pizoelektrik dan sensor gas
-
Upload
aghnianurannisa -
Category
Documents
-
view
22 -
download
6
Transcript of pizoelektrik dan sensor gas
LAPORAN PRAKTIKUM
“Daya Aktif, Reaktif, Semu dan Perbaikan Faktor Daya”
Diajukan Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Teknik Pengukuran
Oleh :Aldy Yusrizal Mahadi
13411500552B / D4 SKL
POLITEKNIK NEGERI MALANGJURUSAN TEKNIK ELEKTRO
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIKMALANG
2014
Daya Aktif, Reaktif, Semu
A. Tujuan Percobaan
Setelah melakukan percobaan ini mahasiswa diharapkan:
1. Dapat mempelajari karakteristik impedansi dari rangkaian R-L-C paralel.
2. Dapat mempelajari hubungan antara resistansi, reaktansi, impedansi dan sudut
fase, serta dapat membandingkannya dengan perhitungan teori.
3. Mengetahui nilai impedansi (Z) dalam suatu rangkaian.
B. Dasar Teori
IMPEDANSI R-L PARALEL
Gambar 1.6. Rangkaian R-L Paralel
Untuk menganalisa rangkaian paralel AC, perlu adanya pengetahuan mengenai
analisa rangkaian paralel pada DC. Pada rangkaian paralel, tegangan yang jatuh pada
masing-masing beban sama dengan tegangan sumber, sedangkan arus yang mengalir pada
masing-masing beban tergantung pada nilai hambatannya.
Untuk komponen resistif, hambatannya harga resistansi, untuk komponen induktif,
hambatannya harga reaktansi induktif dan untuk komponen kapasitif, hambatannya
reaktansi kapasitif.
Untuk nilai impedansi dari rangkaian R-L paralel :
1Z
= 1
R∠0 ° +
1X L∠90 °
atauZ =
R∠ 0° . XL∠90 °
R∠0 ° + XL∠90 °
IMPEDANSI R-C PARALEL
Gambar 1.7. Rangkaian R-C Paralel
Untuk nilai impedansi dari rangkaian R-C paralel :
1Z
= 1
R∠0 ° +
1XC∠−90 °
atauZ =
R∠ 0° . XC∠−90 °
R∠0 ° + XC∠−90 °
IMPEDANSI R-L-C PARALEL
Gambar 1.8. Rangkaian R-L-C Paralel
Untuk impedansi total rangkaian R-L-C paralel dapat diselesaikan dengan
menyelesaikan terlebih dahulu komponen induktif dan kapasitif yang dimisalkan dengan
Z1.
Z1 = XL∠90 ° . XC∠−90 °
X L∠90 ° + XC∠−90 °
Maka impedansi total rangkaian adalah
Z = R∠ 0° . Z1∠θ °
R∠0 ° + Z1∠θ °
C. Alat dan Bahan yang Digunakan
1. Lampu Pijar 60 Watt = 1 buah
40 Watt = 1 buah
2. Lampu Tl 40 Watt = 2 buah
3. Kapasitor 4 µF = 1 buah
4. Ampere Meter = 1 buah
5. Watt Meter = 1 buah
6. Kabel Penghubung = secukupnya
D. Rangkaian Percobaan
Rangkaian Percobaan Mengukurdayanyata1lampu pijardan 2 lampupijar :
Gambar a. 1 lampupijar Gambar b. 2 lampupijar
Mengukurdaya nyata 2 lampu TL :
Mengukurdayanyata R//2TL dan 2R//2TL
Gambar a.R//2TL
Gambar b. 2R//2TL
Mengukurdayanyata R//2TL //C dan 2R//2TL //C
Gambar a. R//2TL //C
Gambar b. 2R//2TL //C
E. Langkah Percobaan
a. Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan untuk praktikum.
b. Rangkai alat ukur yang akan di gunakan beserta komponen-komponennya.
c. Ukur arus dan daya lampu pijar, lampu TL dahulu satu persatu.
d. Kemudian catat hasilnya.
e. kemudian rangkai lampu pijar dan lampu TL secara paralel kemudian ukur
akur dan tegangannya.
f. Setelah itu tambahkan capasitor secara paralel pada rangkaian dan catat
arus dan tegangannya kembali.
g. Masukkan hasil pada tabel dan lengkapi data pada tabel yang ada.
h. Kembalikan alat ke tempat semula
F. Data Percobaan
BebanVolt
(V)
Arus
(A)
Daya
CosθZ
(Ω)P
(Watt)
Q
(VAR
S
(VA)
R1 220
R2 220
R3 220
2TL 220
R1 + 2TL 220
R2 + 2TL 220
R3 + 2TL 220
R1 + 2TL + C 220
R2 + 2TL + C 220
R3 + 2TL + C 220
S = V x I
P = ditampilkan dalam Watt Meter
Cos θ =PS
θ = arc tan PS
Q = P x tan θ
Z = VI
G. Pertanyaan
1. Gambarkan vektor diagram segitiga daya pada beban R//L dan R//L//C
2. Buat analisis tentang pengaruh pemasangan kapasitor pada rangkaian
3. Buat kesimpulan dan hasil pratikum
Perbaikan Faktor Daya
A. Tujuan Percobaan
Setelah melakukan percobaan ini mahasiswa diharapkan mampu:
1. Mengetahui apa itu perbaikan faktor daya
2. Menghitung besar kapasitor yang dibutuhkan untuk menaikkan faktor daya suatu
beban.
