Prak. Instrumentasi Bab 3 Irvan FIX

7/23/2019 Prak. Instrumentasi Bab 3 Irvan FIX

http://slidepdf.com/reader/full/prak-instrumentasi-bab-3-irvan-fix 1/35

BAB III

PENGUKURAN ENERGI LISTRIK

III.1 Tujuan

1. Untuk mengukur pemakaian energi listrik dan faktor yang

mempengaruhi.

2. Untuk mengetahui ketelitian kWh-meter.

III.2 Alat-alat Yang Dipergunaan

a. kWh-meter 3 fasa 1 buah b. kWh-meter 1 fasa 3 buah

c. cos-phi-meter 1 buah

d. Wattmeter 1 fasa 1 buah

e. Voltmeter 1 buah

f. Amperemeter 1 buah

g. Stopwatch 3 buah

h. Beban lampu secukupnya

i. onektor secukupnya

III.! Te"ri Da#ar

III.!.1 Pengertian Li#tri 1 $a#a

!istrik 1 fasa adalah instalasi listrik yang menggunakan dua ka"at

penghantar yaitu 1 ka"at fasa dan 1 ka"at # $netral%. &engertian sederhananya

adalah listrik 1 fasa terdiri dari dua kabel yaitu 1 bertegangan dan 1 netral.

Umumnya listrik 1 fasa bertegangan 22# 'olt yang digunakan banyak orang.

Bisaanya listrik 1 fasa digunakan untuk listrik perumahan( namun listrik &!) di

*alanan itu memiliki 3 fasa( tetapi yang masuk ke rumah kita hanya 1 fasa karena

kita tidak memerlukan daya besar.



III.!.2 Pengertian Li#tri ! $a#a

!istrik 3 fasa adalah instalasi listrik yang menggunakan tiga ka"at fasa

dan satu ka"at # $netral% atau ka"at ground . +enurut istilah !istrik 3 ,asa terdiri

dari 3 kabel bertegangan listrik dan 1 kabel )etral. Umumnya listrik 3 fasa

bertegangan 3#V yang banyak digunakan ndustri atau pabrik.!istrik 3 fasa

adalah listrik A/ $alternating current % yang menggunakan 3 penghantar yang

mempunyai tegangan sama tetapi berbeda dalam sudut fasa sebesar 12# degree.

Ada 2 macam hubungan dalam koneksi 3 penghantar yaitu 0

1. ubungan bintang $4 atau star %.

2. ubungan delta.

Ada 2 macam tegangan listrik yang dikenal dalam sistem 3 fasa ini( yaitu

1. 5egangan antar fasa $Vpp 6 voltage fasa to fasa atau ada *uga yang

menggunakan istilah Voltage line to line%.

2. 5egangan fasa ke netral $Vpn 6 Voltage phase to netral atau Voltage line

to netral%.

euntungan !istrik 3 fasa yaitu 0

1. +enyediakan daya listrik yang besar $ bisaanya pada industri menengah

dan besar %. ndustri atau hotel memerlukan daya listrik yang besar

sehingga memerlukan line yang banyak. 5api pada output terakhir untuk

pemakaian hanya memerlukan satu fasa $memilih salah satudari 3 fasa%.

!istrik 3 fasa bisaanya diperlukan untuk menggerakkan motor industri

yang memerlukan daya besar.

2. arena menggunakan tegangan yang lebih tinggi maka arus yang akan

mengalir akan lebih rendah untuk daya yang sama. 7ehingga untuk daya

yang besar( kabel yang digunakan bisa lebih kecil.3. Untuk motor induksi listrik 3 fasa tidak memerlukan kapasitor.



III.!.! Be%a ! $a#a Dan 1 $a#a

!istrik 3 fasa membutuhkan catu daya listrik 3 $tiga% fasa( maka

hubungannya dengan catu daya 68 7 5 $fasa to fasa 3# Volt%. 7edangkan !istrik

1 fasa( Bila suatu alat membutuhkan catu daya listrik 1 $satu% fasa( maka

hubungan nya dengan catu daya6 8 dengan ) atau 7-) atau 5-). $fasa to Neutral

22# Volt%.tu dari sisi koneksi $hubungan%. 7edangkan dari sisi effisiensi(

pemakaian 3 $tiga% fasa dapat memperkecil Ampere $arus listrik% dan secara

otomatis memperkecil diameter penghantar $kabel Beda listrik 1 fasa sama 3 fasa

ialah kalau satu fasa hanya terdiri dari fasa dan netral dengan tegangan output

22#V 3 fasa terdiri dari 3 arus positif dan satu netral dengan simbol $8(7(5()%

875 adalah fasa dan ) adalah netral digunakan untuk motor 3 fasa atau instalasi

satu fasa *uga bisa dengan output 8-) 6 22#V 7-)622#V 5-) 22#V 8-563#V

8-763#V 5-763#V.

III.!.& Si#te' 1 $a#a Dan ! $a#a

9i dalam *aringan listrik ada 2 sistem *aringan( *aringan 1 fasa dan

*aringan 3 fasa. :aringan 1 fasa atau di sebut *uga :58 $ *aringan tegangan

rendah % *aringan ini hanya melayani rumah rumah sa*a dan tegangan yang melalu

ini hanya 22# Volt tegangan ini untuk tegangan rumah rumah sa*a.

