MATA KULIAH TEKNIK LISTRIK

Pendahuluan

Definisi

Sis Tenaga Listrik

Bentuk Listrik

Besaran Listrik

Aplikasi

SILABUS DAN PENGANTAR

PROGRAM STUDI MANAJEMEN TEKNIK STUDIO PRODUKSI SIARAN

SEKOLAH TINGGI MULTI MEDIA MMTC YOGYAKARTA2016

MUHAMAD ALI, MT081578731037

NextPrev. Main

SILABUS

Deskripsi Mata Kuliah

Mata kuliah Teknik Listrik membahas dasar-dasar teknik kelistrikan dan aplikasinya pada bidang penyiaran. Materi yang dibahas meliputi konsep dasar kelistrikan, besaran dan parameter kelistrikan, sumber daya listrik, beban-beban listrik, rangkaian listrik, rangkaian pengubah daya listrik, perhitungan kebutuhan daya listrik dan panel listrik tegangan rendah untuk studio.

NextPrev. Main

SILABUS

Kompetensi

Setelah mengikuti mata kuliah ini diharapkan mahasiswa mampu menguasai konsep dasar kelistrikan, mampu menyebutkan dan menjelaskan besaran-besaran listrik, mengetahui dan mampu memilih sumber-sumber lsitrik yang sesuai dengan kebutuhan, mampu memahami dan mengidentifikasi beban-beban listrik, memahami dan mengimplementasikan panel lsitrik tegangan rendah untuk keperluan studio penyiaran serta mampu menghitung konsumsi daya listrik.

NextPrev. Main

SILABUS

Penilaian

1.Keaktifan di Kelas Maks. 15 %2.Tugas Maks. 25 %3.Ujian MID Semester Maks. 30 %4.Ujian Akhir Maks. 30 %

5.Ada usulan yang lain?

NextPrev. Main

SILABUS

Referensi

1.Robert T Painter, Toby Boydell, 2011, Introduction to Electricity, Prenticehall, April 20132.Abdul Kadir, Pengantar Teknik Tenaga Listrik, 1993, LP3ES Jakarta3.Siswoyo, teknik listrik industri Jilid 1, 2008, Departemen pendidikan Nasional Jakarta

NextPrev. Main

PENDAHULUAN

Simbol apakah gambar di atas?

NextPrev. Main

Definisi Listrik

APA YANG ANDA KETAHUI TENTANG LISTRIK ??Menurut tata bahasa :Listrik adalah kondisi dari partikel subatomik tertentu, seperti elektron dan proton, yang menyebabkan penarikan dan penolakan gaya di antara keduanya

Secara teoritikal teknik :Listrik merupakan salah satu bentuk energi yang tersimpan dalam bentuk magnet, muatan elektron, kimia dll.

Untuk mengetahui suatu benda bersifat listrik maka kita hanya bisa mengenalnya dengan gejala yang ditimbulkan dari benda tersebut

NextPrev. Main

Definisi Listrik

• Listrik merupakan suatu fenomena fisik yang berkaitan dengan adanya aliran muatan listrik.

• Llistrik merupakan energi yang dapat diubah menjadi energi lain, menghasilkan panas, cahaya, kimia, atau gerak/mekanik (Heinz Frick, dkk)

• Listrik adalah aliran atau pergerakan elektron-elektron yaitu partikel atom yang bermuatan negatif (Joyce James, dkk)

• Listrik adalah sumber energi yang disalurkan melalui kabel atau penghantar lainnya (Gatot, dkk).

• Listrik adalah energi yang paling banyak dimanfaatkan manusia (Aip Saripudin).

• Listrik adalah sumber energi yang sangat penting bagi manusia (Neti Lim, dkk).

NextPrev. Main

Definisi Listrik

APA YANG ANDA KETAHUI TENTANG LISTRIK ??Menurut tata bahasa :Listrik adalah kondisi dari partikel subatomik tertentu, seperti elektron dan proton, yang menyebabkan penarikan dan penolakan gaya di antara keduanya

Secara teoritikal teknik :Listrik merupakan salah satu bentuk energi yang tersimpan dalam bentuk magnet, muatan elektron, kimia dll.

