BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Tujuan1) Menentukan daya aktif dari beban RESISTIF, INDUKTIF, dan KAPASITIF2) Menentukan faktor daya dan faktor daya reaktif3) Menggambarkan ketiga komponen daya atau SEGITIGA DAYA4) Menggambarkan vektor arus dan tegangan

1.2 Dasar TeoriBila sebuah kumparan diputar pada medan magnit yang tetap, maka kumparan akan

diinduksikan tegangan sinusoida dengan tegangan sesaat Vt = Vm sin wt volt

Beban Resistf :

Pada beban resistif dapat dilihat dari gambar rangkaian sebuah sumber V tegangan bolak balik AC pada sebuah Resistor mempunyai hambatan R (Ω) maka arus yang mengalir i adalah i m

sin wt, dari osiloskop terlihat seperti gambar bentuk gelombang dan vektor dibawah ini disebut I sephasa terhadap V.

Beban Induktif

Pada beban Induktif dapat dilihat dari gambar rangkaian sebuah sumber V tegangan bolak balik AC pada sebuah induktor L (henry) mempunyai hambatan Induktip XL (Ω) maka arus yang mengalir I adalah im sin (wt- θ), dari osiloskop terlihat seperti gambar bentuk gelombang dan vektor dibawah ini disebut I lagging (ketinggalan) terhadap V.

Beban Capasitif

Pada beban Capasitif dapat dilihat dari gambar rangkaian sebuah sumber V tegangan bolak balik AC pada sebuah induktor C (Farrad) mempunyai hambatan Induktip XC (Ω) maka arus yang mengalir I adalah im sin (wt + θ), dari osiloskop terlihat seperti gambar bentuk gelombang dan vektor dibawah ini disebut I leading (mendahului) terhadap V.

Segitiga Impendansi Z (Ω)

Jika pada rangkaian seri atau paralel maka segitiga impendansi dari rangakain seperti gambar dibawah ini. Besar dan arah dari hambatan R(Ω) adalah real pada arah sumbu x positip, reaktansi induktip XL (Ω) adalah imajiner pada arah sumbu y positip dan Xc(Ω) adalah imajiner pada arah sumbu y negatip.

Maka jatuh tegangan pada masing- masing adalah VR pada tahanan R, VL pada reaktansi induktip XL dan Vc pada reaktansi capasitip XC. Rumus yang berlaku seperti dibawah ini.

Daya

Daya pada rangkaian 1 phasa arus bolak balik AC ada 3 yakni daya nyata P, daya reaktip Q dan daya semu S.Segitiga daya dan rumus-rumus yang berlaku dapat dapat dilihat gambar dibawah ini

Perbaikan Faktor Daya :

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 seperti ditunjukkan pada Gambar 3, apabila kapasitor dipasang maka daya reaktif yang harus disediakan oleh sumber akan berkurang sebesar (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 oranye. Terlihat bahwa sudut mengecil akibat pemasangan kapasitor tersebut sehingga faktor daya jaringan akan naik.

1.3 Peralatan yang digunakan1) Variac (autotrafo) 0 -220 volt2) Beban resistif, lampu pijar 100 watt/220 volt3) Beban kapasitif, kapasitor 3,25 uF atau 4,5 uF4) Amperemeter, 1 buah5) Voltmeter, 1 buah 6) Wattmeter,1 buah 7) Switch 220 V8) Kabel penghubung

BAB II

PROSEDUR PERCOBAAN

2.1 Gambar Rangkaian

2.2 Langkah Percobaan

1. Buat rangkaian seperti gambar di atas (autotrafo pada posisi 0). Gunakan beban resistif R (lampu pijar). Lakukan pengukuran secara bertahap sampai tegangan nominal 220 Volt. Catat hasil pengukuran pada tabel 1.

2. Ganti beban dengan beban induktif L. Catat hasil pengukuran pada tabel 2.

3. Ganti beban dengan beban kapasitif C. Catat hasil pengukuran pada tabel 3.

4. Ulangi percobaan dengan beban campuran R//L; R//C; L//C dan R//L//C secara bergantian. Catat hasil pengukuran pada tabel 4.

BAB 3

DATA PENGAMATAN

Tabel 1

Beban Lampu 100 W

No. V [Volt]

I [Amp]

P [watt]

Q [VAR]

Cos φ° Sifat Beban

Jenis Beban

S [VA] φ

1. 20 0,14 3 0,375 0,992 LAG R 3 7,2

2. 50 0,2 10 1,184 0,993 LAG R 10 6,8

3. 100 0,27 29 2,578 0,996 LAG R 29 5,1

4. 150 0,36 57 5,067 0,996 LAG R 57 5,1

5. 220 0,45 99 6,216 0,998 LAG R 99 3,6

Rumus : Q = S . Sin φ

Analisis Data :

Dari data hasil pengamatan diperoleh bahwa jika suatu rangkaian diberi Tegangan yang semakin besar, maka akan semakin besar juga Arus yang yang mengalir di dalam rangkaian. Besarnya tegangan yang masuk ke dalam rangkaian tidak berpengaruh terhadap lampu yang berdaya 100 W, meskipun tegangan yang masuk sampai 220 V, Hal ini hanya berdampak pada semakin terangnya lampu. Cos φ° yang didapatkan mendekati angka 1, maka sudut yang terbuat antara V dan I yaitu sekitar 900 0. Maka percobaan yang dilakukan di lapangan sesuai dengan teori, yakni V sefasa dengan I menurut Teori sifat beban resistif.