:aringan 3 fasa atau sebut sa*a :5+ $:aringan tegangan menengah%

*aringan ini menampung beban tinggi dan untuk pengaliran tegangan sa*a. setiap

sistem *aringan-*aringan 1 fasa ataupun 3 fasa mempunyai kekurangan dan

kelebihan sendiri sendiri.

ekurangan dan kelebihan *aringan 1 fasa0

1. ekurangan sistem 1 fasa0

a. anya terdiri dari 2 penghanatar sa*a yaitu ,asa 8 dan )etral.

b. Beban yang besar di tampung oleh 1 penghantar sa*a

c. &ada generator 1 fasa (generator men*adi lebih besar.

2. elebihan sistem 1 fasa0

a. !ebih simpel karena terdiri hanya 2 &enghantar sa*a dalam *aringan

b. ;konomis.

ekurangan dan kelebihan sistem 3 fasa

1. ekurangan sistem 3 fasa

http://seputar-listrik.blogspot.com/2010/12/sistem-1-fasa-dan-3-fasa.html





a. +ahal

b. Waktu yang di perlukan lebih lama.

2. elebihan sistem 3 fasa0a. 5egangan yang besar mampu di bagi men*adi 3 &enghantar yaitu 8(7(5

dan )

b. <enertaror yang menggunakan sistem ini ukuranya lebih kecil

c. Simple

III.!.( Prin#ip Kerja )*-'eter

III.!.(.1 K)*-'eter analog

9itin*au dari segi cara beker*anya( maka pengukur ini memakai prinsip

a=as induksi atau a=as ,erraris. &ada umumnya( alat pengukur ini digunakan

untuk mengukur daya listrik arus bolak balik. &ada alat ini dipasang sebuah

cakera alumunium $alumunium disk % yang dapat berputar( dimuka sebuah kutub

magnet listrik $ Electromagnetic%.

+agnet listrik ini diperkuat oleh kumparan tegangan dan kumparan arus.

9engan adanya lapangan magnet tukar yang berubah-ubah( maka cakera $disk %

alumunium ditimbulkan suatu arus bolak-balik( yang menyebabkan cakera tadi

mulai berputar dan menggerakkan pesa"at hitungnya.

7ecara umum( perumusan perhitungan untuk daya listrik dapat dibedakan

men*adi tiga macam( yaitu0

a. 9aya kompleks

S +,A V × I .................................................. $3.1%

/. 9aya reaktif

0 +,AR V × I sinφ ................................... $3.2%

c. 9aya aktif

P +)att V × I cos φ ..................................... $3.3%



9ari ketiga daya tersebut yang terukur pada kW-meter adalah daya

aktif( yang dinyatakan dengan satuan "att( sedangkan daya reaktif dapat diketahui

besarnya dengan menggunakan alat ukur Varmeter. Untuk pemakaian pada rumah(

bisaanya hanya digunakan kW-meter.

&ada pembebanan bebas induksi kecepatan berputarnya cakera sangat

tergantung pada hasil kali tegangan pada hasil kali dari tegangan $;% dikali dengan

kuat arus $% dalam satuan "att. :umlah putaran tergantung pada kecepatan dan

lamanya( dengan demikian dapat kita rumuskan sebagai berikut0

n= E× I × t >>>>>..>>>>>>>....>$3.?%

Untuk alat pengukur kiloWatt Hour $kW% arus putar( pada umumnya

mempunyai tiga sistem magnet yang ketiganya dilengkapi oleh sebuah kumparan

arus dan tegangan yang beker*a pada sebuah cakera turutan( dimana ketiga cakera

itu dipasang pada sumbu yang sama.

Ga'/ar !.1 8angkaian kW-meter Analog

&ada piringan kWh meter terdapat suatu garis penanda $bisaanya

ber"arna hitam atau merah%. <aris ini berfungsi sebagai indikator putaran

piringan. Untuk 1 kW bisaanya setara dengan @## putaran $ada *uga ?# putarantiap kWh%. 7aat beban banyak menyerap daya listrik( maka putaran piringan kW

ini akan semakin cepat. al ini tampak dari cepatnya garis penanda ini melintas.



R

III.!.(.2K)*-'eter Digital

/ara ker*a dari kW-meter digital antara lain sebagai berikut0

a. W-meter digital dikontrol oleh sebuah mikrokontroler dengan tipe

AV8@#71 dan menggunakan sebuah sensor digital tipe A9; yang

berfungsi untuk membaca tegangan dan arus serta untuk mengetahui besar energi

yang digunakan pada instalasi rumah.

b. Seven Segment sebagai penampil data besaran energi listrik yang

digunakan di rumah. 9ari komponen-komponen tersebut dihasilkan sebuah kW-

meter modern dengan tampilan digital yang dapat mengukur besaran penggunaan

energi( dengan batasan maksimal beban ## "att.

+engukur energi listrik pada dasarnya mengukur besarnya daya listrik

yang digunakan dalam "aktu tertentu.

) 1 I × V × t ................................$3.%

Berdasarkan hal tersebut di atas maka dapat dikembangkan metode

pengukuran lebih lan*ut.

III.!.3 K)-'eter I 4a#a

Ga'/ar !.2 8angkaian kWh-meter 1 fasa

kWh-meter satu fasa mempunyai satu kumparan arus dan satu kumparan

tegangan.