Untuk mengetahui suatu benda bersifat listrik maka kita hanya bisa mengenalnya dengan gejala yang ditimbulkan dari benda tersebut

NextPrev. Main

Model Atom

Model Tata Surya

Model Atom

NextPrev. Main

Model Atom

Struktur atom tembaga

NextPrev. Main

Model Atom

Gaya Tarik-menarik

Gaya Tolak-menolak

NextPrev. Main

Peralatan Listrik

NextPrev. Main

Peralatan Listrik

NextPrev. Main

Peralatan Listrik

Dalam kehidupan sehari-hari banyak kita temukan peralatan yang menggunakan catu daya listrik sebagai contoh•Komputer•Handphone•TV•Kulkas•AC•Lampu•Kereta Api•Peralatan multimedia•Dll

NextPrev. Main

Bahan Konduktor

• Konduktor (penghantar) adalah suatu bahan yang dapat menghantarkan arus listrik.

• Sifat terpenting yang harus dimiliki oleh konduktor adalah:

daya hantar listrik (electrical conductivity) tinggi, atau tahanan jenis (resistivity) rendah, dimana besarnya tergantung pada ikatan atau struktur atom/molekul dari bahan penghantar tersebut.

NextPrev. Main

Bahan Konduktor

1212 1 ttRtRt

dimanaRt2 = tahanan dari bahan pada temperatur t2 (Ω)Rt1 = tahanan dari bahan pada temperatur t1 (Ω)t1 = temperatur permulaan yang rendah (0C)t2 = temperatur yang lebih tinggi (oC)α = koefisien suhu tahanan pada masa konstan (Ω/oC)

Pengaruh perubahan temperatur terhadap nilai tahanan (resistansi)

NextPrev. Main

Penampang Konduktor

NextPrev. Main

Struktur Bahan Konduktor

Berdasarkan susunan kawat/penampang :

• Kawat pejal• Kawat berlilit • Kawat berongga• Kawat serabut

Berdasarkan susunan/struktur material :

• Kawat/ bahan dari logam murni• Kawat/ bahan dari logam campuran (alloy)• Kawat/ bahan dari logam paduan

NextPrev. Main

Struktur Bahan Konduktor

NextPrev. Main

Wujud Konduktor

Menurut bentuk/wujudnya, bahan konduktor dapat dibagi dalam 3 jenis, yakni:1.Bahan konduktor berbentuk padatTembaga, aluminium, perak, besi, Baja, Wolfram, Molibdenum, Platina, Timah2.Bahan konduktor berbentuk cair Air raksa3.Bahan konduktor berbentuk gas Metana, etana

NextPrev. Main

Bahan Isolator

• Susunan atom suatu unsur atau bahan berbeda-beda. • Bahan logam susunan atomnya mengandung banyak

muatan elektron valensi• Bahan-bahan seperti kayu, kaca, plastik, kertas, karet dan

sejenisnya mempunyai struktur yang berbeda dengan bahan logam.

• Elektron valensi pada bahan-bahan ini jumlahnya sangat sedikit sehingga mempunyai ikatan yang sangat kuat dengan inti sehingga susah bagi elektron untuk berpindah ke lintasan atom lainnya.

• Bahan-bahan ini disebut Isolator

NextPrev. Main

Bahan Isolator

• Bahan-bahan isolator berfungsi untuk menghambat aliran arus listrik.

• Isolator berguna pula sebagai penopang beban atau pemisah antara konduktor tanpa membuat adanya arus mengalir ke luar atau antara konduktor

NextPrev. Main

Wujud Isolator

Menurut bentuk/wujudnya, bahan konduktor dapat dibagi dalam 3 jenis, yakni:1. Bahan konduktor berbentuk padat (Batu pualam, mika, kertas, kayu, benang, gelas, porselain, plastik, keramik, lilin, parafin, dll)2.Bahan konduktor berbentuk cair Air suling, minyak trafo, minyak kabelBahan konduktor berbentuk gas Nitrogen, Hidrogen, Karbon dioksida dan Gas SF6

NextPrev. Main

Isolator

NextPrev. Main

Isolator Cair

NextPrev. Main

Isolator Gas

NextPrev. Main

Bahan Semi Konduktor

• Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara insulator (isolator) dan konduktor.