3. Mampu menggambarkan vektor diagram daya nyata, daya semu dan daya reaktif.
4. Mengetahui hubungan antara daya nyata, daya semu dan daya reaktif.
B. Dasar Teori
Pengertian Faktor Daya
Faktor daya atau faktor kerja adalah perbandingan antara daya aktif (watt) dengan
daya semu/daya total (VA), atau cosinus sudut antara daya aktif dan daya semu/daya total
(lihat gambar 1). Daya reaktif yang tinggi akan meningkatkan sudut ini dan sebagai
hasilnya faktor daya akan menjadi lebih rendah. Faktor daya selalu lebih kecil atau sama
dengan satu.
Secara teoritis, jika seluruh beban daya yang dipasok oleh perusahaan listrik
memiliki faktor daya satu, maka daya maksimum yang ditransfer setara dengan kapasitas
sistim pendistribusian. Sehingga, dengan beban yang terinduksi dan jika faktor daya
berkisar dari 0,2 hingga 0,5, maka kapasitas jaringan distribusi listrik menjadi tertekan.
Jadi, daya reaktif (VAR) harus serendah mungkin untuk keluaran kW yang sama dalam
rangka meminimalkan kebutuhan daya total (VA).
Faktor Daya / Faktor kerja menggambarkan sudut phasa antara daya aktif dan daya
semu. Faktor daya yang rendah merugikan karena mengakibatkan arus beban tinggi.
Perbaikan faktor daya ini menggunakan kapasitor. Kapasitor untuk Memperbaiki Faktor
Daya Faktor daya dapat diperbaiki dengan memasang kapasitor pengkoreksi faktor daya
pada sistim distribusi listrik/instalasi listrik di pabrik/industri. Kapasitor bertindak sebagai
pembangkit daya reaktif dan oleh karenanya akan mengurangi jumlah daya reaktif, juga
daya semu yang dihasilkan oleh bagian utilitas.
Sebelum membahas tentang perbaikan faktor daya dengan menggunakan
kapasitor, ada baiknya kita mengingat kembali tentang pengertian umum dari Daya
Semu, Daya Aktif dan Daya Reaktif.
Dalam sistem listrik AC/Arus Bolak-Balik ada tiga jenis daya yang dikenal,
khususnya untuk beban yang memiliki impedansi (Z), yaitu:
• Daya semu (S, VA, Volt Amper)
• Daya aktif (P, W, Watt)
• Daya reaktif (Q, VAR, Volt Amper Reaktif)
Untuk rangkaian listrik AC, bentuk gelombang tegangan dan arus sinusoida,
besarnya daya setiap saat tidak sama. Maka daya yang merupakan daya rata-rata diukur
dengan satuan Watt,Daya ini membentuk energi aktif persatuan waktu dan dapat diukur
dengan kwh meter dan juga merupakan daya nyata atau daya aktif (daya poros, daya
yang sebenarnya) yang digunakan oleh beban untuk melakukan tugas tertentu.
Sedangkan daya semu dinyatakan dengan satuan Volt-Ampere (disingkat, VA),
menyatakan kapasitas peralatan listrik, seperti yang tertera pada peralatan generator dan
transformator. Pada suatu instalasi, khususnya di pabrik/industri juga terdapat beban
tertentu seperti motor listrik, yang memerlukan bentuk lain dari daya, yaitu daya reaktif
(VAR) untuk membuat medan magnet atau dengan kata lain daya reaktif adalah daya
yang terpakai sebagai energi pembangkitan flux magnetik sehingga timbul magnetisasi
dan daya ini dikembalikan ke sistem karena efek induksi elektromagnetik itu sendiri,
sehingga daya ini sebenarnya merupakan beban (kebutuhan) pada suatu sistim tenaga
listrik.
Gambar 1. Segitiga Daya.
C. Alat dan Bahan yang Digunakan
1. Lampu pijar 60 W = 1 buah
2. Lampu TL 40 W = 2 buah
3. Kapasitor 4 µF = 3 buah
1,5 µF = 3 buah
4. Ampere Meter = 1 buah
5. Cos θ Meter = 1 buah
6. Kabel penghubung = secukupnya
D. Rangkaian Percobaan
gambar rangkaian percobaan
E. Langkah Percobaan
a. Ambillah data dari percobaan pertama. Dalam percabaan ini kita menggunakan
data TL dan R1//TL Buat beban-beban tersebut mempunyai cos θ hampir
mendekati 1 baik secara lagging ataupun leading dengan menyesuaikan
kapasitor yang ada. Pasang semua komponen dan peralatan praktikum.