1###

hcosVI KWh

=

.................................................$3.C%

9imana0

V 6 5egangan fasa-nol $Volt%

6 Arus beban $A%

cosφ

6 ,aktor daya



T0

R

ST0

V

III.!.5 K)-'eter ! 4a#a

Ga'/ar !.! 8angkaian kWh-meter 3 fasa

kWh-meter 3 fasa dengan ? saluran( memiliki 3 kumparan arus dan 3

kumparan tegangan. &engukuran energi ketiga fasanya adalah0

1###

3

3

hcosVI

)( kWh

=

............................................$3.%

9imana0

V 6 5egangan fasa-nol beban $Volt%

6 Arus beban $A%

cosϕ

6 ,aktor daya



III.& Langa Per6"/aan

III.&.1 Penguuran energi 1 4a#a

Ga'/ar !.& 8angkaian &engukuran ;nergi 1 ,asa +etode Volt-Ampere

Ga'/ar !.( 8angkaian &engukuran ;nergi 1 ,asa 9engan kWh-meter

1. 7iapkan rangkaian percobaan seperti gambar 3.?

2. &astikan kebenaran rangkaian anda D

3. /atatlah konstanta kWh $*umlah putaranEkWh% pada name platenya.

?. 7iapkan beban listrik sesuai petun*uk penga"as.

. +asukkan beban secara bertahap dan catatlah hasil penun*ukkannya $W(

cos F ( A( dan V%.

C. 7iapkan rangkaian percobaan seperti gambar 3.?

. &astikan rangkaian anda sudah benar D

. 7iapkan beban listrik sama dengan gambar 3.?

@. 7iapkan Stopwatch.

1#. +asukan beban secara bertahap seperti pada gambar 3.? dan catatlah

"aktu yang diperlukan untuk n putaran yang telah ditentukan.



Ta/el !.1 asil &engukuran ;nergi 1 ,asa

Ta/el !.2 asil &engukuran ;nergi 1 ,asa

Be/an 7u'la Putaran )atu

III.&.2 Penguuran Energi ! $a#a

Ga'/ar !.3 8angkaian &engukuran ;nergi 3 ,asa +etode 3 kWh 3 ,asa

Ga'/ar !.5 8angkaian &engukuran ;nergi 3 ,asa +etode 1 kWh 3 ,asa

1. 7iapkan rangkaian seperti gambar 3.C

2. &astikan rangkaian anda sudah benar.

3. /atatlah konstanta kWh meter $*umiah putaranEkWh% yang dinyatakan

pada masing-masing name plate kWh-meter tersebut.

?. 7iapkan beban listrik sesuai petun*uk penga"as.

. 7iapkan 3 buah stopwatch.

Be/an ) 8"# 9 A ,



C. +asukkan beban listrik secara bertahap dan catatlah "aktu yang

diperlukan untuk n putaran yang telah diperlukan untuk ketiga kWh

meter.

. 7iapkan rangkaian seperti gambar 3.C.

. &astikan rangkaian anda sudah benar.

@. /atatlah konstanta kWh-meter.

1#. 7iapkan beban listrik sama seperti pada gambar 3.C.

11. 7iapkan stop watch.

12. +asukkan beban secara bertahap sama seperti pada gambar 3.C dan

catatlah "aktu yang diperlukan untuk n putaran yang telah ditentukan.

13. Ulangi kedua percobaan tersebut untuk beban tak seimbang.

Ta/el !.! asil &engukuran Beban 7eimbang

Be/an) 1 ) 2 ) ! ) !9

n t1 n t1 n t1 N t!9

Ta/el !.& asil &engukuran Beban 7eimbang

Be/an) 1 ) 2 ) ! ) !9

n t1 n t1 n t1 n t!9



III.( Data *a#il Per6"/aan

9i ba"ah ini merupakan laporan hasil data yang diperoleh dari melakukan

dua percobaan mengenai pengukuran energi 1 fasa dan energi 3 fasa.

III.(.1 Data *a#il Per6"/aan Penguuran Energi 1 $a#a

Ta/el !.( asil &engukuran ;nergi 1 ,asa

Be/an ) 8"# 9 A ,

1## W @?(1 kWh #(@@ #(?2 A 222(C V

1C# W 12( kWh #(@@ #(C@2 A 222(C V

22 W 211(# kWh #(@@ #(@@ A 222(3 V

III.(.2 Data *a#il Per6"/aan Penguuran )atu Energi 1 $a#a

Ta/el !.3 &engukuran ;nergi 1 ,asa menggunakan kW-meter

Be/an 7u'la Putaran )atu

1## W 1 ?1(#3 s

1C# W 1 2(@ s

22 W 1 1(@ s

III.(.! Data *a#il Per6"/aan Penguuran Be/an Sei'/ang

Ta/el !.5 asil &engukuran Beban 7eimbang

Be/an )-1 )-2 )-! )-!9

n t1 n t2 n t! n t!9

1## W 1 ?1(3 s 1 12C s

1## W 1 32(21 s

1## W 1 3C(3# s

III.(.& Data *a#il Per6"/aan Penguuran Be/an Ta Sei'/ang

Ta/el !.: asil &engukuran Beban 5ak 7eimbang

Be/an )-1 )-2 )-! )-!9n t1 n t2 n t! n t!9

1## W 1 ?1(13 s 1 (C s

1C# W 1 1( s

22 W 1 1?( s



III.3 Anali#a Data *a#il Per6"/aan

III.3.1 Peritungan Energi 1 $a#a

III.3.1.1Peritungan energi 1 4a#a %engan ) 'eter 1 4a#a

Berdasarkan tetapan kWh meter 1 fasa( yaitu @## re'EkWh dapat dihitung

besarnya energi yang terserap untuk masing-masing beban untuk satu putaran

yaitu dengan menggunakan persamaan

) ( P)(n

t ) ; %i'ana t

n

( P)(900) .............................$3.%

7ubstitusi persamaan t ke persamaan $3.%( maka didapatkan persamaan

sebagai berikut0

) (

n

(900))

