BAB IIDASAR TEORI2.1Beban Listrik pada Rumah TinggalPada rumah tinggal sederhana, terdiri dari 2 macam beban listrik yaitu beban penerangan dan beban bukan penerangan2.1.1Beban PeneranganPada rumah tinggal sederhana, terdiri dari beberapa beban penerangannya seperti lampu pijar, lampu fluorescen dan lampu HE.2.1.1.1Lampu PijarLampu pijar adalah sumber cahaya buatan yang dihasilkan melalui penyaluran arus listrik melalui filamen yang kemudian memanas dan menghasilkan cahaya. Kaca yang menyelubungi filamen panas tersebut menghalangi udara untuk berhubungan dengannya sehingga filamen tidak akan langsung rusak akibat teroksidasi.Lampu pijar dipasarkan dalam berbagai macam bentuk dan tersedia untuk tegangan (voltase) kerja yang bervariasi dari mulai 1,25 volt hingga 300 volt. Energi listrik yang diperlukan lampu pijar untuk menghasilkan cahaya yang terang lebih besar dibandingkan dengan sumber cahaya buatan lainnya seperti lampu TL, maka secara bertahap pada beberapa negara peredaran lampu pijar mulai dibatasi.Komponen utama dari lampu pijar adalah bola lampu yang terbuat dari filamen yang terbuat dari wolfram, dasar lampu yang terdiri dari filamen, bola lampu, gas pengisi, dan kaki lampu.Beberapa persamaan rumusnya :a. DayaP = I2 x R (Watt) ...................................................................(2.1)Keterangan :P = Daya (Watt)I = Arus (Amper)R = Tahanan (Ohm)b. EnergiE = I2 x R x t (Watt/Jam) ......................................................(2.2)Keterangan :E = Energi (Watt/Jam)I = Arus (Amper)R = Tahanan (Ohm)t = Waktu (Jam)c. ArusI = V / R (Amper) ................................................................(2.3)Keterangan :I = Arus (Amper)V = Tegangan (Volt)R = Tahanan (Ohm)1. 1. Bola lampu2. 2. Gas bertekanan rendah (argon, neon, nitrogen)3. 3. Filamen wolfram4. 4. Kawat penghubung ke kaki tengah5. 5. Kawat penghubung ke ulir6. 6. Kawat penyangga7. 7. Kaca penyangga Gambar 2.1 Lampu Pijar 8. Kontak listrik di ulir9. Sekrup ulir10. Isolator11. Kontak listrik di kaki tengah(P.van Harten, 1995:56)

2.1.1.2Lampu Fluorescen

Gambar 2.2 Lampu TL(P.van Harten, 1995:75)Lampu fluorescen adalah salah satu jenis lampu lucutan gas yang menggunakan daya listrik untuk mengeksitasi uap raksa. Uap raksa yang tereksitasi itu menghasilkan gelombang cahaya ultraviolet yang pada gilirannya menyebabkan lapisan fosfor berpendar dan menghasilkan cahaya kasatmata. Lampu TL mampu menghasilkan cahaya secara lebih efisien daripada lampu pijar.Lampu fluorescen dikenal dalam dua bentuk utama. Yang pertama berbentuk tabung panjang atau yang umum dikenal dengan lampu TL (tubular lamp) atau lampu neon dan yang kedua berukuran lebih kecil dengan tabung ditekuk menyerupai spiral, umum disebut dengan sebutan lampu hemat energi (HE). Karena lampu fluorescen memiliki efisiensi lebih tinggi daripada lampu pijar. Namun seiring dengan kemajuan teknologi, efisiensi pencahayaan dioda cahaya atau lebih dikenal dengan lampu LED mulai setara dengan efisiensi pencahayaan lampu pendar walaupun harus dalam kondisi tertentu.Seperti telah diuraikan diatas bahwa jenis yang dimaksud jenis LHE adalah lampu jenis Fluorescen atau lebih dikenal dengan lampu neon. Sekarang ini yang sedang populer dan giat-giatnya dipublikasikan oleh para produsen perlampuan adalah lampu fluorescen model SL & PL. Lampu model SL & PL pada prinsipnya secara teknis sama dengan model lampu jenis fluorescen biasa yaitu efficacy lampu berkisar 60 Lumen/W, hanya keistimewaan mempunyai bentuk yang ringkas, tidak memanjang seperti lampu fluorescen biasa, komponen elektrisnya yang terdiri dari ballas, capasitor dan stater terpadu dalam suatu kesatuan dalam lampu dan disebut model SL, sedangkan model PL untuk komponen elektrisnya terpisah dari lampu. Bentuk kaki lampu dibuat sama seperti pada kaki lampu pijar yaitu dengan sistem ulir dengan ukuran standarnya. Hal ini dimaksudkan untuk memudahkan penggantian pada lampu pijar diubah menjadi lampu fluorescen. Ada juga lampu fluorescen model ring yang kaki lampunya diubah mengikuti seperti lampu pijar, yaitu sistem ulir ukuran standarnya.a. Ballas Trafo