Untuk yang pertama pasang pada rangkaian TL.
b. Hidupkan sumber dan catat hasil masing-masing alat ukur.
c. Kemudian lepas semua komponen dan rangkai rangkaian percobaan yang
kedua yaitu R1//TL.
d. Hidupkan sumber dan catat semua hasil alat ukur
e. Kemudian bandingkan hasil perhitungan dengan hasil pengukuran.
f. Kembalikan alat ke tempat semula
F. Data Percobaan
DATA PERHITUNGAN
BebanVolt
(V)
Arus
(A)
Daya
CosθZ
(Ω)P (Watt)
Q
(VAR
S
(VA)
2TL
R1//2TL
Untuk mencari nilai kapasitor yang membuat faktor daya dari beban diatas menjadi
mendekati 1, maka langkah kita misalkan cosθ = 1 dimana Qc = QL
Untuk Beban TL
Qc = 73,44
Qc = V 2Xc
73,44 = 220 2
Xc
Xc = 659,041
C = 1
2 πfXc =
12 x 3,14 x50 x 659,041
= 4,832 x 10-6 F
= 4,832 µF
Untuk percobaan perbaikan faktor daya beban TL kita menggunakan kapasitor yang
bernilai 4,5 µF dan 5,5 µF
Untuk Beban TL//R1
Qc = 60,02
Qc = V 2Xc
60,02 = 220 2
Xc
Xc = 806,398
C = 1
2 πfXc =
12 x 3,14 x50 x 806,398
= 3,949 x 10-6 F
= 3,949 µF
Sementara untuk percobaan perbaikan faktor daya beban TL//R1 kita menggunakan
kapasitor yang bernilai 3 µF dan 4 µF.
BebanVolt
(V)
It
(A)
Daya Reaktif
Cos θC
(µF)P
( W )
Q
(VAR)
S
(VA)
2TL 220 0,825 94,38 155 181,5 0,52 -
R//2TL 220 0,95 0,66 157 209 0,66 -
2TL//C 220 0,46 99,2 20,14 101,2 0,98 10,5
2TL//C 220 0,47 100,3 25 103,4 0,97 11
2TL//C 220 0,46 99,2 20,14 101,2 0,98 8,5
2TL//R//C 220 0,65 140 28,5 143 0,98 10,5
2TL//R//C 220 0,65 141,6 20,2 143 0,99 9,5
2TL//R//C 220 0,6 125,4 41,2 143 0,95 8,5
DATA PENGUKURAN
BebanVolt
(V)
It
(A)
Ic
(A)Cos θ
C
(µF)Ket
R1//2L1//TL1 220 0,83 1,1 0,758 16,5 lagging
R2//2L2//TL2 220 0,96 1,1 0,828 16,5 lagging
G. Pertanyaan
1. Bandingkan hasil perhitungan dan pengukuran arus, daya nyata,reaktif
dan semu! Berikan komentar
2. Gambar vektor diagram segitiga daya sebelum dan sesudah perbaikan
faktor daya.
3. Buat analisis dan kesimpulan
Jawab
1. Dari hasil perhitungan dan pengukuran. Nilai yang didapatkan dari pengukuran dan
perhitungan terjadi perbedaan. hal ini disebabkan oleh banyak faktor yaitu antara
lain faktor toleransi alat ukur, dan faktor karakteristik beban. Setiap alat ukur
mempunyai ketelitian pengukuran. Hal ini berdampak pada hasil pembacaan alat
ukur tersebut. Kemudian faktor beban. Beban yang diperkirakan dalam hitungan
berbeda dengan beban yang digunakan dalam percobaan. Dalam hitungan beban
lampu pijar dianggap ber-cos θ = 1 murni resistor, dan ballast dianggap induktor
murni padahal dalam prakteknya beban-beban tersebut bukan beban-beban murni.
Dari faktor-faktor itulah maka diperoleh hasil percobaan yang berbeda dengan
faktor perhitungan.
2. Terlampir
3. Dari hasil percobaan perbaikan faktor daya tersebut dapat disimpulkan bahwa
penggunaan kapasitor dapat meningkatkan faktor daya. Hal ini disebabkan karena
kapasitor menghasilkan Ic. Dimana Ic akan mengurangi IL yang ada sehingga It
akan berkurang. Proses ini dapat diketahui dengan diagram vektor dimana arah
sudut Ic berkebalikan dengan arah sudut Il. Dengan berkurangnya It maka daya
semu yang dihasilkan juga akan berkurang. Disamping itu sudut antara daya nyata
dan daya semu yang awalnya besar juga akan mengecil. Dan ini lah yang disebut
perbaikan faktor daya.