Rangkaian Listrik 2 & Lab

DAYA PADA RANGKAIAN RLC

Amalia Eka Rakhmania, ST, MT, MSc

Outline

• Pengertian Daya

• Daya Sesaat

• Daya Rata-rata

• Daya Nyata/Aktif

• Daya Reaktif

• Daya Semu/Kompleks

• Segitiga Daya

• Faktor Daya

3

Pengertian Daya

• Perkalian antara tegangan yang diberikan dengan hasil arus yang mengalir.

𝑃 = 𝑉𝐼

• Besarnya usaha yang dilakukan oleh sumber tegangan untuk mengalirkan

arus listrik tiap satuan waktu

𝑃 =𝑊

𝑡

Daya Sesaat

• Berubah tiap waktu

• 𝑝 𝑡 = 𝑣 𝑡 𝑖(𝑡)

Daya rata-rata

• Nilai rata-rata dari daya sesaat dalam periode tertentu

• 𝑃 = 𝑉𝐼 cos 𝜃𝑣 − 𝜃𝑖

Beda Fasa v dan i pada Beban Resistif Murni

Beda Fasa v dan i pada Beban Induktif

Beda Fasa v dan i pada Beban Kapasitif

Contoh

• Diketahui:

• 𝑣 𝑡 = 120 cos 377𝑡 + 45° 𝑉

• 𝑖 𝑡 = 10 cos 377𝑡 − 10° 𝐴

• Tentukan nilai daya rata-rata dan daya sesaatnya!

Contoh

• Diketahui rangkaian:

• Carilah daya rata-rata yang dihasilkan sumber dan daya rata-rata yang diserap oleh resistor!

Daya Nyata/Aktif (𝑃 = 𝑊𝑎𝑡𝑡)

• Daya yang sesungguhnya dibutuhkan oleh beban.

• Daya yang dapat diubah ke dalam kerja fisik. Seperti motor (listrik ke

putaran), heater (listrik ke panas), dan lain-lain.

• Daya listrik aktif dapat dikonversikan ke dalam bentuk daya lain dengan

satuan yang sama melalui mesin konversi energi.

• Pada rangkaian DC

𝑃 = 𝑉𝐼

• Pada rangkaian AC

𝑃 = 𝑉𝐼 cos𝜙

• 𝑉 = tegangan efektif

• 𝐼 = arus efektif yang mengalir

• cos𝜙 = faktor daya, dengan 𝜙 adalah sudut fasa beban

Daya Reaktif (𝑄 = 𝑉𝐴𝑅)

18

• Daya yang muncul diakibatkan oleh komponen pasif diluar resistor yang

merupakan daya rugi-rugi atau daya yang tidak diinginkan.

𝑄 = 𝑉𝐼 sin𝜙

• 𝑉 = tegangan efektif

• 𝐼 = arus efektif yang mengalir

• sin𝜙 = faktor reaktif, dengan 𝜙 adalah sudut fasa beban

Daya Semu (𝑆 = 𝑉𝐴)

20

Daya Semu ( S )

• Daya semu atau daya total (S), ataupun juga dikenal dalam Bahasa Inggris

Apparent Power

• Daya yang sebenarnya disupply oleh PLN, merupakan resultan daya antara

daya rata-rata dan daya reaktif.

• Hasil perkalian antara tegangan efektif (root-mean-square) dengan arus efektif

(root-mean-square)

𝑆 = 𝑉𝐼∗ = 𝑃 + 𝑗𝑄

Segitiga Daya

Contoh

• Sebuah motor listrik dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik 100 V, jika arus yang mengalir adalah 2 A dan faktor kerjanya 0,8. Berapakah besar nilai daya semu, daya aktif, dan daya reaktif ?

• Diketahui : V = 100 VI = 2 Acos φ = 0,8

Ditanya : S = ?P = ?Q =?

Contoh

• Gelombang daya dan arus yang dibangkitkan oleh generator satu fasa adalah

sebagai berikut:

• V = 230 ∠0°

• I = 10 ∠30°

• Tentukan P, Q, dan S!

Faktor Daya

28

Faktor Daya

Faktor daya atau power factor (pf) merupakan perbandingan daya aktif terhadap

daya semu

𝑝𝑓 = 𝑐𝑜𝑠𝜙 =𝑃

𝑆=𝑉𝐼𝑐𝑜𝑠𝜙

𝑉𝐼

29

Perbaikan Faktor Daya/ Correction Power Factor

• Faktor daya atau power factor ( pf ) akan membesar atau meningkat ketika nilai

cos mendekati nilai 1 atau sudut akan mendekati sudut 0.

• Perbaikan pf dilakukan agar daya nyata mendekati nilai daya semu (nilai

cos𝜙 mendekati 1).

Contoh