...............................................$3.@%

9engan menggunakan persamaan di atas( dapat kita hitung WkWh nya(

yaitu0

a. &ada beban 1## "att

W kWh

¿ 1

900

=¿1(11 G 1#

-3

kWh

b. &ada beban 1C# "att

W kWh ¿ 1

900=¿ 1(11 G 1#-3 kWh

c. &ada beban 22 "att

W kWh ¿ 1

900=¿ 1(11 G 1#-3 kWh

Berdasarkan perhitungan di atas dapat kita lihat bah"a untuk masing H

masing beban yang berbeda ternyata mendapatkan hasil WkWh yang sama yaitu

#(##111 kWh. 9ilihat dari data hasil percobaan yang kita peroleh( dapat kita

hitung energi yang diserap oleh beban dengan persamaan sebaai berikut

) ( P

1000)(

t

3600) ........................................$3.1#%

9engan menggunakan persamaan di atas( dapat di ukur banyak energi

yang terserap oleh masing H masing beban( yaitu 0

&ada beban 1## "att



W6

100

1000∗41,03

3600=¿ 1(1? G 1#-3 kWh

a. &ada beban 1C# "att

W6

160

1000∗25,97

3600=¿ 1(1 G 1#-3 kWh

b. &ada beban 22 "att

W6

225

1000∗17,98

3600=¿ 1(12 G 1#-3 kWh

III.3.1.2Per#enta#e Ke#alaan

Berdasarkan tetapan kWh $@## re'EkWh% dapat dilihat bah"a untuk 1

putaran energi yang terpakai atau terserap oleh beban adalah #(##111 kWh(

sehingga dapat dihitung persentase kesalahan pengukuran dengan persamaan

< Ke#alaan |( W pengukuran−W teori

W teori )| x100 I................$3.11%

9engan menggunakan persamaan di atas( dapat kita hitung besarnya

persentase kesalahan pengukuran untuk masing H masing beban( yaitu 0


J esalahan 6 |1,14−1.11

1.11 |×100 6 2(J


J esalahan 6 |1,15−1.11

1.11 |× 1##J 6 3(CJ


J esalahan 6 |1,12−1.11

1.11 |×100=¿ #(@J

III.3.1.!Peritungan 8"#φ



Berdasarkan tabel 3.3( kita *uga dapat membandingkan antara cosφ

hasil

pengukuran dengan cosφ

hasil perhitungan dengan menggunakan persamaan

8"#φ

W

I . V ......................................................$3.12%

9ari persamaan di atas( maka hasil perhitungan untuk masing H masing

beban adalah 0


/osφ

6

1000,428×222,6

=1.049

/. &ada beban 1C# "att

/osφ

6

160

0,692×222,6=1.038

6. &ada beban 22 "att

/os

φ

6

225

0,959×222,3

=1.055

III.3.1.&Per#enta#e Ke#alaan 8"#φ

9ari hasil perhitungan di atas( dapat kita cari persentase kesalahannya

dengan menggunakan persamaan

< Ke#alaan |( cosφ pengukuran−cosφteori

cosφteori )| x100 ..........$3.13%

9engan menggunakan persamaan di atas( persentase kesalahan yang

ter*adi dari masing H masing beban dapat kita hitung sebagai berikut


J esalahan 6 |1,049−0,99

1,049 |×100=5.62


J esalahan 6

|

1,038−0,99

1.038

|×100=4,62




J esalahan 6

|1,055−0,99

1.055

|×100

=6,16

III.3.1.&Per#enta#e Ke#alaan )att'eter

Berdasarkan tabel 3. dapat dilihat bah"a satuan daya yang tertera pada

beban dengan satuan daya pada melalui pengukuran dengan menggunakan

"attmeter adalah berbeda. 7ehingga dapat dihitung persentase kesalahan

"attmeter dengan menggunakan persamaan

< Ke#alaan |( P teori− P pengukuran

P teori )| x 100 .....................$3.1?%

9engan menggunakan persamaan di atas dapat dihitung persentase

kesalahan pengukuran untuk masing H masing beban( yaitu 0




J esalahan 6

|94,1−100

100

|×100

=5,9


J esalahan 6 |152.5−160

160 |×100=4,6

c. &ada beban 1## "att

J esalahan 6 |211,05−225

225 |×100=6,2

Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan( dapat dikelompokkan

men*adi tabel persentase kesalahan pada setiap pengukuran0

Ta/el !.= &ersentase esalahan kWh-meter 1 ,asa

Be/an P Penguuran P Te"ri t < Ke#alaan

1## W 1(1? G 1#-3kWh 1(11 G 1#-3 kWh ?1.#3 s 2. J

1C# W 1(1 G 1#-3 kWh 1(11 G 1#-3 kWh 2(@ s 3(C J

22 W 1(12 G 1#-3 kWh 1(11 G 1#-3 kWh 1(@ #(@ J



9ari data perhitungan pada tabel 3.@( berikut grafik perbandingan energi

secara pengukuran dan teori0

Ga'/ar !.: <rafik &erbandingan ;nergi secara 5eori dan &erhitungan

Berdasarkan gambar 3.( energi yang diperoleh secara teori yaitu sebesar

1(11 G 1#-3 kW dan perhitungan memiliki nilai yang hampir sama. 5erdapat

persentase kecil dari kesalahan praktikum karena kesalahan praktikan dalam

membaca skala dari alat pengukuran.