• Semikonduktor disebut juga sebagai bahan setengah penghantar listrik.

NextPrev. Main

Bahan Semi Konduktor

• Suatu semikonduktor bersifat sebagai insulator jika tidak diberi arus listrik dengan cara dan besaran arus tertentu, namun pada temperatur, arus tertentu, tatacara tertentu dan persyaratan kerja semikonduktor berfungsi sebagai konduktor, misal sebagai penguat arus, penguat tegangan dan penguat daya.

• Untuk menggunakan suatu semikonduktor supaya bisa berfungsi harus tahu spesifikasi dan karakter semikonduktor itu, jika tidak memenuhi syarat operasinya maka akan tidak berfungsi dan rusak.

• Bahan semikonduktor yang sering digunakan adalah silikon, germanium, dan gallium arsenide

• Semikonduktor merupakan elemen dasar dari komponen elektronika seperti dioda, transistor dan sebuah IC (integrated circuit

NextPrev. Main

Bahan Semi Konduktor

NextPrev. Main

Kelebihan Listrik

Mengapa Menggunakan Energi Listrik?.•Praktis•Aman•Handal•Bersih•Mudah dikonversi ke energi lain•Tersedia dimana-mana•Ekonomis•Dll

NextPrev. Main

Sistem Tenaga Listrik

NextPrev. Main

Sistem Tenaga Listrik

NextPrev. Main

Komponen Sistem Tenaga Listrik

• Pembangkit Listrik• Saluran Transmisi• Jaringan Distribusi• Peralatan proteksi

NextPrev. Main

Pembangkit Tenaga Listrik

• Renewable (Sumber energi dapat diperbaharui) atau bersifat jumlahnya sangat besar tak terbatas sampai kapanpun tidak akan habis

• Non Renewable (Sumber energi tidak dapat diperbaharui) Bisa habis kalau tidak dimanaje dengan baik Biasanya dari fosil

NextPrev. Main

Pembangkit Tenaga Listrik

• PLTA(Air)• PLTU(Uap, Batubara)• PLTG (Gas)• PLTGU (Gas dan Uap)• PLTN(Nuklir)• PLTP(Panas Bumi)• PLTMH (Mikro Hidro)• PLTW (Wind atau Angin)• PLTS(Surya atau Matahari)• PLTB(Biogas)• PLT?? (Lainnya...)

Mana yang Renewable dan mana yang Non Renewable?

NextPrev. Main

Bentuk Energi Listrik

Arus Listrik Bolak-balik ( A-C) • Diproduksi oleh generator A-C (Pembangkit Listrik Besar

seperti PLTU, PLTA, PLTGU, PLTD, PLTN• Dipakai untuk peralatan listrik besar baik di rumah tangga maupun

industri.• Indonesia menggunakan Listrik AC untuk jaringan utama

Arus Listrik Searah (D-C) • Diproduki oleh generator DC untuk mendapatkan energi yang

besar. (PLT Angin, PLT Matahari)• Kapasitas besar untuk menjalankan motor elevator • Kapasitas kecil diproduksi oleh sel baterai atau rectifier untuk

mencukupi kebutuhan telpon, alat elektronik, lampu emergency dan kebutuhan khusus lainnya.

NextPrev. Main

Perbedaan AC VS DC

Arus Listrik Bolak-balik ( A-C) • Arus, tegangan mempunyai polaritas positif dan negatif dalam 1

periode gelombang• Mempunyai frekuensi yang kontan atau dapat berubah• Bentuk gelombang bisa sinusoidal, kotak atau gigi gergaji• Banyak digunakan pada peralatan listrik berdaya besar

Arus Listrik Searah (D-C) • Arus dan tegangan hanya mempunyai satu polaritas, positif

atau negatif• Frekuensi sama dengan nol• Banyak digunakan untuk catu daya peralatan yang berdaya

kecil

NextPrev. Main

Listrik AC

Contoh peralatan yang membutuhkan listrik AC• Lampu TL• Pompa Air• Air Conditioner• Kipas Angin• Mesin Cuci• TV• Kulkas• Kompor Listrik• Las Listrik• Heater (Pemanas)• Rice cooker• Oven Listrik• Lift• Escalator• Kompressor• Vacum Cleaner• Mixer• Dll

