Laporan Listrik Indra Job 3

LAPORAN

PRAKTIKUM LISTRIK DAN ELEKTRONIKA JOB 3

KELOMPOK 1

NAMA KELOMPOK :

1. ALWI AL HADAD

2. ARIEF PRABOWO

3.ILHAM FAHMI

4. INDRA SETIAWAN

5. JASRANA

6. MUTIA KHANZA

7. SUGIYANTO

DI SUSUN OLEH : INDRA SETIAWAN

KELAS : 5 B PRODUKSI

PEMBIMBING : P. JANNUS ST, MT

ANDI ULFIANA MSi

POLITEKNIK NEGERI JAKARTA

TEKNIK MESIN

DEPOK

2015

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 TUJUAN PERCOBAAN

Mahasiswa diharapkan dapat :

Menentukan daya aktif dari beban RESISTIF, INDUKTIF, dan KAPASITIF

Menentukan faktor daya dan faktor daya reaktif

Menggambarkan ketiga komponen daya atau SEGITIGA DAYA

Menggambarkan vektor arus dan tegangan

1.2 DASAR TEORI

Bila sebuah kumparan diputar pada medan magnit yang tetap, maka kumparan akan

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

Beban Resistif :

Beban resistif merupakan beban yang terdiri dari komponen tahanan ohm saja

(resistance), seperti elemen pemanas (heating element) dan lampu pijar. Beban resistif

hanya memakai daya nyata (P) dan mempunyai nilai faktor daya 1. Tegangan dan arus

pada beban resistif adalah sefasa. Dan tidak perlu dilakukan perbaikan faktor daya.

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 im sin wt, dari osiloskop terlihat seperti gambar bentuk gelombang dan

vektor dibawah ini disebut I sphasa terhadap V.

Beban Induktif

Beban induktif merupakan beban yang terdiri dari kumparan kawat yang dililitkan

pada suatu inti, seperti coil, motor listrik, transformator,lampu TL, dll. Beban induktif

bersifat lagging. Hal ini disebabkan oleh energi yang tersimpan berupa medan magnetis

akan mengakibatkan fasa arus bergeser menjadi tertinggal terhadap tegangan. Beban

induktif ini menyerap daya nyata (P) dan daya reaktif (Q). Pada beban induktif

umumnya memiliki faktor daya kurang dari 0,9 sehingga perlu perbaikan faktor daya

yaitu dengan menambahkan beban kapasitif berupa kapasitor atau yang lebih umum

adalah kapasitor bank. beban kapasitif akan mengeluarkan daya reaktif sehingga akan

mengurangi daya reaktif yang diserap oleh beban induktif. Pada beban Induktif dapat

dilihat dari gambar rangkaian sebuah sumber V tegangan bolak balik AC pada sebuah

induktor L (henry) mempunyai hambatan Induktif 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 Kapasitif

Beban kapasitif merupakan beban yang memiliki kemampuan kapasitansi atau

kemampuan untuk menyimpan energi yang berasal dari pengisian elektrik (electrical

discharge) pada suatu sirkuit sehingga bersifat leading yaitu arus mendahului tegangan.

Beban kapasitif menyerap daya nyata (P) dan mengeluarkan daya reaktif (Q). Untuk

memperbaiki faktor daya pada beban kapasitif yaitu dengan menambahkan komponen

beban induktif agar menyerap daya reaktif yang berlebih pada beban kapasitif. Namun

pada kenyataannya beban kapasitif jarang sekali dijumpai dan beban kapasitif seperti

kapasitor bank umumnya sengaja ditambahkan untuk memperbaiki faktor daya pada

beban induktif.

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 negatif.

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 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 oranye. Terlihat bahwa sudut Ɵ mengecil akibat

pemasangan kapasitor tersebut sehingga faktor daya jaringan akan naik.

1.3 ALAT DAN BAHAN

- Variac (autotrafo) - Beban resistif, lampu pijar 100 Watt / 20 Volt.

0-220 Volt

- Beban induktif, - Beban kapasitif, capasitor 3,25 μ f / 4,5 μ f.

http://konversi.files.wordpress.com/2010/05/sgtg2.jpg

ballast 220 Volt, 65 Watt.

- Ampermeter Ometer. - Voltmeter, sanwa cx 5o5 ii.

- Wattmeter electronic. - Switch 220 V - Kabel penghubung

1.4 GAMBAR RANGKAIAN

1.5 LANGKAH KERJA

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.