Ta/el !.1 &ersentase esalahan /os

φ

Be/an8"#

φ 8"#

φ Te"ri

< Ke#alaan

1## 1(#?@ #(@@ .C2J1C# 1(#3 #(@@ ?(C2J

22 1(# #(@@ C(1CJ

9ari data perhitungan pada tabel 3.1#( berikut grafik perbandingan energi

secara pengukuran dan teori0



Ga'/ar !.= <rafik &erbandingan antara /os &hi 5eori dengan &engukuran

Berdasarkan grafik gambar 3.@( dapat dilihat perbandingan data yang

diperoleh antara nilai cos phi teori dengan pengukuran adalah hampir sama.

Berdasarkan teori( nilai cos phi meter didapatkan oleh nilai arus( energi( dan

tegangan. ,aktor kesalahan itu dapat ter*adi adalah kesalahan praktikan dalam perolehan data antara nilai arus( energi( dan tegangan.

Ta/el !.11 &ersentase esalahan Wattmeter

Be/an )att'eter < Ke#alaan

1## @?(1 (@ J

1C# 12( ?(C J

22 211(# C(2 J

9ari data perhitungan pada tabel 3.11( berikut grafik perbandingan

"attmeter secara pengukuran dan teori0



Ga'/ar !.1 <rafik &erbandingan antara Wattmeter 5eori dengan &engukuran

Berdasarkan gambar 3.1#( dapat dilihat perbandingan data yang

diperoleh antara nilai cos phi teori dengan pengukuran adalah hampir sama. &ada

pengukuran "att-meter( dapat ter*adi beberapa kesalahan yang disebabkan oleh

presisi alat maupun kemampuan praktikan dalam pelaksanaan percobaan.



III.3.2 Peritungan Energi ! $a#a

III.3.2.1 Peritungan Be/an Sei'/ang

a. &erhitungan energi 3φ

berdasarkan 3 kWh meter 3φ

Berdasarkan rumus W6 p G t( maka energi 3φ

dengan menggunakan 3

kWh meter 1φ

dapat dihitung dengan men*umlahkan energi dari 3 kWh 1φ

dengan menggunakan rumus 0

)5otal > ( P1

1000 )( t 1

3600 ) ? @ > ( P2

1000 )( t 2

3600 ) ? @ > ( P3

1000 )( t 3

3600 ) ? $3.1%

9engan menggunakan persamaan di atas( dapat dihitung energi untuk

beban 1## "att dengan mengunakan kWhmeter 1φ

( yaitu 0

a. W1 6 ( 1001000×41,37

3600 )=¿ 1(1? G 1#-3 kWh

b. W2 6

( 100

1000× 32,21

3600

)=¿

#(@ G 1#-3

kWh

c. W3 6 ( 1001000× 36,30

3600 )=¿ 1 G 1#-3 kWh

7ehingga(

W5otal 6 W1KW2KW3

6 1,14+0,89+¿ 1

6 3(#3 G 1#-3 kWh

Berdasarkan perhitungan di atas( dapat kita buat tabel energi 3φ

yang

diukur menggunakan 3 kWh meter 1φ

yaitu 0

Ta/el !.12 ;nergi 3

φ menggunakan 3 kWh meter 1

φ

Be/anEnergi T"tal +!

φ



1## 3(#3 G 1#-3 kWh

/. &erhitungan energi 3φ

berdasarkan 1 kWh meter 3φ

Berdasarkan data yang diperoleh dari tabel 3.( dapat kita hitung besar

energi 3φ

dengan menggunakan 1 kWh meter 3φ

dengan menggunakan

persamaan 0

)!

φ P!

φ

× t!

φ ............................................$3.1%

7ehingga dapat dihitung( yaitu 0

)!

φ (

100

1000 )( 126

3600 ) 3( G 1#-3 kWh

9ari perhitungan di atas( dapat dibuat tabel energy 3φ

yang diukur

menggunakan 1 kWhmeter 3φ

Ta/el !.1! ;nergi 3

φ

Berdasarkan 1 kWh meter 3

φ

Be/anEnergi !

φ

1## W 3( G 1#-3 kWh

6. &erbandingan antara metode 3 kWh meter 1φ

dengan 1 kWh meter 3φ

9engan membandingkan nilai energy $W% pada metode 3 kWh meter 1

φ

dengan 1 kWh meter 3

φ

pada setiap beban yang sama( maka akan diperoleh

tabel perbandingan seperti diba"ah ini 0

Ta/el !.1& &erbandingan )ilai ;nergy $W%

Be/an! ) 'eter 1

φ 1 ) 'eter !