NextPrev. Main

AC VS DC

NextPrev. Main

Listrik DC

Contoh peralatan yang membutuhkan listrik DC• Handphone• Tablet• Laptop• Lampu LED• Radio• Audio Player• HT• Kamera• Power Bank• Mainan anak• Alat ukur portabel• Peralatan di kendaraan (mobil)• Dll

NextPrev. Main

Listrik Yang Berkualitas

Listrik AC•Tegangan konstan (tetap)•Frekuensi konstan•Faktor daya = 1 atau mendekati 1•Bentuk gelombang sinus murni (Tidak ada cacat)•Kontinu

NextPrev. Main

Listrik Yang Berkualitas

Listrik DC•Tegangan konstan (tetap)•Bentuk gelombang lurus stabil pada nilai tertentu (sesuai kebutuhan)•Tidak ada ripel•Kontinu

NextPrev. Main

Analogi Listrik

NextPrev. Main

Besaran Listrik

• Untuk mempelajari ilmu teknik listrik, perlu diketahui besaran-besaran yang sering digunakan dalam aplikasi teknik listrik

• Besaran listrik adalah nilai-nilai yang digunakan untuk mengukur parameter-parameter kelistrikan

• Ada banyak besaran yang digunakan dalam teknik tenaga listrik, untuk itu besaran yang akan dibahas adalah yang paling umum digunakan

NextPrev. Main

Besaran Listrik

• Arus• Tegangan• Resistansi• Frekuensi• Daya• Energi• Faktor Daya

NextPrev. Main

Besaran Listrik

NextPrev. Main

Arus Listrik

• Arus listrik dapat digambarkan seperti arus air, dengan perbedaan utamanya adalah pada arus air, alirannya merupakan molekul-molekul air bergerak kearah tertentu, sedangkan pada pada arus listrik yang bergerak adalah elektron-elektron bebas.

• Arus air mengalir dari permukaan tinggi menuju ke permukaan rendah.

• Arus listrik mengalir dari tegangan (potensial) tinggi menuju ke potensial rendah.

• Potensial disini adalah konsentrasi muatan elektron pada suatu titik

• Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang disebabkan dari pergerakan elektron-elektron yang mengalir melalui suatu titik dalam rangkaian listrik tiap satuan waktu.

NextPrev. Main

Arus Listrik

• Satuan standar internasional (SI) untuk arus listrik adalah Ampere yang disimbolkan dengan “A”.

• Satu Ampere adalah 6,28 x 1018 elektron (atau setara dengan 1 coulomb) yang mengalir melalui suatu penampang tertentu selama 1 detik.

• Dalam rumus listrik, arus listrik ini disimbolkan sebagai huruf I.

NextPrev. Main

Muatan Listrik

• Muatan listrik dengan notasi Q dalam satuan Coulomb, yang diambil dari nama Charless Aaugusti de Coulomb (1736 – 1806) menyatakan bahwa :

• “Satu Coulomb adalah jumlah muatan listrik yang melalui suatu titik atau penampang sebesar satu ampere selama satu detik”,

dirumuskan : Q = I .t

NextPrev. Main

Tegangan Listrik

• Tegangan Listik yaitu perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik

• Tegangan listrik dinyatakan dalam satuan volt. • Besaran ini mengukur energi potensial dari sebuah medan

listrik yang mengakibatkan adanya aliran listrik dalam sebuah konduktor listrik.

• Nilai tegangan tergantung pada perbedaan potensial listriknya

• Tegangan listrik dapat dikategorikan menjadi tegangan ekstra rendah, rendah, menengah, tinggi dan ekstra tinggi.

• Secara definisi tegangan listrik menyebabkan obyek bermuatan listrik negatif tertarik dari tempat bertegangan rendah menuju tempat bertegangan lebih tinggi.

• Sehingga arah arus listrik konvensional di dalam suatu konduktor mengalir dari tegangan tinggi menuju tegangan rendah.