1.6 TUGAS

1. Analisis hasil percobaan untuk langkah kerja 1,2 dan 3.

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

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

dan beri penjelasan.

4. Gambarkan vektor tegangan dan arus saat 220 Volt.

5. Buat kesimpulan untuk setiap percobaan.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 DATA HASIL PENGUKURAN

Tabel 1

Beban Lampu 100 W

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

(VAR)Cos φ°

Sifat

Beban

Jenis

Beban

1. 20 0,13 3 0 0,991 - Resistif

2. 50 0,19 10 1 0,994 - Resistif

3. 100 0,28 28 2 0,996 - Resistif

4. 150 0,34 51 4 0,997 - Resistif

5. 220 0,42 93 6 0,998 - Resistif

Tabel 2

Beban Balast 53 W


(VAR)Cos φ°

Sifat

Beban

Jenis

Beban

1. 20 0 0 0 - - Induktif

2. 50 0,11 0 5 0,125 LAG Induktif

3. 100 0,22 2 22 0,114 LAG Induktif

4. 150 0,34 5 51 0,106 LAG Induktif

5. 220 0,56 13 123 0,105 LAG Induktif

Tabel 3

Beban Capacitor 8 uF/400V


(VAR)Cos φ°

Sifat

Beban

Jenis

Beban

1. 20 0 0 0 - - -

2. 50 0,13 0 7 0,004 LEAD Kapasitif

3. 100 0,26 0 26 0,005 LEAD Kapasitif

4. 150 0,39 0 59 0,004 LEAD Kapasitif

5. 220 0,58 0 126 0,003 LEAD Kapasitif

Tabel 4

Beban Paralel Lampu//Balast//Capacitor


(VAR)Cos φ°

Sifat

Beban

Jenis

Beban

1. 50 0,23 10 5 0,884 LAG R//L

2. 150 0,50 57 49 0,753 LAG R//L

3. 50 0,23 9 7 0,821 LEAD R//C

4. 150 0,52 51 59 0,656 LEAD R//C

5. 50 0 0 0 - - L//C

6. 150 0,07 5 10 0,441 LEAD L//C

7. 50 0,21 10 2 0,986 LAG R//L//C

8. 150 0,38 56 11 0,981 LEAD R//L//C

2.2 JAWABAN TUGAS

1. Analisis data hasil percobaan

Percobaan ke – 1

Benda uji yang di gunakan adalah lampu pijar, dan kita tahu bahwa lampu pijar adalah

jenis beban resistif. Jadi tidak memiliki sifat beban, dikarenakan beban resistif tidak

akan menggeser posisi gelombang arus maupun tegangan listrik AC.Dari tabel diketahui

bahwa cos φ° pada setiap tegangan adalah sama dengan 1, jika di bulatkan.

Ini menunjukkan bahwa beban resistif tidak memerlukan perbaikan faktor daya. Pada

percobaan ke -1 tegangan berbanding lurus terhadap, kuat arus [A], daya nyata [P], daya

reaktif [Q], dan Cos φ°.

V = 20 [Volt] :

Ppengukuran = 3 [watt] Pteori = V x I x cos φ° = 20 x 0,13 x 0,991 = 2,5766 [watt]

% kesalahan = 14,11 %

V = 50 [Volt] :

Ppengukuran = 10 [watt] Pteori = 50 x 0,19 x 0,994 = 9,443 [watt]

% kesalahan = 5,57%

Qpengukuran = 1 [VAR] Qteori = V x I x Sinφ°= 50 x 0,19 x 0,109 = 1,0355 [VAR]

% kesalahan = 3,43%

V = 100 [Volt] :


% kesalahan = 0,4%

Qpengukuran = 2 [VAR] Qteori = 100 x 0,28 x 0,0894 = 2,5032 [VAR]

% kesalahan = 20,1%

V = 150 [Volt] :

Ppengukuran = 51 [watt] Pteori = 150 x 0,34 x 0,997 =50,847 [watt]

% kesalahan = 0,3 %



V = 220 [Volt] :




% kesalahan = 2,67%

Percobaan ke – 2

Benda uji yang digunakan adalah ballast, kita tahu bahwa ballast merupakan

beban induktif. Jadi pada tabel diketahui bahwa sifat beban adalah LAG atau

lagging yang berarti arus tertinggal dari tegangan. Pada tabel diketahui

Tegangan sumber berbanding lurus terhadap kuat arus [A], daya nyata [P], daya

reaktif [Q], namun berbanding terbalik terhadap Cos φ° nya.

