Rumus Menentukan Diameter Kabel1.  UmumMembahas  mengenai  media  transfer  energi  listrik,  maka  pembahasannya  tidakterlepas dari kabel yang digunakan. Karena sejauh ini media untuk menghantarkan listrik,khususnya  untuk  instalasi  tenaga  (power)  masih  membutuhkan  kabel  sebagai  mediapenghantarnya,  meskipun  sesuai  dengan  yang  pernah  saya  baca  telah  ada  yangmenemukan  terobosan menggunakan wireless,  tapi  itupun belum banyak digunakan danmasih dianggap oleh banyak kalangan sebagai sesuatu yang kurang efektif. Oleh karenaitu  landasan  teori  yang  akan  kita  gunakan  dalam  pembahasan  ini  adalah  mengenaipenentuan  diameter  kabel,  kemampuan  dalam  menghantarkan  arus  dan  rumus-rumusyang digunakan. Biasanya yang telah banyak dilakukan dalam menentukan diameter kabel untukperencanaan sebuah instalasi tenaga adalah dengan menggunakan tabel yang dikeluarkanoleh pabrikan pembuat kabel tersebut.  Contoh tabel tersebut adalah sebagai berikut :

Akan tetapi bila diperhatikan  tabel dari antara pembuat kabel satu dengan lainnyaangkanya ada yang berbeda, walaupun tidak berbeda jauh. Hal itu bisa dimaklumi karenadalam  memberi  toleransi  lebih  antara  orang  satu  dengan  lainnya  berbeda.  Perbedaanangka  tersebut  juga  bergantung  dari  jenis  isolasi  kabel  yang  digunakan,  apakah  PVC(polyvinyl chloride), TPE (thermo plastis elastomer) atau PUR (polyurithane). Perbedaantersebut  juga disebabkan oleh penempatan kabel, apakah ditempatkan di udara bebas, ditanam dalam tanah atau dalam air.Dengan bergantung pada tabel tersebut, tentunya sebagian dari kita sebagai oranglistrik  akan  timbul  ketidakpuasan.  Tidak  puas  karena  kita  pernah mempelajari  hukumhukum  listrik  salah  satunya  adalah  hukum  ohm  yang  pastinya  akan  selalu  ber  korelasidengan  penentuan  diameter  kabel  listrik  dalam  kemampuaanya  membawa  arus.Bagaimana  kalau  tegangan,  panjang  kabel,  jenis  konduktor  yang  akan  kita  gunakanberbeda, apakah penggunaan tabel tersebut masih berlaku untuk kita jadikan acuan ?Nah, ini yang akan kita bahas lebih lanjut dalam landasan teori ini.

3.2  Teori Pendukung  3.2.1  Rumus untuk menentukan diameter kabelDalam merencana sebuah instalasi tenaga listrik, maka langkah awal setelahkita  mengetahui  berapa  tegangan  listrik  serta  daya  yang  dibutuhkan  adalahmenentukan  diameter  kabel  yang  akan  digunakan.  Dibawah  ini  adalah  rumusdalam menentukan diameter kabel :

Dari  rumus  diatas,  secara  garis  besar  dapat  kita  lihat  bahwa  penampangkabel  berbanding  lurus  dengan  panjang  kabel  dan  berbanding  terbalik  dengantegangan, artinya semakin panjang kabel yang digunakan serta untuk memperolehtegangan  yang  konstan  maka  semakin  besar  pula  penampang  kabelnya.  Akantetapi pada prakteknya selalu ada saja rugi tegangan pada penghantar, maka dalamrumus  diatas  disertakan  juga  rugi  tegangan  yang  kita  inginkan  (  ev  ),  yangnantinya  rugi  tegangan  inilah  yang  akan  berhubungan  dengan  hukum  ohm,menentukan  I  (arus)  yang dihasilkan.  Jenis konduktor yang dalam  rumus di atasdituliskan  sebagai  y  atau  daya  hantar  jenis,  juga  akan menentukan  penampangkabel,  56  untuk  daya  hantar  jenis  tembaga,  32,7  untuk  daya  hantar  jenisalumunium dan 7 untuk daya hantar  jenis besi. Akan  tetapi  tembaga adalah  jenispenghantar  yang  paling  umum  digunakan  maka  dalam  rumus  di  atas  yangdituliskan adalah daya hantar jenis tembaga. 