φ

1## W 3(#3 G 1#-3 kWh 3( G 1#-3 kWh

9ari data perhitungan pada tabel 3.1?( berikut grafik perbandingan energi 3 kW-

meter 1F dengan 1 kW-meter 3F0



Ga'/ar !.11 <rafik &erbandingan antara energi 3 kW-meter 1F dengan 1 kW-meter 3F bebanseimbang

Berdasarkan gambar 3.11( faktor penyebab nilai energi $W% pada metode 3

kW-meter 1F dengan 1 kW-meter 3F pada setiap beban yang sama memiliki

nilai yang berbeda adalah pada masing-masing kW-meter memiliki tetapan

kW-meter yang berbeda sehingga diperoleh hasil pengukuran yang berbeda.

%. &ersentse esalahan

Berdasarkan tabel 3.1?( diperoleh persentase kesalahaan dengan

persamaan0

<Ke#alaan |W kWHmeter1φ−W kWHmeter 3φ

W kWHmeter 3φ | x100 ...$3.1C%

Berikut adalah perhitungan kesalahan pada beban 1## W 0

Jesalahan 6 |3.03

– 3.5

3.5 |×100

6 13(?2 J



III.3.2.2 Peritungan Be/an Ta Sei'/ang

a. &erhitungan energy 3F berdasarkan 3 kWh meter 1F

Berdasarkan tabel 3.C( hasil data yang didapat untuk beban tak seimbang

dengan menggunakan daya 1## W( 1C# W( 22 W pada setiap beban( dapat

dihitung energi $W% 3F menggunakan 3 kWh meter 1F dengan persamaan $3.1?%0

1. &ada beban 1## W

W1 6 ( 1001000×41,13

3600 )=¿ 1(1? G 1#-3 kWh

2. &ada beban 1C# W

W2 6

(

160

1000

× 18,55

3600

)=¿ #(2 G 1#-3 kWh

3. &ada beban 22 W

W3 6 ( 2251000× 14,75

3600 )=¿ #(@2 G 1#-3 kWh

7ehingga(

)T"tal )1@)2@)!

6 1,14+0,82+0, @2

6 2( G 1#-3 kWh

b. &erhitungan energi 3F berdasarkan 1 kWh meter 3F

)ilai dari energi 3F dapat dihitung secara matematis dengan

persamaan 0

)!9 +P!9 +Be/an #eluruna× +t!9

+100+160+225

1000 $78,65

3600¿

6 1#(@ G 1#-3

kWh6. &erbandingan antara metode 3 kWh meter 1F dengan 1 kWh meter3F

9engan membandingkan nilai $W% pada metode 3 kWh meter 1F

dengan 1 kWh meter 3F( diperoleh nilai energi $W% dengan metode 1 kWh meter

3F lebih besar nilainya dibandingkan dengan metode 3 kWh meter 1F karena

adanya perbedaan tetapan yang berbeda sesuai dengan tabel berikut ini0



Ta/el !.1( &erbandingan )ilai ;nergi $W% &ada 3 kWh meter 1F dengan 1 kWh meter 3F

Be/an ! ) 'eter 19 1 ) 'eter !9

1## W 1(1? G 1#-3 kWh -

1C# W #(2 G 1#-3 kWh -

22 W #(@2 G 1#-3 kWh -

&total6 ? W 2( G 1#-3 kWh 1#(@ G 1#-3 kWh

9ari data perhitungan pada tabel 3.1( berikut grafik perbandingan

energi 3 kW-meter 1F dengan 1 kW-meter 3F0

Ga'/ar !.12 <rafik &erbandingan antara energi 3 kW-meter 1F dengan 1 kW-meter 3F bebantak seimbang

Berdasarkan gambar 3.12( data yang diperoleh adalah berbeda( karena

pengukuran dengan beban tidak seimbang merupakan pengukuran yang

menggunakan beban yang berbeda-beda. ,aktor lain penyebab hai ini karena

adanya tetapan kW pada setiap kW-meter yang berbeda ketelitian dan

kesalahan praktikan dalam menentukan "aktu putaran.

d. &ersentase esalahan

Berdasarkan tabel 3.1( diperoleh persentase kesalahan dengan

persamaan $3.1%0

Jesalahan 6 |10,59−2,88

10,59 |×100

6 2(#J

III.5 7aCa/an Pertanaan

III.5.1 Penguuran Energi 1 $a#a



1. &erhitungan energi berdasarkan ) ) t( dengan hasil pengukuran kWh-

meter 0

a. Untuk beban 1## W

W6 222(C × #(?2 × #(@@

6 @?(1 W

b. Untuk beban 1C# W

W6 222(C × #(C@2 × #(@@

6 12( W

c. Untuk beban 22 W

W6 222(3 × #(@@ × #(@@

6 211(# W

&erbandingan antara hasil perhitungan energi yang didapatkan dengan

persamaan matematis dengan hasil percobaan adalah berbeda. al ini dapat ter*adi

karena kurangnya ketelitian saat praktikan melakukan percobaan.

2. &erhitungan 6"# 9 )A.,( bandingkan dengan hasil pengukuran cos F meter 0

a. &ada beban 1## W

cos F6 @?(1 E $#(?2×

222(C% 6 #(@

b. &ada beban 1C# W

cos F6 12( E $#(C@2 × 222(C%

6 #(@@

c. &ada beban 22 W

cos F6 211(# E $#(@@ × 222(3%

6 #(@@

&erbandingan antara hasil pengukuran dalam percobaan dengan

perhitungan secara matematis didapatkan bah"a hasil keduanya adalah sesuai.