Gambar 2.3 Ballas Trafo

Ballas atau pemberat bekerja sebagai pengatur arus listrik. Ballas menyediakan kondisi yang tepat untuk menghidupkan dan mengoperasikan lampu pendar. Jika tegangan listrik pada lampu pendar tidak diatur, maka besar arus listrik yang mengalir melalui lampu akan meningkat pesat dan dapat menyebabkan hancurnya komponen-komponen. Ballas bekerja mengatur tegangan dengan prinsip pembatasan arus. Ballast kumparan yang digunakan dalam lampu fluorescent terdiri dari induktor yang dihubungkan seri dengan satu elektroda, ballast kumparan dapat dibentuk dari suatu kawat penghantar yang dililitkan sedemikian rupa atau berupa lilitan kumparan coke (Choke coil) berinti besi dan ballast dapat juga dibuat dari rangkaian elektronik.Ballast elektronik sering disebut juga dengan ballast hemat energi, daya yang digunakan oleh ballast elektronik cukup rendah. Ballast yang terdapat di pasaran mempunyai berbagai merk, baik ballast kumparan maupun ballast elektronik. Dari kedua ballast itu terdapat perbedaan seperti konstruksi, rangkaian, harga dan label yang tercantum. Label yang tertulis pada ballast diantaranya tegangan, arus, daya listrik, frekuensi dan faktor daya (cos ). Pada lampu TL terdapat berbagai ukuran dan besarnya daya atau watt yang tercantum.Dalam rangka efisiensi penggunaan energi listrik, dianjurkan mempergunakan alat-alat listrik hemat energi yang akan menghemat penggunaan listrik, seperti peralatan listrik dengan menggunakan komponen elektronika atau menggunakan bola lampu yang mempunyai arus dan tegangan sefasa , tetapi dalam keadaan tertentu penggunaan energi listrik yang menggunakan gulungan kawat (induktor) diantaranya induktor pada lampu TL berupa ballast, yang akan mengakibatkan adanya daya listrik yang terbuang dari alat tersebut sehingga penggunaan alat tersebut tidak maksimal dan pembayaran rekening tidak sesuai dengan listrik yang dipakai.Rangkaian yang ada komponen kumparan (induktor) seperti pada lampu TL akan mengakibatkan arus tertinggal (lagging) terhadap tegangan yang menimbulkan sudut fasa (yang disebut cos ), besarnya cos akan mengakibatkan seberapa besar energi yang terbuang, hal ini disebabkan daya yang dipakai (daya nyata P) tidak sama dengan daya yang dihitung oleh meter kwh yaitu daya semu (S).Energi yang terbuang disebabkan oleh adanya arus yang tertinggal dari tegangan yang akhirnya menimbulkan sudut fasa, yang berarti besarnya cos akan menunjang besarnya energi yang terbuang dan ini sangat merugikan, sehingga perlu dilakukan usaha untuk memperbaiki faktor daya pada rangkaian lampu TL dengan cara menghilangkan daya semua yang ada. Oleh karena sistem lampu fluorescent konvensional yang menggunakan ballast kumparan memiliki faktor daya rendah, rugi-rugi daya dalam kumparan, tundaan penyalaan dan efek kedipan.Ada dua jenis ballas dalam lampu pendar, yang pertama adalah ballas magnetik dan yang kedua adalah ballas elektronik. Ballas magnetik bekerja dengan cara mencekik (choke) arus pada titik yang sudah ditentukan berdasarkan siklus arus bolak-balik pada frekuensi jala-jala sumber, atau 50/60Hz. Sedangkan ballas elektronik menggunakan komponen-komponen elektronik aktif untuk membatasi arus dan bekerja pada frekuensi yang lebih tinggi (sekitar 25KHz). Beberapa orang mungkin dapat melihat kedipan cepat pada lampu pendar yang menggunakan ballas magnetik namun tidak untuk lampu yang menggunakan ballas elektronik. Ballas elektronik pada umumnya juga dapat menghidupkan lampu dengan lebih cepat, dengan lebih sedikit gangguan, dan dengan daya yang lebih rendah, sehingga membuat lampu pendar bekerja lebih efisien daripada ballas magnetik. Ballas jenis ini mempunyai keunikan khusus, yaitu sistem bekerjanya tidak lagi menggunakan gulungan (kumparan) kawat pada suatu inti besi, tetapi telah diganti dengan sistem rangkaian elektronik sehingga besarnya rugi-rugi pada inti besi, pada kumparan menjadi tidak adalagi, dan hanya sedikit rugi saja karena rangkaian/sirkit. Inilah yang paling menguntungkan dalam penghematan energi listrik yang diserapnya. Keuntungan lain yang didapat adalah dapat diatur konsumsi arus listriknya dengan tetap mempertahankann besar tegangan yang diinginkan, sehingg ballas elektronik dapat digunakan untuk sistem pengaturan energi listrik sesuai yang dibutuhkan pada suat ruangan. Dengan sistem sirkit elektronik maka ballas menjadi lebih ringan dan lebih kecil dibandingkan dengan ballas konvensional (sistem gulungan kawat).Ballast elektronik terdiri dari sistem rangkaian penyearah - inverter. Ballast tersebut menggunakan inverter transistor yang mampu membangkitkan frekwensi tinggi untuk menyalakan lampu fluorescent.Lampu tabung atau tube lamp (TL) yang dikenal sebagai lampu neon (tabung berisi gas neon) merupakan penerangan yang boros listrik, karena untuk merambatkan medan gelombang listrik dari ujung anoda ke ujung katoda didalam tabung diperlukan frekuensi gelombang tinggi yang dihasilkan dari kumparan yang disebut ballast dan pemutus frekuensi tinggi yang disebut starter. Setiap kumparan tidak bisa dibuat sempurna sehingga efisiensi faktornya paling-paling mencapai 0.8 dan 20%-nya hilang sebagai panas dan berbunyi dengung. Daya yang terbuang inilah yang menimbulkan pemborosan listrik.b. Starter