Tabel 2

Beban Balast 53 W

No. V [Volt]

I [Amp]

P [watt]

Q [VAR]

Cos φ° Sifat Beban

Jenis Beban

S [VA]

1. 20 0 0 0 0 LAG L 0

2. 50 0,11 0 6 0,105 LAG L 6

3. 100 0,23 2 23 0,095 LAG L 23

4. 150 0,32 5 49 0,093 LAG L 50

5. 220 0,64 14 145 0,097 LAG L 146

Rumus : Q (VAR) = S x Sin φ

Analisis Data :

Jika tegangan semkain besar maka nilai Q (VAR) akan semakin besar. Dan tegangan berbanding terbalik dengan Cos φ°, yakni apabila tegangan yang diberikan semakin besar, maka nilai cos φ° akan semakin kecil. Sudut φ° yang terbentuk adalah karena perbedaan fasa antara Tegangan dan Arus.

Tabel 3

Beban Capacitor 8 uF/400V

No. V (Volt) I (Amp) P (Watt)Q (VAR)

Cos φ°Sifat Beban

Jenis Beban

S (VA)

1. 200,05 0 1 0,003 LEAD C

1

2. 500,13 0 7 0,003 LEAD C

7

3. 1000,27 0 27 0,003 LEAD C

27

4. 1500,36 0 57 0,003 LEAD C

57

5. 2200,62 0 136 0,003 LEAD C

136

Analisis Data :

Dari hasil yang didapatkan dari percobaan, hasil menunjukan bahwa semakin besar tegangan yang diberikan, maka daya dan arus yang didapatkan akan semakin besar. Jika tegangan semakin besar, maka Q (VAR) yang didapat akan semakin besar juga. Dan Semakin besar tegangan, maka nilai Cos φ° akan tetap konstan. Hal ini dapat terlihat pada percobaan yang dilakukan sesuai dengan teori sifat beban Kapasitif yaitu V beda fasa dengan I , Namun berbeda dengan sifat beban Induktif di sifat beban kapasitif I mendahului (Leading) V.

Tabel 4

Beban Paralel Lampu//Balast//Capacitor

No. V (Volt) I (Amp) P (Watt)Q

(VAR)Cos φ°

Sifat Beban

Jenis Beban

S (VA)

1. 500,24 11 6 0,882 LAG RL

13

2. 1500,5 55 49 0,750 LAG RL

74

3. 500,24 11 7 0,816 LEAD RC

13

4. 1500,50 51 58 0,660 LEAD RC

77

5. 500 0 0 0 - LC

0

6. 1500,08 4 11 0,355 LEAD LC

12

7. 500,21 11 2 0,985 LAG RLC

11

8. 1500,35 55 11 0,980 LEAD RLC

56

TUGAS

1. Bagaimana sifat beban campuran L//C ? Jelaskan.

Jawaban :

Menurut teori, beban Induktif mempunyai sifat beban V beda fasa dengan I dengan I

tertinggal (Legging) V namun beban Kapasitif mempunyai sifat beban V beda fasa dengan I

φ°

φ°

dimana I mendahului (Leading) V .Pada percobaan penggabungan antara beban Induktif dan

Kapasitif sifat beban menjadi Leading atau I mendahului V pada tegangan 150.

2. Buatlah segitiga daya berdasarkan data R//L; R//C; dan R//L//C di kertas grafik dan

beri penjelasan.

Jawaban :

Segitiga Daya

Rangkaian R//L ( V= 50 [Volt] )

Rangkaian R//L (V=150 [Volt])

S = V.I

Q = V.I.Sin φ

P = V.I. Cos φ

Q = 50 x 0,24 x Sin 28,11 = 5,65 [VAR]

P = 50 x 0,24 x 0,882 = 10,58 [Watt]

P= 150 x 0,5 x 0,750 = 56,25 [Watt]

S= 150 x 0,5 =75 [VA]

QL= 150 x 0,5 x Sin 41,4 = 49,5 [VAR]

S = 50 x 0,24 = 12[VA]

φ°

SQc

QL

φ°

φ°

S

φ°P

IL

Ic

Rangkaian R//C ( V= 50 [Volt] )

Rangkaian R//C ( V=150 [Volt] )

Rangkaian R//L//C ( V = 50 [Volt] )

P = 50 x 0,24 x 0,816 = 9,79 [Watt]

QC = 50 x 0,24 x Sin 35,31 = 6,93 [VAR]

S= 50 x 0,24 =12 [VA]

S = 150 x 0,50 =75 [VA]

QC = 150 x 0,50 x Sin 48,7 = 56,34 [VAR]

P = 150 x 0,50 x 0,660 = 49,5 [Watt]

S = 10,5 [VA]

P = 10,34 [Watt]

φ°

φ°

SQc

QLS

φ°P

IL

Ic

Rangkaian R//L//C ( V = 150 [Volt] )

3. Gambarkan vektor tegangan dan arus saat 220 Volt.

V = 220 < 0,998

Lagging V = 220 < 0,097

φ° V = 220 < 0

Leading V =220 < 0,003

S = 52,5 [VA]

P = 51,45 [Watt]

BAB IV

PENUTUP

Kesimpulan

Dari hasil kegiatan praktikum dan analisa data yang telah dilakukan, maka dapat kami simpulkan bahwa :

Sifat beban resistif yaitu V sefasa dengan I

Sifat beban Induktif yaitu V beda fasa dengan I , karena I tertinggal (Legging) dengan V

Sifat beban Kapasitif yaitu V beda fasa dengan I dimana I mendahului (Leading) V

Karena perbedaan fasa antara V dan I tersebut maka antara V dan I terbentuk sudut Cos

φ°