NextPrev. Main

Tegangan Listrik

• Tegangan listrik diberi notasi V atau E yang diambil dari nama Alexandre Volta (1748 – 1827) merupakan perbedaan potensial antara dua titik yang mempunyai perbedaan jumlah muatan listrik, juga menyatakan bahwa :

• “Satu volt adalah perubahan energi sebesar satu joule yang dialami muatan listrik sebesar satu coulomb”, yang dirumuskan :

V = W/Q

• dimana V adalah tegangan listrik dalam satuan volt, W adalah energi listrik dalam satuan joule dan Q adalah muatan listrik dalam satuan Coulomb

NextPrev. Main

Tegangan Listrik

• Besaran ini mengukur energi potensial dari sebuah medan listrik yang mengakibatkan adanya aliran listrik dalam sebuah konduktor listrik.

• Tergantung pada perbedaan potensial listriknya, suatu tegangan listrik dapat dikatakan sebagai ekstra rendah, rendah, tinggi atau ekstra tinggi.

NextPrev. Main

Tegangan Listrik

Batere Lampu/dll.

Pompa Alat plambingTekanan Air dalam pipa sehingga air mengalir

Terjadinya gerak listrik

Voltase

NextPrev. Main

Resistansi

• Dalam sirkuit pipa air, arus air akan dihambat oleh adanya friksi dalam pipa

• Arus listrik dalam konduktor/penghantar akan dihambat oleh resistan/hambatan/tahanan.

• Simbol resistan pada sirkuit arus searah (dc) adalah R, dan pada arus bolak-balik R (a-c) di simbolkan sebagai Z (impedansi), dengan unit satuannya adalah ohm.(Ω)

NextPrev. Main

Frekuensi

• Frekuensi menyatakan banyaknya gelombang per detik

• Sistem Tenaga Listrik di Indonesia (PLN) menggunakan Frekuensi 50 HZ, artinya: Dalam waktu 1 detik menghasilkan 50 gelombang

• Gelombang membutuhkan waktu 1/50 detik, Apabila frekuensi besarnya f Hz, maka : Dalam waktu 1 detik menghasilkan f gelombang

• 1 gelombang membutuhkan waktu 1/f detik. • Untuk mencapai 1 gelombang penuh (perioda penuh)

dibutuhkan waktu T detik.

NextPrev. Main

HUKUM OHM

• George Simon OhmGeorge Simon Ohm adalah seorang ahli fisika Jerman yang melakukan serangkaian percobaan dalam bidang listrik dan menemukan hubungan antara arusarus dan tegangantegangan yang dilewatkan pada suatu tahanan tahanan (resistansi).(resistansi).

• Apabila dalam suatu rangkaian listrik tertutup dihubungkan tegangan listrik sebesar 1 Volt dan dipasang tahanan listrik 1 , maka dalam rangkaian tersebut akan mengalir arus listrik sebesar 1 Ampere

NextPrev. Main

HUKUM OHM

• Hukum Ohm, menghubungkan antara I (arus, amp), V (voltase,volt) dan R (resistan, ohm) dengan rumus :

• yang menyatakan bahwa arus listrik yang menghantar melalui suatu konduktor/penghantar logam sebanding dengan beda potensial di antara ujung-ujung penghantar pada suhu konstan.

• Rasio beda potensial terhadap arus sama dengan hambatan penghantar

RVI =

NextPrev. Main

HUKUM OHM

00

+

A

-+

0 0

GS

-

Syarat arus mengalir :1. Adanya sumber tegangan2. Adanya alat penghubung3. Adanya beban4. Rangkaian dalam keadaan tertutup

NextPrev. Main

HUKUM OHM

I =VR [ Ampere ]

V = I x R [ Volt ]

R = [ Ohm ]

vI R

A

DAYA (P) = x V V²

R

= I x V =I x I x R = I² x R

P = I x V VR

V

NextPrev. Main

HUKUM OHM

Ketika Ohm membuat percobaan tentang listrik, ia menemukan antara lain :•Bila hambatan tetap, maka arus pada setiap rangkaian adalah berbanding langsung dengan tegangannya. Bila tegangan bertambah, maka aruspun bertambah begitu pula bila arus berkurang, maka aruspun semakin kecil.•Bila tegangan tetap, arus dalam rangkaian menjadi berbanding terbalik terhadap rangkaian itu, sehingga bila hambatan bertambah maka arus akan berkurang dan sebaliknya bila hambatan berkurang maka arus akan semakin besar.