Gambar 2.4 StarterStarter atau penghidup pada dasarnya adalah suatu saklar otomatis yang akan mati setelah jangka waktu tertentu. Starter akan membiarkan arus listrik mengalir melalui elektroda pada kedua ujung tabung kaca dan memanaskannya hingga mulai melepaskan elektron. Starter akan terbuka setelah beberapa detik dan tegangan listrik di antara kedua ujung tabung menyebabkan aliran elektron mengalir dalam tabung dan mengionisasi uap raksa.

Gambar 2.5 Rangkaian Lampu TL2.1.1.3Perbandingan Lampu HE dengan Lampu PijarBerikut merupakan simulasi perhitungan lampu hemat energi vs lampu pijar :Tabel 2.1 Perbandingan Lampu HE dengan Lampu PijarLampu HELampu PijarKeterangan

Daya lampu18 watt100watt18 watt HE = 100 watt lampu pijar

Lama digunakan12.000 jam12.000jam

Umur lampu6.000 jam1.000jamUntuk pemakaian 12.000 jam lampu pijar harus diganti sebanyak 12 kali, HE 2 kali

Konsumsi energi (kWh)216 kWh1200kWhDaya x lama waktu yang digunakan. Konsumsi HE bisa berkurang sampai 1/5 pijar

Biaya dari PLN per kWh (Rp.560/kWh)Rp.120.960Rp.672.000Biaya rek listrik HE jauh lebih kecil dari lampu pijar untuk lama pemakaian yang sama

Harga lampuRp.37.900 x 2 lampu = Rp.75.800Rp.3.900 x 12 lampu = Rp.46.800Untuk pemakaian 12.000 jam, harga beli 12 lampu pijar lebih murah dari HE, tapi ditambah biaya PLN, jauh lebih mahal

Total biayaRp.196.760Rp.718.800Jatuhnya, lampu pijar lebih mahal dibandingkan HE

(sumber : PT. Osram Indonesia)2.1.4Beban Motor Listrik dan Peralatan ListrikPada rumah tinggal sederhana terdiri dari beberapa motor listrik seperti mesin cuci, kipas angin, AC (Air Conditioner), pompa air, blender dan lain-lain. Dan juga terdiri dari beberapa peralatan listrik seperti rice cooker, seterika, kulkas, dan lain-lain.a.Mesin CuciMesin cuci merupakan peralatan rumah tangga listrik yang terdiri dari komponen-komponen listrik yang dirangkai sedemikian rupa, sehingga dapat berfungsi untuk mencuci, membilas dan memeras/mengeringkan pakaian. Mesin cuci merupakan kelompok alat rumah tangga listrik dalam penggolongan pengkondisian mekanis karena pada mesin cuci tenaga listrik dikonversi menjadi energi mekanik. Tenaga mekanik inilah yang dimanfaatkan untuk dapat melakukan fungsi mencuci, membilas dan mengeringkan pakaian. Mesin cuci memiliki tenaga pengerak elektrik yang sering disebut sebagai motor listrik dengan berbagai macam kapasitas.Mesin cuci makin hari makin berkembang, bahkan sampai sekarang ini sudah ada mesin cuci otomatis, dimana pakaian tinggal ditaruh di bak cuci kemudian mesin cuci dioperasikan maka secara otomatis mesin akan mencuci, membilas sampai mengeringkan. Mesin cuci semacam ini dilengkapi dengan perangkat kontrol, sehingga proses kerjanya dapat dikontrol oleh manusia.