!. &erhitungan energi reaktif ,Ar A × , × #in 9

cos F 6 #(@@

F 6 cos-1 $#(@@%

F 6 (11o

7in $(11% 6 #(1?

a. &ada beban 1## W

W6 222(C × #(?2 × #(1?



6 13(33 :

b. &ada beban 1C# W

W6 222(C × #(C@2 × #(1?

6 21(C :

c. &ada beban 22 W

W6 222(3 × #(@@ × #(1?

6 2@(? :

?. Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan( didapatkan tabel persentase

kesalahan untuk masing-masing pengukuran0

a. &engukuran kW-meter 1F.

Ta/el !.13 &ersentase esalahan kW-meter 1F.

Be/an P Penguuran P Te"ri t < Ke#alaan

1## W 1,14 G 1#-3

kWh

1,11 G 1#-3

kWh

?1.#3 s 2. J

1C# W 1,15 G 1#-3

kWh

1,11 G 1#-3

kWh

2(@ s 3(C J

22 W 1,12 G 1#-3

kWh

1,11 G 1#-3

kWh

1(@ #(@ J

b. &engukuran cos F-meter.

Ta/el !.15 &ersentase esalahan /os

φ

Be/an8"#

φ 8"#

φ Te"ri

< Ke#alaan

1## 1(#?@ #(@@ (C2

1C# 1(#3 #(@@ ?(C2

22 1(# #(@@ C(1C

c. &engukuran "att-meter.

Ta/el !.1: &ersentase esalahan Wattmeter

Be/an )att'eter < Ke#alaan

1## @?(1 (@ J

1C# 12( ?(C J

22 211(# C(2 J



. <rafik masing-masing kesalahan sebagai fungsi beban dan analisa0

a. &engukuran kW-meter 1F.

Ga'/ar !.1! <rafik ;nergi $W% 1 ,asa

Analisa <rafik0

&ada gambar 3.13( dapat dilihat bah"a pada beban W kesalahan yang

didapatkan pada beban 1## Watt adalah 2(J( pada beban 1C# Watt adalah 3(CJ(

dan pada beban 22 adalah #(@J. ,aktor yang mempengaruhi kesalahan dalam

pengukuran adalah kurangnya ketelitian praktikan dalam melakukan percobaan.

b. &engukuran cos F-meter.



Ga'/ar !.1& <rafik /os &hi 1 ,asa

Analisa <rafik0

Berdasarkan gambar 3.1?( didapatkan hasil persentase kesalahan data

pada beban 1## Watt sebesar (C2 J( pada beban 1C# Watt sebesar ?(C2J( dan

pada beban 22 Watt sebesar C(1C J. Berdasarkan teori( nilai cos phi meter

didapatkan oleh nilai arus( energi( dan tegangan. ,aktor kesalahan itu dapat ter*adi

karena kurangnya ketelitian praktikan dalam memperoleh data antara nilai arus(

energi( dan tegangan.



c. &engukuran "att-meter.

Ga'/ar !.1( <rafik Watt-meter 1 ,asa

Analisa <rafik0

&ada pengukuran "att-meter( dapat ter*adi beberapa kesalahan yangdisebabkan oleh presisi alat maupun kemampuan praktikan dalam pelaksanaan

percobaan. 5etapi ketika dihitung secara matematis( kesalahan yang didapat

bernilai sama dengan nol( yang artinya nilai pengukuran adalah sesuai.

III.5.2 Penguuran Energi ! $a#a

III.5.2.1Be/an Sei'/ang



1. a.&erhitungan energi berdasarkan 3 kW-meter 1 F dengan beban 1## W0

W1 6 ( 100

1000 × 41,37

3600 )=¿ 1(1? G 1#-3 kWh

W2 6 ( 1001000×32,21

3600 )=¿ #(@ G 1#-3 kWh

W3 6 ( 1001000×36,30

3600 )=¿ 1 G 1#-3 kWh

7ehingga(

W5otal 6 W1KW2KW3

6 1,14+0,89+¿ 1

6 3(#3 G 1#-3 kWh

b. &erhitungan energi berdasarkan 1 kW-meter 3F dengan beban 1## W

W3 F6 ( 1001000 )( 1263600 )

6 3. G 10−3

kW

7etelah dilakukan perhitungan energi secara matematis( didapat bah"a

hasil antara 3 kW-meter 1 F dengan 1 kW-meter 3 F adalah berbeda. al ini

dikarenakan karena pengaruh tegangan kW yang berbeda di setiap kW-meter.

2. 5abel esalahan

Ta/el !.1: esalahan )ilai ;nergi $W%

Be/an ! )*-'eter 1 9 1 )*-'eter !ϕ < Ke#alaan

1## W 3.#3 G 10−3

kW

3. G 10−3

kW 13(?2 J



3. <rafik kesalahan beban seimbang

Ga'/ar !.13 <rafik esalahan Beban 7eimbang

Analisa 9ata0

Berdasarkan gambar 3.1C( diperoleh nilai kesalahan pada penggunaan

beban seimbang yaitu 1## Watt sebesar 13(?2 J. ,aktor yang mempengaruhikesalahan ini ter*adi adalah pengaruh tegangan kW yang berbeda di setiap

kW-meter.