Contoh soal  1: Sebuah  pemanas  heater  380  volt  10000  watt  rencananya  akan  disambungkandengan kabel tembaga dengan panjang 350 meter dari sumber listrik (panel), rugitegangan  yang  diinginkan  adalah  5  volt.  Hitung  berapa  diameter  kabel  yangdibutuhkan ?Penyelesaian : q = ( L . N ) : ( y . ev . E )q = (350 . 10.000) : ( 56 . 5 . 380 )   q = (3.500.000) : (106.400)q = 32,8 mm2Jadi, penampang kawat  tembaga  yang dibutuhkan untuk pemanas heater denganinstalasi  sepanjang 350 meter adalah 32,8 mm  atau bila   memakai ukuran kabelyang umum dijual di pasaran adalah dengan ukuran kabel 35 mm2

 3.2.2  Rumus untuk mengetahui resistansi (hambatan) dalam kabelHal yang perlu kita ketahui selanjutnya setelah menentukan diameter kabeladalah mengetahui  resistansinya,  karena  seperti  yang  telah  kita  ketahui  bersamabahwa  resistansi  inilah  dalam  hukum  ohm  nilainya  akan  berbanding  terbalikdengan  tegangan  (V)  dan  arus  (I).  Rumus  untuk  mengetahui  resistansi  dalamkabel adalah :

Karena pada umumnya yang kita ketahui pada kabel adalah diameter penampang,

sedangkan  untuk menggunakan  rumus  di  atas  harus  diketahui  luas  penampang,maka kita dapat mencarinya dengan rumus :

Contoh soal 2 :Dari  contoh  soal  no.1  di  atas,  selanjutnya  akan  dapat  kita  ketahui  beraparesistansinya dengan memakai rumus 1.2 di atas.Penyelesaian : 

3.2.3  Hukum OhmPada suatu rangkaian tertutup, seperti gambar dibawah ini :

Besarnya  arus  I  berubah  sebanding  dengan  tegangan V  dan  berbanding  terbalikdengan beban tahanan R, atau dapat dinyatakan dengan rumus : 

Contoh soal 3 :

Dari contoh soal gabungan no.1 dan 2 di atas dengan menggunakan hukum ohm,maka kita akan dapat mengetahui kerugian daya listrik yang  ada pada penghantarsepanjang 350 meter tersebut.

Untuk mengetahui rugi daya yang ada pada penghantar, maka yang kita gunakanadalah R total, R total adalah penjumlahan R1 dan R2 yaitu = 14,4404332 + 0,175= 14,6154332 Daya (P) keseluruhan setelah dihubungkan kabel  35  mm2  adalah = I2 . RP total = 26,3152 .  14,6154332P total = 692,479225 . 14,6154332P total = 10120 watt

Rugi daya pada penghantar adalah P total – P beban = 10120 – 10000 = 120 wattJadi, dengan demikian dapat diketahui bahwa heater pemanas 10000 watt 380 voltyang  dihubungkan  dengan  kawat  tembaga  diameter  32,8  mm2  sepanjang  350meter, rugi dayanya  adalah sebesar 120  watt.

Disamping  faktor diatas,  rugi-rugi  listrik  juga dapat disebabkan oleh media  isolasi yangtidak baik sehingga arus bocor mengalir. Perhitungan sama arus yang mengalir dikalikandengan  besarnya  dari  tahanan  tersebut.  Jika  seandainya  instalasi  kabel  heater  pemanasdiatas memakain  acuan  tabel, maka  kita  dapat  hitung  betapa  banyaknya  rugi-rugi  dayalistrik yang ditimbulkan.

3.3  Jenis Daya Listrik

3.3.1  Daya aktifUntuk  tenaga  listrik nyata  (wujud)  yang dikeluarkan oleh  arus bolak-balik yang mempunyai  fasa  adalah : 

   Dalam jumlah usaha nyata/ wujud yang dilakukan oleh arus dan tegangan bolakbalik yang mempunyai  fasa  yaitu sebesar : 

 

3.3.2  Daya reaktif (VAR)Adalah  daya  listrik  yang  secara  electric  bisa  diukur,  secara  vektormerupakan  penjumlahan  vektor  dari  perkalian E  x  I  dimana  arus mengalir  padakomponen  resistor  sehingga  arah vektornya  searah dengan  tegangan, dan vektoryang  arah  90 deg  terhadap  tegangan,  tergantung  pada  beban  seperti  induktif  dankapasitif. Biasanya daya yang searah dengan tegangan disebut dengan daya aktif,sedangkan yang lain disebut dengan daya reaktif.Untuk  tenaga  listrik  reaktif  yang  dikeluarkan  oleh  arus  bolak-balik  yangmempunyai  fasa dengan tegangan bolak-balik yaitu : 

   3.3.3  Segitiga dayaDari  hal  tersebut  diatas,  maka  daya  listrik  yang  digambarkan  sebagaisegitiga siku-siku yang secara vektoris adalah penjumlahan daya aktif dan reaktifdan sebagai resultannya adalah daya semu atau daya buta.

 

3.4  Macam – Macam Besaran Listrik dan Satuannya

3.4.1  Tabel Besaran Listrik 

3.4.2  Tabel Satuan Turunan