b. Kipas AnginKipas angin dipergunakan untuk menghasilkan angin. Fungsi yang umum adalah untuk pendingin udara, penyegar udara, ventilasi (exhaust fan), pengering (umumnya memakai komponen penghasil panas). Kipas angin juga ditemukan di mesin penyedot debu dan berbagai ornamen untuk dekorasi ruangan.Kipas angin secara umum dibedakan atas kipas angin tradisional antara lain kipas angin tangan dan kipas angin listrik yang digerakkan menggunakan tenaga listrik.Perkembangan kipas angin semakin bervariasi baik dari segi ukuran, penempatan posisi, serta fungsi. Ukuran kipas angin mulai kipas angin mini (Kipas angin listrik yang dipegang tangan menggunakan energi baterai), kipas angin Kipas angin digunakan juga di dalam Unit CPU komputer seperti kipas angin untuk mendinginkan processor, kartu grafis, power supply dan Cassing. Kipas angin tersebut berfungsi untuk menjaga suhu udara agar tidak melewati batas suhu yang di tetapkan. Kipas angin juga dipasang pada alas atau tatakan Laptop untuk menghantarkan udara dan membantu kipas laptop dalam mendinginkan suhu laptop tersebut.Kipas angin dapat dikontrol kecepatan hembusan dengan 3 cara yaitu menggunakan pemutar, tali penarik serta remote control. Perputaran baling-baling kipas angin dibagi dua yaitu centrifugal (Angin mengalir searah dengan poros kipas) dan Axial (Angin mengalir secara pararel dengan poros kipas)c. AC (Air Conditioner)Secara umum pengertian dari AC (Air Conditioner) suatu rangkaian mesin yang memiliki fungsi sebagai pendingin udara yang berada di sekitar mesin pendingin tersebut. Secara khusus pengertian dari AC (Air Conditioner) adalah suatu mesin yang di gunakan untuk mendinginkan udara dengan cara mensirkulasikan gas refrigerant berada di pipa yang di tekan dan di hisap oleh kompresor.Adapun sebab mengapa gas refrigerant di pilih sebagai bahan yang di sirkulasikan, yaitu karena bahan ini mudah menguap dan bentuknya bisa berubah-ubah, yang berbentuk cairan dan gas. Panas yang berada pada pipa kondensor berasal dari gas refrigerant yang di tekan oleh kompressor sehingga bahan tersebut menjadi panas dan pada bagian Automatic Expantion Valve pipa tempat sirkulasi gas refrigerant di perkecil, sehingga tekanannya semakin meningkat dan pada pipa evaporator menjadi dingin.d. Pompa AirPompa adalah suatu mesin/alat yang digunakan untuk menaikan cairan dari permukaan yang rendah ke permukaan yang lebih tinggi atau memindahkan cairan dari tempat yang bertekanan yang rendah ke tempat yang bertekanan yang lebih tinggi.Pompa adalah suatu mesin/alat yang digunakan untuk menaikan cairan dari permukaan yang rendah ke permukaan yang lebih tinggi atau memindahkan cairan dari tempat yang bertekanan yang rendah ke tempat yang bertekanan yang lebih tinggi.Pompa didalam kerjanya akan mentransfer energi mekanis dari suatu sumber energi luar ke cairan yang mengalir melaluinya.Jadi disini, pompa menaikkan enersi cairan yang mengalir melaluinya, sehingga cairan tersebut dapat mengalir dari permukaan rendah ke permukaan yang lebih tinggi maupun dari tempat bertekanan rendah ke tempat yang bertekanan lebih tinggi dan bersamaan dengan itu bisa juga mengatasi tahanan hidrolis sepanjang pipa yang dipakai.e. BlenderBlender merupakan salah satu alat rumah tangga yang digunakan untuk menghancurkan atau menghaluskan bahan makanan. Alat ini menggunakan komponen pengiris berbentuk pisau bermata empat. Pisau ini berputar melalui kopel roda-roda gigi dari karet ke poros motor yang berputar. Pada badan atau bodi blender terpasang sebuah saklar yang berfungsi untuk menghidupkan dan mengatur kerja motor. Variasi saklar ini pada umumnya bergantung pada merek blendernya. Variasi saklar ini berbeda antara merek Philips model/type HR 2810/A dan blender National model/type MX T1GN. Blender National tidak memiliki variasi kecepatan sementara blender Philips terdiri dari empat variasi kecepatan menurut posisi saklar pilihnya.f. Rice CookerRice cooker adalah alat penanak nasi yang populer di kawasan Asia punya sejarah panjang. Kini benda ini menjadi kebutuhan wajib tiap rumah tangga. Di saat bulan puasa, alat masak ini menjadi andalan para ibu untuk menyiapkan makanan pokok buat keluarga.Rice cooker pertama kali ditemukan oleh Yoshitada Minami. Pada tahun 1937, tentara Jepang mulai menjalankan prinsip kerja perangkat penanak nasi bertenaga listrik tersebut. Awalnya rice cooker yang digunakan terdiri dari wadah kayu tahan bocor dan lempengan logam bertenaga listrik. Lempengan logam tersebut berfungsi memanaskan wadah kayu yang sudah terisi beras dan air di dalamnya.Hal ini kemudian memunculkan ide bagi Mitsubishi Electric Corporation Jepang, pada tahun 1945 sebagai perusahaan pertama yang memproduksi dan memperdagangkan rice cooker listrik. Produk Mitsubishi tersebut dilengkapi dengan wadah alumunium dengan kumparan pemanas di dalamnya. Tetapi produk ini tidak memiliki fasilitas turn off otomatis, sehingga harus dipantau selama memasak.Pada tahun 1956, Toshiba Electric Corporation menyempurnakan perabot tersebut secara signifikan. Saat itu, Toshiba membuat produk rice cooker dengan turn off otomatis begitu nasi yang di dalamnya sudah matang. Inovasi ini menjadikan rice cooker bekerja lebih aman dibandingkan dengan sebelumnya.Seiring perkembangan waktu, alat ini kemudian menembus pasar dunia dan dilengkapi berbagai fungsi. Alat yang semula hanya bisa memasak nasi, kemudian dilengkapi dengan fungsi menghangatkan nasi dan sayur mayur, mengukus dan membuat bubur. Sumber tenaga listriknya juga makin dibuat lebih hemat.g. SeterikaSeterika listrik adalah alat yang dipanaskan digunakan untuk melicinkan/menghaluskan pakaian agar dapat lebih rapi dipakai, umumnya setelah dicuci dan dikeringkan. Terkadang lipatan-lipatan pakaian cukup sulit untuk dihilangkan sehingga memerlukan sedikit air untuk membasahi bagian yang terlipat, terlebih untuk bahan-bahan dari wol. Pada saat ini ada banyak jenis seterika, dari yang untuk keperluan rumah tangga sampai industri seperti hotel, rumah sakit, dan lain-lain. Bagian panas dari seterika pada awalnya dibuat dari besi sehingga ada masalah dengan kebersihannya akibat karat pada besi. Hasil perbaikannya, pada saat ini, bagian pemanasnya dibuat dari alumunium atau stainless steel. Panas dari seterika modern dikendalikan dengan termostat yang fungsinya untuk mengendalikan suhu relatif konstan sesuai dengan kebutuhan, jenis kain dan tingkat kehalusan hasil setrikaan.