NextPrev. Main

HUKUM OHM

• Daya listrik adalah kemampuan atau kapasitas untuk melakukan suatu usaha atau energi.

• Kalau di rumah terpasang daya sebesar 900 watt, artinya besarnya kemampuan yang dapat digunakan untuk melakukan usaha atau energi listrik adalah sebesar 900 watt

• Pada lampu pijar, tenaga listrik diubah menjadi bentuk tenaga cahaya dan panas.

• Seandainya sebuah lampu menyala dalam waktu satu jam, maka selama itu lampu menggunakan sejumlah tenaga tertentu.

NextPrev. Main

HUKUM OHM

• Bila lampu itu menyala selama dua jam, sudah tentu lampu itu menggunakan tenaga listrik sebanyak dua kali lipat dari yang satu jam.

• Dari uraian tersebut dapat disimpulkan bahwa : “Jumlah tenaga yang digunakan, berbanding lurus dengan waktu menyala lampu”

TAHANAN / HAMBATAN Hukum alam :

Pergerakan benda di atmosfer bumi secara umum akan mengalami

hambatan dari media yang dilalui oleh benda tersebut.

Pergerakan benda sangat dipengaruhi oleh :

BENDA

NEXT

• besar daya pendorong benda tersebut• tingkat licinnya landasan, pengaruh angin dan

penghambat lainnya

TAHANAN LISTRIKHukum Ohm : V = I x R [ Volt ]

Aliran arus listrik dalam konduktor menimbulkan gesekan arus listrik dengan material konduktor.

R adalah tahanan penghantar listrik (konduktor) sepanjang l meter

lAR =

l = panjang konduktor [m]A = luas penampang [mm2]

dimana tahanan jenis mm² m[ ]

A = r²

l 2 r

NEXT

PENGARUH PANAS PADA TAHANAN LISTRIKAliran listrik menimbulkan panas di konduktor yang dipengaruhi oleh adanya tahanan pada

konduktor tersebut. Akibatnya nilai tahanan listrik akan mengalami perubahan yang besarnya dinyatakan dengan

rumus :

Dimana : = koeff. temp. konduktor ; t = (Tt – To)0

Rt = Ro (1 + t)

Semakin tinggi panas, maka nilai tahanan akan semakin besar

Rt > Ro

NEXT

CONTOH :Suatu beban yang mempunyai tahanan R = 22 dihubungkan ke sumber tegangan (V) yang besarnya 220 Volt. Berapa besar arus ( I ) dan daya (P) yang akan mengalir pada rangkaian tersebut ?

VI

R = 22 = 220 V= ?

Jawab :I =V

R= 220

22=10 Ampere

P = V x I= 220 x 10 (V.A)= 2.200 VA

Hukum Ohm : V = I x R

NEXT

BANYUWANGI

SURABAYA

PEMAHAMAN HAMBATAN

LEWAT JEMBER

LEWAT SITUBONDO

LEWAT JEMBER LANCAR

LEWAT SITUBONDO MACET

LEWAT JEMBER

1 1000 +

-

?

TANAH

NEXT

Diketahui konduktor suatu jaringan listrik panjangnya 1 km dengan penampang 70 mm² terbuat dari aluminium ( = 0,027 mm²/m). Bila konduktor dialiri arus sebesar 10

ampere, berapa jatuh tegangan pada konduktor tersebut ?

VS = 220 V R

R = lA 100

070

= 0,386

Jatuh tegangan (V drop ) =

I x R = ( 10 x 0,386 ) Volt = 3,86 Volt

VR = ?I

Contoh aplikasi hukum Ohm di jaringan PLN

NEXT

Rencana mengerjakan soal :

V = I x R I = diketahui R = tidak diketahuiR = diketahui

jatuh tegangan

Rp

TAHANAN

(BEBAN)

Vs

R

Rp

Memerlukan uang untuk

operasi sumber listrik

agar bisa menghasilkan

daya listrik yang

diperlukan beban

kWh meter

KulkasTV

Mesin cuciSeterika

dll

Biaya ditanggun

g pelanggan

Rp ditanggung siapa ?Biaya pembangkit ditanggung yang mendistribusikan listrik

P 3 B DISTRIBUSI PLG

~PJB/IP

NEXT

PROSES BISNIS ANTAR UNIT P 3 B - DISTRIBUSI

kWhmeter

kWhmeter

Rp akibat arus listrik mengalir ditanggung

P3B?Rp.

