Home >Documents >New Makalah Pengukuran Listrik

New Makalah Pengukuran Listrik

Date post:26-Dec-2015
Category:
View:381 times
Download:6 times
Share this document with a friend
Description:
penglis
Transcript:

MAKALAH PENGUKURAN LISTRIK ALAT ALAT UKUR LISTRIK Sub Bab I-4 sampai I-6

DISUSUN OLEH :Nama: Herry SulfianStambuk: D411 11 314

JURUSAN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS HASANUDDINMAKASSAR2014I.4 Alat pengukur Watt, Alat pengukur Faktor kerja, dan Alat pengukur frekuensi

I.4.1 Pengukuran Daya dan Faktor Kerja

Untuk arus searah (DC) yang memakai tahanan dalam , rumus daya dapat dinyatakan sebagai: (1)dimana adalah tegangan beban dan adalah arus beban [1].Untuk arus bolak balik (AC), rumus daya yang dipakai dinyatakan sebagai:(2)dimana adalah tegangan beban dan adalah arus beban [1].Untuk rumus tegangan sebagai fungsi sinus dapat dinyatakan sebagai: (3)Begitupun arus dengan tahanan dalam dapat dinyatakan sebagai : (4)Dengan subtitusi persamaan (3) dan (4) kemudian dimasukkan kedalam rumus daya maka diperoleh :

atau (5)dimana adalah tegangan maksimum dalam volt, adalah arus maksimum dalam ampere, adalah kecepatan sudut rad/s, dan adalah waktu dalam sekon [1].

Untuk beban tahanan yang memperhitungkan harga efektif, maka nilai rata-rata dari daya dalam satu periode dinyatakan sebagai :(6)dimana dan adalah harga efektif dari masig masing dan [1].Bila beban mempunyai elemen reaktif misalkan suatu beban dengan induktansi , maka :(7)Sehingga bila dimasukkan ke dalam rumus daya akan diperoleh sbb :

(8) dimana adalah tegangan maksimum dalam volt, adalah arus maksimum dalam ampere, adalah kecepatan sudut rad/s, dan adalah waktu dalam sekon [1].

Untuk beban induktif, beban sebagai kombinasi dari tahanan dan reaktansi, yang dinyatakan sebagai adalah(9) (10)Dengan tan , akan didapat: (11)dimana R adalah tahanan beban, adalah reaktansi, dan adalah besar sudut [1].

Untuk beban umum, harga rata rata adalah (12)dimana [1].Kemudian dengan menggunakan akan dihasilkan, (13)Kesimpulannya untuk daya beban umum hanya dinyatakan hasil kali dari arus dan tegangan efektif, sedangkan amplitudo dari harga sesaat disebut daya reaktif dan tidak dipergunakan [1].

I.4.2 Alat alat pengukur watt (Wattmeter)

Wattmeter merupakan alat pengukur daya listrik dalam satuan watt dari setiap beban yang diasumsi pada suatu sirkuit rangkaian. Wattmeter digunakan untuk mengukur daya listrik pada beban beban yang sedang beroperasi dalam suatu sistem kelistrikan dengan beberapa kondisi beban seperti beban DC, beban AC satu fasa, dan beban AC tiga fasa [5].Dalam pengukuran daya dapat dilakukan salah satu dari tiga metode berikut :1. Suatu alat ukur yang dipergunakan harus memiliki penunjukan yang berbanding lurus dengan suatu perkalian.2. Dalam rangkaian perkalian dimasukkan cara penggunaan alat ukur secara khusus.3. Harga harga ukur yang dipergunakan diperoleh secara tidak langsung.Untuk (1) menggunakan alat ukur type elektrodinamis atau type indiksi sedangkan untuk (2) menggunakan type thermocouple atau sebangsanya [1]. Wattmeter digunakan untuk mengukur daya listrik searah (DC) maupun bolak-balik (AC). Ada 3 tipe Wattmeter analog yaitu :1. Elektrodinamometer2. Induksi3. Thermokopel. Jika ditinjau dari fasanya ada 2 yaitu Wattmeter satu fasa dan wattmeter tiga fasa [2].

I.4.2.1 Alat pengukur Watt dari type elektrodinamometer

Wattmeter terdiri dari kumparan arus dan kumparan tegangan, dimana kumparan arus dipasang seri dengan beban sedangkan kumparan tegangan dipasang paralel dengan sumber tegangan. Sehingga besarnya medan magnet yang ditimbulkan sangat tergantung pada besarnya arus yang mengalir melalui kumparan arus tersebut [5]. Pada Ammeter dan Voltmeter, arus yang berlebihan akan menimbulkan panas dimana ini merupakan kondisi berbahaya karena jarum penunjuk tidak akan bergerak lagi karena melebihi batas skala. Sedaangkan pada wattmeter, kelebihan arus tidak akan mengakibatkan kerusakan dan melebihi batas skala alat ukur meskipun menimbulkan panas padaa alat ukurnya. Hal ini dikarenakan posisi jarum penunjuk tergantung pada faktor daya, tegangan dan arus. Sehingga rangkaian dengan faktor daya yang rendah akan memberikan pembacaan yang rendah pula pada wattmeter meskipun melebihi batas keselamatan. Oleh karena itu di samping untuk mengukur besar daya listrik dalam Watt, juga dalam volt dan ampere [5].

Pada gambar (1) terlihat jelas bahwa alat ukur wattmeter terhubung dengan sumber daya, arus mengalir di kumparan tetap dan arus mengalir di kumparan putar dan dibuat agar berbanding lurus dengan arus beban dan tegangan beban . Momen yang menggerakkan alat putar (jarum penunjuk) dari alat ukur ini dirmuskan sebagai berikut:Untuk arus searah (DC) maka: (14)Untuk arus bolak balik (AC), maka: ] (15)dimana adalah suatu konstanta, adalah kecepatan sudut rad/s, adalah besar sudut dan adalah waktu dalam sekon [3].

