terjadi konsleting dan untuk membatasi kinerja trafo agar tidak menerima beban berlebih. 12. Saklar : Sebagai tombol menghidupkan/mematikan alat.

40 4.7. Penjelasan Cara Kerja Penggunaan Alat Berikut merupakan penjelasan cara menggunakan alat busur listrik tersebut : 1. Colokan steker ke sumber listrik/stop kontak. Gambar 4.8 Kabel Steker 2. Tekan saklar on/off untuk menyalakan mesin busur listrik. Gambar 4.9 Saklar On/Off 3. Hubungkan elektroda kutub (+) dan kutub (-). Jika terjadi loncatan listrik maka mesin siap untuk digunakan. Gambar 4.10 Elektroda Karbon Kutub (+) dan Kutub (-)

41 4. Masukan logam alumunium kedalam tungku peleburan (maskimal 200 gram). Gambar 4.11 Tungku Peleburan 5. Tutup tungku saat proses peleburan. Gambar 4.12 Tungku Ketika Ditutup 6. Masukan elektroda kutub (+) dan kutub (-) melalui lubang elektroda pada tungku peleburan dan hubungkan kedua kutub elektroda.

42 Gambar 4.13 Proses Peleburan Menggunakan Busur Listrik 7. Tunggu hingga aluminium mencair. 8. Matikan mesin busur listrik. 9. Selesai. 4.8. Spesifikasi Dapur Busur Listrik Skala Laboratorium Hasil rancangan dari dapur busur listrik skala laboratorium ini memiliki spesifikasi sebagai berikut : Tabel 4.1 Spesifikasi Dapur Busur Listrik Skala Laboratorium Transformator VInput IInput Max. VOutput IOutput Max. Kapasitas Tungku 2 Buah 220 V 30 A 22 V 300 A 200 gram Al 4.9. Analisis Biaya Perancangan Dapur Busur Listrik Untuk mengetahui perkiraan biaya untuk memproduksi dapur busur listrik skala laboratorium ini dapat dilihat pada tabel berikut :

43 Tabel 4.2 Analisis Biaya Pembutan Dapur Busur Listrik Skala Laboratorium No. Nama Komponen Jumlah/Ukuran Harga 1 Transformator 2 Rp 600.000 2 Kawat Tembaga 3 Kg Rp 390.000 3 Papan Kayu 250x150x1 (cm) Rp 25.000 4 Akrilik 2 mm (25 cm x 50 cm) Rp 50.000 5 Fan In 3 (6 cm x 6 cm) Rp 45.000 6 Fan Out 1 (9 cm x 9 cm) Rp 17.000 7 Amperemeter 1 (50 A AC/DC) Rp 75.000 8 Voltmeter 1 (30 A AC/DC) Rp 75.000 9 Fire Brick (Bata Api) 1 Rp 25.000 10 Sekring 2 (15 A) Rp 15.000 11 Tang 2 Rp 120.000 12 Steker 1 Rp 5.000 13 Kabel 5 m Rp 25.000 14 Engsel 2 Rp 5.000 15 Handle 1 Rp 5.000 16 Karbon 2 Rp 7.500 17 Skun Kabel Tembaga 2 Rp 24.000 18 Mur dan Baut 2 (M8 x 20) Rp 2.000 19 Jasa Perancangan Rp 150.000 Jumlah Rp 1.660.500