DITANGGUNG DISTRIBUSI

Rp dibayar

pelanggan NEXT

Diketahui konduktor suatu jaringan listrik panjangnya 2 km dengan penampang 70 mm

terbuat dari aluminium besar tahanan konduktor sebesar 0,386 /km.

Bila tegangan sumber sebesar 220 Volt, kemudian konduktor dialiri arus sebesar 10 ampere, berapa

besar tegangan di ujung jaringan ?

VS = 220 V

R

Jatuh tegangan (V drop ) =

I x R = ( 10 x 0,772 ) Volt = 7,72 Volt

VR = ?I

Contoh aplikasi hukum Ohm di jaringan PLN

R =2 x 0,386 = 0,772

Besar tegangan ujung jaringan =

220 V – 7,72 Volt = 212,28 V NEXT

Contoh aplikasi hukum Ohm

200 kVA

20 kVI = ?

Beban sebesar 200 kVA memperoleh tegangan sumber sebesar 20 kV. Berapa besar arus yang melewati konduktor tersebut ?Jawab :P = I x V I = P

V =200203= 5,7

Ampere

Kemudian dipasang sekering pengaman untuk mengamankan arus lebih yang ditimbulkan oleh gangguan dari sisi bawah atau

atas

Bagaimana kalau bebannya adalah trafo ???

Door !

+

-

Kemampuan beban dilewati arus adalah maksimal = 5,7 A artinya

….?

P = 200 kVA V = 20 kV

NEXT

TAHANAN LISTRIKHukum Ohm : V = I x R [ Volt ]

lAR =

lA1 = rA²

2 rA

A2 = rB²

2 rB

• Faktor beda tahanan• Pengepresan

• Panas yang timbul

8

Untuk ukuran konduktor yang sama Rbesi

Rtembaga

tembaga = 1,72. 10- 8 besi = 10. 10- 8

NEXT

Tembaga Besi

HUKUM KIRCHOFFHUKUM KIRCHOFF

I = 0I1 + I2 + I3 + …+ In = 0

I1

I2I3

I4

I5

I1 +I1 +

Buat patokan :Bila arah arus yang menuju

titik diberi tanda positif, maka arah arus yang

meninggalkan titik diberi tanda negatif atau

sebaliknya.ATAU INGAT UANG DI

DOMPETI2 + (-I3) + (-I4) + (-I5) =0I2 = I3 +I4 + I5

NEXT

Hukum Kirchoff 1 :pada setiap rangkaian listrik, jumlah aljabar dari arus-arus yang bertemu di satu titik adalah nol

Gustaf Robert Kirchhoff : guru besar Univ. di Jerman

I = 0 :

HUKUM KIRCHOFF IHUKUM KIRCHOFF IContoh soal :Contoh soal :

Hitung I5, bila I1 = I4 = 3 A, I2 = 5 A, I3 = 4 AJawab :Jawab :

I3I4

I1

I2

I5 1 + (- I5) = 0

I1 + I2 + (I3) + (-I4) + (-I5) = 0Hitung I5, bila I1 = I4 = 3 A, I2 = 4 A, I3 = 5 AJawab

I1 + I2 +(-I3) +(-I4) + (-I5)= 03 +5 +(- 4) +(-3) +(-I5)= 0

I5 = 1 A

3 + 4 + (-5) + (-3) + (- I5) = 03 + 4 – 5 – 3 = I5 I5 = - 1 A

NEXT

Ilustrasi Aliran Air Melalui Bak Penampung

BAKPENAMPUNG

AIR

NEXT

Aplikasi Hukum Kirchoff 1 di jaringan PLN

I3 = 10 A

I2 = 6 A

I1 = 2 AItotal =?

Berdasarkan Hukum Kirchoff I : I = 0

I total = I1 + I2 + I3= 2 A + = 18 Ampere

Bagaimana bila pengepresan titik sambung (tap connector)

tidak rapat ???