Gbr (1). Rangkaian dari Wattmeter jenis Elektrodinamometer [5]Berikut merupakan gambar konstruksi Wattmeter. Source (sumber) yang digunakan merupakan sumber arus bolak balik (AC) maupun arus searah (DC). Terdapat current coil (kumparan arus) merupakan kumparan tetap dan terbuat dari bahan feromagnetik, dan potensial coil (kumparan tegangan) merupakan kumparan putar. Adapula dipasangkan resistor sebagai pengaman dan beban . Terdapat 2 medan magnet yaitu pada bahan dan medan magnet yang diciptakan dari proses elektris (dialiri arus listrik) [3].

Gbr (2). Konstruksi Wattmeter Elektrodinamometer [3]Ciri ciri kumparan arus :1. Paralel2. Resistansi diabaikan (kecil) [3].Ciri ciri kumparan tegangan :1. Seri2. Resistansi besar karena arus yang masuk di kumparan tegangan kecil [3].I.4.2.2 Alat pengukur Watt dari type induksi

1. Prinsip Kerja Wattmeter type InduksiPrinsip kerja wattmeter type induksi hampir sama dengan prinsip kerja amperemeter dan voltmeter induksi. Sedangkan perbedaan dengan wattmeter jenis dinamometer adalah wattmeter jenis dinamometer dapat dipakai baik dengan suplai listrik bolak balik atau searah (AC atau DC) sedangkan wattmeter induksi hanya dapat dipakai dengan suplai listrik bolak balik [6].Kelebihan wattmeter induksi yaitu: 1. wattmeter induksi mempunyai skala lebar 2. bebas pengaruh medan liar 3. Mempunyai peredaman bagus 4. Bebas dari error akibat frekuensi. Sedangkan kelemahannya adalah timbulnya galat (error) yang kadang-kadang serius yang diakibatkan oleh pengaruh suhu [6].

2. Diagram vektor Wattmeter type Induksi

Gbr (3). Diagram vektor wattmeter jenis elektrodinamometer & jenis induksi [2].

Nilai dalam gambar 3 ( Kiri ) diperoleh dari arus beban dan F2 dari tegangan beban V. Besar sudut fasa F2 yaitu sebesar 90 terhadap . Hubungan antara fasa-fasa diperlihatkan dalam gambar 3 ( kanan ) dan akan diperoleh persamaan sebagai berikut: (16)Untuk mendapatkan mempunyai sudut fasa yang terlambat 90 terhadap V, maka Apabila jumlah lilitan kumparan dinaikkan maka akan diperoleh sudut fasa sebesar 90 terhadap V. Sehingga kumparan tersebut dapat dianggap induktansi murni. Sehingga diperolehlah rumus seperti berikut: (17)Alat pengukur watt type induksi sering dipergunakan untuk alat ukur dengan sudut berskala yang lebar dan begitu banyak ditemukan dalam panel-panel listrik [1].

I.4.2.3 Alat pengukur Watt dari type termokopelPrinsip kerja Wattmeter thermocouple ini berdasarkan pada adanya gaya listrik panas. Wattmeter jenis ini digunakan untuk mengukur daya yang kecil yaitu pada frekuensi audio. Alat pengukur watt tipe thermokopel merupakan contoh dari suatu alat pengukur yang dilengkapi dengan sirkuit perkalian yang khusus. Konfigurasi alat ukur ini diperlihatkan dalam gambar dibawah. Bila arus-arus berbanding lurus terhadap tegangannya, dan arus beban dinyatakan sebagai maka akan didapatkan [1]: (18) (19)

Gbr (4). Prinsip wattmeter jenis thermocouple [1].

Harga rata rata dari persamaan diatas sebanding dengan daya beban. Dalam gambar tersebut, = k 1 adalah arus sekunder dari transformator T1 , dan adalah arus sekunder dari transformator T2 . Bergeraknya suatu gaya listrik secara termis yang berbanding lurus kuadrat dari arus-arus, diakibatkan apabila sepasang tabung thermokopel dipanaskan dengan arus-arus dan . Bila kedua thermokopel tersebut dihubungkan secara seri sehingga polaritasnya terbalik, maka pada ujung ujung dapat diukur perbedaan tegangan melalui suatu alat pengukur milivolt. Dengan demikian maka penunjukan dari alat ukur milivolt akan berbanding dengan daya yang akan diukur. Alat pengukur watt jenis thermokopel ini dipakai untuk pengukuran daya-daya kecil pada frekuensi audio [1].

I.4.3 Pengukuran Daya

I.4.3.1 Pengukuran daya dengan voltmeter dan amperemeter

RAVV

Gbr (5). Pengukuran daya dengan memakai Voltmeter [1]. A

RV

V

Gbr (6). Pengukuran daya dengan memakai Ammeter [1].

Berdasarkan rangkaian diatas dapat diperoleh rumus sebagai : (20)Sehingga daya yang diukur untuk pengukuran Voltmeter adalah : (21)Sedangkan untuk pengukuran Ammeter adalah : (22)dimana adalah tegangan pada voltmeter, adalah resistansi pada voltmeter, adalah arus pada Ammeter, dan adalah resistansi pada Ammeter [1].

I.4.3.2 Metode tiga alat pengukur Volt dan tiga alat pengukur Amper

1. Metode 3 Voltmeter

Gbr (7). Diagram metode pengukuran 3 voltmeter [2].

Daya beban : P = V1 . I . Cos V1 mengukur tegangan pada beban Z dimana )

Embed Size (px)
Recommended