h. MixerMixer merupakan salah satu jenis ARTL yang masuk dalam klasifikasi ARTL mekanis yang fungsinya sebagai pengaduk adonan kue dan semacamnya. Mixer sering digunakan untuk mengaduk adonan kue yang menggunakan campuran telur, tepung, dan larutan tertentu sehingga ibu rumah tangga sering mengistilahkannya sebagai pengaduk telur. Tungkai pengaduknya digerakkan oleh sebuah motor listrik melalui kopel roda-roda gigi. Variasi kecepatan putar dapat diatur dengan sebuah saklar pilih yang diletakkan sedemikian rupa hingga mudah dijangkau oleh ibu jari atau jari telunjuk yang sedang menggenggam gagang mixer.Pemeriksaan komponen yang ada pada bagian dalam cukup melepaskan tiga sekrup pengikat badan mixer. Dua sekrup di bagian depan, satu pada bagian belakang. Tungkai pengaduk yang terdiri atas dua buah dapat dilepaskan dengan menekan tombol pelepas kait tungkai. Tombol ini juga diletakkan sedemikian rupa sehingga mudah dijangkau dan berdampingan dengan saklar pemilih kecepatan.

2.2 Arus ListrikArus listrik adalah muatan listrik dari sumber listrik yang mengalir melalui penghantar. Arus listrik mengalir dari tempat yang bermuatan banyak (kutub positif) ke yang bermuatan sedikit (kutub negatif).Arus listrik dapat mengalir melalui suatu penghantar yang berasal dari bahan-nahan tertentu saja, misalnya: perak, tembaga, besi, baja, dan timah. Konduktor (penghantar) adalah benda yang dapat atau mudah untuk menghantarkan arus listrik. Isolator adalah benda yang tidak dapat menghantarkan arus listrik, misal: plastik, kaca, karet, kayu kering.Arus digambarkan dengan simbol i (berasal dari kata Perancis: intensite), didefenisikan sebagai perubahan kecepatan muatan terhadap waktu. Atau, pengertian lainnya adalah muatan yang mengalir dalam satuan waktu. Jadi, arus sebenarnya adalah muatan yang bergerak. (Ramdhani, 2008:2)Untuk menyatakan besar kecilnya arus listrik menggunakan satuan ampere, sedangkan alat untuk mengukur besarnya arus listrik adalah amperemeter. I = P / V.cos (Amper) .......................................................(2.4)Keterangan :I = Arus (Amper)P = Daya (Watt)V = Tegangan (Volt)cos = sudut (o)

2.3TeganganTegangan listrik (voltage) adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik. Tegangan dinyatakan dalam satuan V (Volt). Besaran ini mengukur energi potensial sebuah medan listrik untuk menyebabkan aliran listrik dalam sebuah konduktor listrik. Tergantung pada perbedaan potensi listrik satu tegangan listrik dapat dikatakan sebagai ekstra rendah, rendah, tinggi atau ekstra tinggi.Tegangan (voltage), atau sering disebut sebagai beda potensial, adalah kerja yang dilakukan untuk menggerakkan muatan sebesar satu Coulombvdari satu terminal ke terminal lainnya. Atau dengan kata lain, jika suatu muatan sebesar satu Coulomb digerakkan atau dipindahkan, maka akan terdapat beda potensial pada kedua terminalnya. (Ramdhani, 2008:3)Tenaga (the force) yang mendorong elektron agar bisa mengalir dalam sebuah rangkaian dinamakan tegangan. Tegangan adalah nilai dari beda potensial energi antara dua titik. Pada sebuah rangkaian, besar energi potensial yang ada untuk menggerakkan elektron pada titik satu dengan titik yang lainnya merupakan jumlah tegangan.V = P / I cos (Volt) ...........................................................(2.5)Keterangan :V = Tegangan (Volt)P = Daya (Watt)I = Arus (Amper)cos = sudut (o)