Itot +(- I1) +(- I2) +(- I3) = 0

Itotal =18 A

NEXT

Tap connector

1,5 ARp

6 A +10 A

Contoh Aplikasi Hukum Kirchoff 1 dalam Jaringan PLN

S

I

I1I2

I = I1 + I2

I4I3 I1 =I3 + I4

I2 : arus bodi LV panel

I3 = arus bodi trafoI4 = arus arrester

NEXT

Hukum Kirchoff II :Jumlah hasil perkalian antara kuat arus dan tahanan pada cabang atau lingkaran tertutup sama dengan besarnya tegangan sumber cabang tersebut

Gustaf Robert Kirchhoff : guru besar Univ. di Jerman

E = IRContoh :R =10 Hitung kuat arus bila E = 20 VoltJawab : E = I (R)

E= 10

= 20 V

20 = I (10 )I = 2 Ampere

R

II = ?

NEXT

Aplikasi Hukum Kirchoff 2 dalam jaringan PLN

E = VS = 220 VPelanggan

R penghantar = 0,5

R penghantar = 0,5

I = 10 A

Hukum Kirchoff II : E = IR

220 =220 Volt =

220 Volt = 10 Volt + V pelanggan

220 Volt – 10 Volt = V pelangganV pelanggan = 210 Volt

Vs =(I x Rpht) +

(I x Rpht) +

(I x R pelanggan)(10 x 0,5) + V

pelanggan(10 x 0,5) +

5 Volt +

5 Volt +

V pelanggan

KESUMBER

Berapa tegangan di pelanggan bila tegangan sumber 220 V, arus yang mengalir 10 A dan tahanan penghantar masing-masing 0,5

NEXT

TAHANAN PENGGANTI (EKIVALEN) RANGKAIAN SERI

Rumus Tahanan Pengganti ekivalen

(Req) rangkaian seri= R1 + R2 + R3

E

R1

R3

R2Req

E Req

Sama dengan jumlah masing-masing

tahanan

A

B

A B

Aplikasi rangkaian tahanan seri dalam jaringan PLN

Misal suatu jaringan TR existing berdiameter 70 mm² diperpanjang menggunakan konduktor berdiameter 50 mm². Besar tahanan konduktor 70 mm² = 0,3 /km dan besar konduktor berdiameter 50 mm² = 0,4 /km. Berapa jumlah tahanan konduktor setelah diperpanjang ?Jawab : Besar tahanan jaringan setelah diperpanjang :

R1 + R2 = 0,3 + 0,4 = 0,7 Apa kesimpulan dari contoh soal

tersebut diatas ?

Al 70 mm² Al 50 mm²

NEXT

TAHANAN PENGGANTI (EKIVALEN) RANGKAIAN PARALEL

Tahanan Pengganti ekivalen (Req) rangkaian paralel :1R1

1R2

1Req

1R3

= + +

E R1R2R3

R3 R1R3 R2 R1 ekivalen R3 R2 R1 E R3 R2 R1

Aplikasi tahanan paralel pada jaringan PLN

R1 R2 R3

R ekivalen :

2,86

R1 R2 R3

GSW GSW

TANAH

UDARA

1R1

+1

R2+ 1

R3

1Req

=

= 4 = 20 = 20

14 + 1

20+ 120

720

1Req

=1

Req= Req = 20

7 = NEXT

GSW GSW

TANAHTANAH

Panjang garis = 10 cm

BESARAN SKALAR :BESARAN SKALAR : garis yang hanya memiliki besar, namun tidak memiliki arah

Panjang garis = 3 cm

A BC D

A

B C

D

Penjumlahan garis AB + CD = AD

A BC D

NEXT

VEKTOR : garis yang memiliki besar dan arah

Panjang garis = 10 cm dan mempunyai arah

PANGKAL UJUNG

A

B

C D

AB + ADCD =

Penjumlahan Vektor = panjang garis yang

dimulai (pangkalnya) di titik pangkal garis yang dijumlahkan dan diakhiri (ujungnya) di ujung garis

yang dijumlahkan

C D

NEXT

Main

Terima Kasih

Prev.