III.5.2.2Be/an ta Sei'/ang

1. a. &erhitungan energi berdasarkan 3 kW-meter 1 F dengan beban 1## W

Untuk beban 1## W

1. &ada beban 1## W

W1 6 ( 1001000×41,13

3600 )=¿ 1(1? G 1#-3 kWh

2. &ada beban 1C# W

W2 6 ( 1601000× 18,55

3600 )=¿ #(2 G 1#-3 kWh

3. &ada beban 22 W

W3 6 ( 2251000× 14,75

3600 )=¿ #(@2 G 1#-3 kWh



7ehingga(

)T"tal )1@)2@)!

6 1,14+0,82+0, @2

6 2( G 1#-3 kWh

b. &erhitungan energi berdasarkan 1 kW-meter 3 F dengan beban 1## W

)!9 +P!9 +Be/an #eluruna F +t!9

+100+160+225

1000 $78,65

3600¿

6 1#(@ G 1#

-3

kWh

Berdasarkan perhitungan secara matematis yang telah dilakukan( diperoleh

hasil pengukuran energi dengan metode 1F berbeda. ,aktor penyebab hai ini

karena adanya tetapan kW pada setiap kW-meter yang berbeda ketelitian dan

kesalahan praktikan dalam menentukan "aktu putaran.

2. 5abel esalahan

Be/an ! ) 'eter 19 1 ) 'eter !9 < Ke#alaan1## W 1(1? G 1#-3 kWh -

1C# W #(2 G 1#-3 kWh -

22 W #(@2 G 1#-3 kWh -

&total6 ? W 2( G 1#-3 kWh 1#(@ G 1#-3 kWh 2( J



3. <rafik esalahan Beban tak 7eimbang

Ga'/ar !.15 <rafik esalahan Beban tak 7eimbang

Analisa 9ata0

Berdasarkan gambar 3(1( didapatkan nilai kesalahan pada beban tak

seimbang yaitu sebesar 2(J. ,aktor penyebab hai ini karena adanya tetapankW pada setiap kW-meter yang berbeda ketelitian dan kesalahan praktikan

dalam menentukan "aktu putaran.



III.: Ke#i'pulan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan( dapat ditarik beberapa

kesimpulan yaitu sebagai berikut0

1. Untuk menghitung energi yang terserap pada kW-meter untuk

masing-masing beban satu putaran dapat dihitung menggunakan

rumus Usaha $W% 6 9aya $&% G Waktu $t%. 9engan tetapan kW-meter

1 fasa yaitu @## putaranEkW. +elalui perhitungan menggunakan

rumus dan tetapan tersebut usaha yang terserap untuk masing-masing

beban memiliki nilai yang sama.

2. Usaha yang diserap oleh masing-masing beban dapat dihitung

menggunakan rumus W 6 & G t( dengan catatan satuan daya

mengguanakn kW $kilo"att% dan satuan "aktu menggunakan satuan

hours sehingga W atau usaha yang diserap oleh masing-masing beban

yang kita memperoleh satuan kW $iloWatt Hours).

3. &ersentase kesalahan usaha yang diserap oleh masing-masing beban

dapat dihitung menggunakan persamaanW Pengukuran−W Teori

W Teori

x100 (

dari persamaan diperoleh persentase kesalahan hasil pengukuran.

&ersentase kesalahan dalam pengukuran sudah biasa ter*adi

dikarenakan kurang cermat mengamati hasil nilai ukur yang kita

dapat. &ersentasi kesalahan tersebut tidak terlalu mencolok( hanya

berbeda beberapa persen sa*a.

?. &engukuran cos ∅ dapat dihitung setelah diperoleh hasil ukur dari

tegangan dan arus. &engukuran cos phi dapat dihitung menggunakan

rumus atau persamaan∅=¿

Beban

I . V

cos¿ pada masing-masing beban.

. &erhitungan cos ∅ *uga tidak *auh berbeda dengan pengukuran usaha

yang diserap oleh masing-masing beban. &erhitungan cos ∅ *uga akan



memperoleh persentase kesalahan. &ersentase kesalahan ini

dikarenakan kurang akuratnya dalam melihat hasil ukur pada masing-

masing alat ukur. &erhitungan persentase kesalahan cos ∅ dapat

dihitung dengan persamaan

cos∅ perhitungan−cos ∅ pengukuran

cos∅ perhitungan x 100 .

C. 9ata hasil percobaan pengukuran dengan menggunakan "attmeter

mendapat perebedaan hasil pada satuan daya( oleh karena itu

didapatkan persentase kesalahan. &erhitungan persentase kesalahan

pengukuran dengan menggunakan "attmeter dapat dihitung dengan

persamaan

W Beban−W Pengukuran

W Beban

x100 . &ersentase kesalahan dalam

perhitungan ini tidak terlalu mencolok( hanya berbeda beberapa

persen karena kurang akurat dalam melihat hasil ukur pada alat ukur

yang digunakan.. &erhitungan energi 3 fasa ada dua pengukuran( yaitu pengukuran

dengan beban seimbang dan beban tak seimbang. &engukuran dengan

beban seimbang adalah dimana pada pengukuran beban yang

digunakan semuanya sama( sedangkan pengukuran dengan beban

tidak seimbang merupakan pengukuran yang menggunakan beban

yang berbeda-beda.

Prak. Instrumentasi Bab 3 Irvan FIX

Documents