2.4DayaSecara umum, daya adalah energi yang dikeluarkan untuk melakukan usaha. Dalam sistem tenaga listrik, daya merupakan jumlah energi listrik yang digunakan untuk melakukan usaha. Daya listrik biasanya dinyatakan dalam satuan Watt. Daya merupakan ukuran disipasi energi di dalam sebuah alat.(Chi, 2002:118)P = V I ...................................................................................... (2.6)Keterangan :P = Daya (Watt)V = Tegangan (Volt)I = Arus (Amper)Terdapat tiga macam daya yaitu :1. Daya Aktif (P)Daya aktif adalah daya yang terpakai untuk melakukan usaha atau energi sebenarnya. Satuan daya aktif adalah watt.P = V I cos ........................................................................... (2.7)Keterangan :P = Daya Aktif (Watt)V = Tegangan (Volt)I = Arus (Amper)cos = Sudut (o)2. Daya Reaktif (Q)Daya Reaktif (reactive power) adalah daya yang di suplai oleh komponen reaktif. Satuan daya reaktif adalah VAR.Q = V I sin ............................................................................ (2.8)Keterangan :Q = Daya Reaktif (VAR)V = Tegangan (Volt)I = Arus (Amper)sin = Sudut (o)3. Daya Semu (S)Daya semu (apparent power) adalah daya yang dihasilkan oleh perkalian antara tegangan rms (Vrms) dan arus rms (Irms) dalam suatu jaringan atau daya yang merupakan hasil penjumlahan trigonometri antara daya aktif dan daya reaktif. Satuan daya nyata adalah VA.S = V I ...................................................................................... (2.9)Keterangan :S = Daya Semu (VA)V = Tegangan (Volt)I = Arus (Amper)

2.5Faktor DayaFaktor daya yang dinotasikan sebagai cos didefinisikan sebagai perbandingan antara arus yang dapat menghasilkan kerja didalam suatu rangkaian terhadap arus total yang masuk ke dalam rangkaian atau dapat dikatakan sebagai perbandingan daya aktif (kW) dan daya semu (kVA).Faktor daya merupakan perbandingan daya rata-rata terhadap daya semu. Daya reaktif yang tinggi akan meningkatkan sudut ini dan sebagai hasilnya faktor daya akan menjadi lebih rendah. Faktor daya merupakan perbandingan daya rata-rata terhadap daya tampak.(Ramdhani, 2008:273)Faktor daya selalu lebih kecil atau sama dengan satu.

Gambar 2.6 Segitiga DayaCos = .............................................................................. (2.10)Keterangan :P = Daya Aktif (Watt)Q = Daya Reaktif (VAR)S = Daya Semu (VA)Cos = Sudut (o)