V = 20 [Volt] :

Pada tegangan 20 volt, arus yang terukur pada watt meter adalah 0. Ini

menunjukkan bahwa tidak ada arus yang mengalir pada rangkaian. Sehingga

daya aktif, daya reaktif, dan faktor daya = 0

V = 50 [Volt] :

Ppengukuran = 0 [watt] daya yang terukur pada watt meter adalah 0, dikarenakan

factor daya yang terukur terlalu kecil.


% kesalahan = 1,4%

V = 100 [Volt] :


% kesalahan = 20,56%



V = 150 [Volt] :

Ppengukuran = 5 [watt] Pteori = 150 x 0,34 x = 5,406 [watt]



% kesalahan = 0,56%

V = 220 [Volt] :


% kesalahan = 0,49%


% kesalahan = 0,39%

Percobaan ke – 3

Benda uji yang digunakan adalah kapasitor, kita tahu bahwa kapasitor

merupakan beban kapasitif. Jadi pada tabel diketahui bahwa sifat beban adalah

LEAD atau leading yang berarti arus mendahului dari tegangan.

V = 20 [Volt] :

Pada tegangan 20 volt, arus yang terukur pada watt meter adalah 0. Ini

menunjukkan bahwa tidak ada arus yang mengalir pada rangkaian. Sehingga

daya aktif, daya reaktif, dan faktor daya = 0

V = 50 [Volt] :




% kesalahan = 7,24%

V = 100 [Volt]:




% kesalahan = 0,1%

V = 150 [Volt]:



Qpengukuran = 59 [VAR] Qteori = 150 x 0,0,39 x 0,999 = 58,4415 [VAR]

% kesalahan = 0,95%

V = 220 [Volt]:




% kesalahan = 1,16%

3. Segitiga Daya (terlampir)

4. Gambar Vektor tegangan dan arus pada saat arus 220 volt (terlampir)

5. Kesimpulan dari setiap percobaan

- Percobaan ke-1 :

Beban resistif tidak memiliki sifat beban, dikarenakan tegangan dan arus pada

beban resistif adalah sefasa. Beban resistif hanya memakai daya nyata (P), dan

mempunyai factor daya 1. Jadi tidak memerlukan perbaikan factor daya. Tegangan

berbanding lurus terhadap, kuat arus [A], daya nyata [P], daya reaktif [Q], dan Cos

φ°. Semakin besar tegangan yang mengalir pada sumber maka semakin besar kuat

arus [A], daya nyata [P], daya reaktif [Q], dan Cos φ° nya.

- Percobaan ke-2 :

Beban induktif memili sifat beban LAG atau lagging, yang berarti arus

tertinggal oleh tegangan. Tegangan berbanding lurus terhadap, kuat arus [A], daya

nyata [P], daya reaktif [Q], namun berbanding terbalik terhadap Cos φ°. Semakin

besar tegangan yang mengalir pada sumber maka semakin besar kuat arus [A], daya

nyata [P], daya reaktif [Q], akan tetapi semakin kecil pula Cos φ° nya.

- Percobaan ke-3 :

Beban kapasitif memili sifat beban LEAD atau leading, yang berarti arus

mendahului tegangan. Beban kapasitif menyerap daya nyata (P) dan mengeluarkan

daya reaktif (Q).

BAB III

PENUTUP

3.1 KESIMPULAN

Mahasiswa dapat menentukan daya aktif dari beban resistif, induktif, dan

kapasitif

Mahasiswa dapat menentukan faktor daya dan faktor daya reaktif

Mahasiswa dapat menggambarkan ketiga komponen daya atau segitiga daya

Mahasiswa dapat menggambarkan vektor arus dan tegangan

3.2 SARAN

Dalam melakukan pengukuran, sebaiknya alat ukur yang ingin di gunakan harus di

kalibrasi terlebih dahulu, agar diperoleh hasil yang akurat dan presisi. Ketika hendak

melepas/memasang rangkaian, pastikan tidak ada arus yang mengalir pada rangkaian.

Sebelum melakukan pengukuran, cek kabel penguhubung menggunakan ohm meter,

apakah masih bagus atau sudah jelek.

Laporan Listrik Indra Job 3

Documents

Transcript of Laporan Listrik Indra Job 3