2.6KapasitorKapasitor adalah suatu komponen elektronika yang berfungsi untuk menyimpan arus listrik dalam bentuk muatan,selain itu kapasitor juga dapat digunakan sebagai penyaring frekuensi. Kapasitas untuk menyimpan kemampuan kapasitor dalam muatan listrik disebut Farad (F) sedangkan simbol dari kapasitor adalah C (kapasitor).Sebuah kapasitor pada dasarnya terbuat dari dua buah lempengan logam yang saling sejajar satu sama lain dan diantara kedua logam tersebut terdapat bahan isolator yang sering disebut dielektrik.Kapasitor sering juga disebut dengan kondersator. Elemen ini mempunyai fungsi untuk membatasi arus DC yang mengalir pada kapasitor tersebut, dan dapat menyimpan energi dalam bentuk medan listrik.(Ramdhani, 2008:41).Bahan dielektrik tersebut dapat mempengaruhi nilai dari kapasitansi kapasitor tersebut. adapun bahan dielektrik yang paling sering dipakai adalah keramik, kertas, udara, metal film dan lain-lain.Kapasitor sering juga disebut sebagai kondensator. Kapasitor memiliki berbagai macam bentuk dan ukuran, tergantung dari kapasitas, tegangan kerja, dan lain sebagainya.Suatu kapasitor mempunyai satuan yaitu Farad (F), ditemukan oleh Michael Faraday(1791-1867) pada dasarnya kapasitor dibagi menjadi 2 bagian yaitu kapasitor Polar dan Non Polar, berikut penjelasanya :a. Kapasitor Polar adalah kapasitor yang kedua kutubnya mempunyai polaritas positif dan negatif, biasanya kapasitor Polar bahan dielektriknya terbuat dari elketrolit dan biasanya kapasitor ini mempnyai nilai kapasitansi yang besar dibandingkan dengan kapasitor yang menggunakan bahan dielektrik kertas atau mika atau keramik. b. Kapasitor Non Polar adalah kapasitor yang yang pada kutubnya tidak mempunyai polaritas artinya pada kutup kutupnya dapat dipakai secara berbalik. biasanya kapasitor ini mempunyai nilai kapasitansi yang kecil dan bahan dielektriknya terbuat dari keramik, mika dll.Satuan-satuan yang sering dipakai untuk kapasitor adalah :* 1 Farad = 1.000.000 F (mikro Farad).* 1 Farad = 1.000 nF (nano Farad).* 1 nFarad = 1.000 pF (piko Farad).Sifat dasar sebuah kapasitor adalah dapat menyimpan muatan listrik, dan kapasitor juga mempunyai sifat tidak dapat dilalui arus DC (direct Current) dan dapat dilalui arus AC (alternating current) dan juga dapat berfungsi sebagai impedansi (resistansi yang nilainya tergantung dari frekuensi yang diberikan). Kapasitor berdasarkan nilai kapasitansinya dibagi menjadi 2 bagian:a. Kapasitor tetap adalah seperti yang telah saya jelaskan diatas.b. Kapasitor variable adalah kapasitor yang dapat diubah nilainya. Biasanya kapasitor ini digunakan sebagai tuning pada sebuah radio. Ada 2 macam kapasitor variable yaitu varco (variable Capacitor) dengan inti udara dan varaktor ( dioda varaktor). Pada dasarnya varaktor adalah sebuah Dioda tetapi dipasang terbalik, dioda varaktor dapat mengubah kapasitansi dengan memberikan tegangan reverse kepada ujung anoda dan katodanya. Biasanya varaktor digunakan sebagai tuning pada radio digital dengan fasilitas auto search.Fungsi kapasitor pada rangkaian elektronika biasanya adalah sebagai berikut:a. Kapasitor sebagai kopling, dilihat dari sifat dasar kapasitor yaitu dapat dilalui arus AC dan tidak dapat dilalui arus DC dapat dimanfaatkan untuk memisahkan 2 buah rangkaian yang saling tidak berhubungan secara DC tetapi masih berhubungan secara AC(signal), artinya sebuah kapasitor berfungsi sebagai kopling atau penghubung antara 2 rangkaian yang berbeda.b. Kapasitor berfungsi sebagai filter pada sebuah rangkaian power supply, yang saya maksud disini adalah kapasitor sebagai ripple filter, disini sifat dasar kapasitor yaitu dapat menyimpan muatan listrik yang berfungsi untuk memotong tegangan ripple.c. Kapasitor sebagai penggeser fasa.d. Kapasitor sebagai pembangkit frekuensi pada rangkaian osilator.e. Kapasitor digunakan juga untuk mencegah percikan bunga api pada sebuah saklar.

2.7Perbaikan Faktor DayaPerbaikan faktor daya atau power factor (pf) akan membesar atau meningkat ketika nilai cos mendekati nilai 1 atau sudut akan mendekati sudut 0. Untuk memperbaiki faktor daya dari suatu beban yang mempunyai faktor daya yang rendah, perlu dipasang kapasitor pada masing-masing beban atau secara tersentralisir melalui capasitor bank. Dengan pemasangan kapasitor tersebut selain untuk memperbaiki faktor daya juga dapat memperbaiki pengaturan tegangan dan meningkatkan efisiensi transformator.Beban-beban yang tersambung pada saluran tenaga listrik sebagian besar adalah beban induktif, dimana beban-beban induktif ini menyebabkan pemakaian daya semu menjadi berlebih dan tegangan pada jaringan menjadi turun. Hal tersebut disebabkan turunnya faktor daya pada jaringan, yang disebabkan oleh beban tersebut.Begitu juga beban-beban/pelanggan listrik yang mempunyai daya besar yang mempunyai beban induktif dapat mengurangi faktor daya sehingga pemakaian daya semu sangat berlebihan, hal ini sangat merugikan beban/pelanggan tersebut.Kapasitor dapat membangkitkan daya reaktif kapasitif yang dibutuhkan untuk mengkompensir daya reaktif induktif dari beban, pemasangannya dapat dilakukan pada tegangan menengah maupun tegangan rendah.Salah satu cara untuk memperbaiki faktor daya adalah dengan memasang kompensasi kapasitif menggunakan kapasitor pada jaringan tersebut. Kapasitor adalah komponen listrik yang justru menghasilkan daya reaktif pada jaringan dimana dia tersambung. Pada jaringan yang bersifat induktif dengan segitiga daya, apabila kapasitor dipasang maka daya reaktif yang harus disediakan oleh sumber akan berkurang sebesar Qkoreksi (yang merupakan daya reaktif berasal dari kapasitor). Karena daya aktif tidak berubah sedangkan daya reaktif berkurang, maka dari sudut pandang sumber, segitiga daya yang baru diperoleh; ditunjukkan pada gambar garis orange dibawah. Terlihat bahwa sudut mengecil akibat pemasangan kapasitor tersebut sehingga faktor daya jaringan akan naik.

Gambar 2.7 Perbaikan Faktor DayaCara menentukan nilai kapasitor (C)Qc = P ( tan 1 tan 2 )...................................................... (2.11)Keterangan :Qc = Daya Reaktif (VAR)P = Daya Aktif ( W)tan 1 = Sudut Awal (o)tan 2 = Sudut Koreksi (o) ................................................................................ (2.12)Keterangan :Xc = Reaktansi Kapasitif ()V = Tegangan (V)Qc = Daya Reaktif (VAR) ............................................................................ (2.13)Keterangan :C = Kapasitor (F)F = Frekuensi (Hz)Xc = Reaktansi Kapasitif ()2.8Perlengkapan Instalasasi ListrikKomponen instalasi listrik merupakan perlengkapan yang paling sesuai dalam suatu rangkaian instalasi listrik. Dalam pemasangan instalasi listrik banyak macamnya :1. PenghantarPenghantar yang di gunakan adalah berupa kabel yang memiliki bermacam-macam jenisnya.penghantar untuk instalasi listrik telah di atur dalam PUIL 2000. Menurut PUIL 2000 pasal 7.1.1 Persyaratan umum penghantar,bahwa semua penghantar yang di gunakan harus di buat dari bahan yang memenuhi syarat, sesuai dengan tujuan penggunaannya, penghantar tersebut telah di uji menurut standar penghantar yang di keluarkan atau diakui oleh instansi yang berwenang .2. Pipa Instalasi dan PemasanganPipa instalasi berfungsi sebagai pelindung hantaran dan sekaligus perapi instalasi. Pipa instalasi dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu pipa baja yang dicat meni ( sering di sebut pipa union ); pipa PVC; pipa fleksibel. Di pasaran pipa pipa instalasi terdapat dalam potongan empat meter dengan diameter bervariasi.3. Kotak sambungPenyambungan kabel atau kawat dalam instalasi listrik harus dilakukan dalam kotak sambung dan tidak boleh dilakukan dalam pipa, sebab dikhawatirkan akan mengalami putus akibat penarikan, selain itu sambungan listrik dalam pipa pelat akan memudahkan terjadi kontak listrik dengan pipa sehingga berbahaya bagi manusia.4. SakelarSakelar digunakan untuk memutuskan dan menghubungkan rangkaian listrik. Sakelar digunakan untuk memisahkan dan menghubungkan rangkainan listrik dalam keadaan tidak berbeban atau hampir tidak berbeban Adapun gambar lambang sakelar dan bedasarkan prinsip hubungan sakelar dapat dilihat dibawah ini:

Gambar 2.8 Simbol Sakelar Berdasarkan Prinsip Hubungan Sakelar(Kusnandar, 2001: 33)5. Kotak-kontakKotak kontak merupakan tempat untuk mendapatkan sumber tegangan listrik yang diperlukan untuk alat listrik. Tegangan sumber diperoleh dari hantaran fasa dan hantaran netral yang dihubungkan dengan kotak- kontak tersebut. kotak- kontak dipasang untuk memudahkan mendapatkan tegangan yang diperlukan bagi alat-alat rumah taangga yang dipindah-pindahkan, misalnya televisi, radio. kulkas, kipas angin, open kue, setrika listrik, dan terdapat lambang seperti gambar di bawah ini.

Gambar 2.9 Lambang dan bentuk kotak-kontak(P. Van. Harten. jilid 1 2001:7)6.Fiting dan ArmaturA. FitingFiting adalah suatu komponen listrik tempat menghubungkan lampu dengan kawat-kawat hantaran. Diantaranya fiting duduk, fiting gantung, fiting bayonet, dan fiting kombinasi stop kontak. B. ArmaturMenurut P. Van. Harten armatur lampu dapat dibagi menurut beberapa cara yaitu:1. Berdasarkan sifat penerangannya, atas armatur untuk penerangan langsung, sebagian besar langsung, difus, sebagian besar tak langsung dan tak langsung; 2. Berdasarkan kontruksinya, atas armatur biasa, kedap tetesan air, kedap letupan debu dan kedap letupan gas.3. Berdasarkan pengunaanya, atas armatur untuk penerangan dalam, penerangan luar, penerangan industri, penerangan dekorasi, dan armatur yang ditanam didinding atau langit-langit dan yang tidak ditanam;4. Berdasarkan bentuknya, atas armatur balon, pinggan, rok, gelang, armatur pancaran lebar dan pancaran terbatas;Kemudian armatur kandil, palung dan armatur-armatur jenis lain lampu-lampu bentuk tabung.

Komponen instalasi listrik yang akan di pasang pada instalasi listrik harus memenuhi pesyaratan sebagai berikut :1. Keandalan menjamin kelangsungan kerja instalasi listrik pada kondisi normal.2. Keamanan komponen instalasi listrik yang dipasang dapat menjamin keamanan sistem instalasi listrik.3. Kontiunitas komponen dapat berkerja secara terus menerus pada kondisi normal.