I 1 (1) b Jika induktansi kumparan tegangan diperhitungkan :
5. Kesalahan akibat EDDY Current (Arus pusar)
4.5. Watt Jam meter
Watt jam meter merupakan alat ukur untuk mengukur energi listrik dalam orde Kwh. Karena energi merupakan perkalian antara daya dengan waktu, maka watt jam meter membutuhkan kedua faktor ini. Pada prinsipnya, watt jam meter adalah sebuah motor kecil yang mempunyai kecepatan sebanding dengan daya yang melaluinya. Total putaran dalam suatu waktu
sebanding dengan total energi,
atau watt-jam, yang dikonsumsi
selama waktu tersebut. Alat ukur watt jam tidak sering digunakan di laboratorium tetapi banyak digunakan untuk pengukuran
energi listrik komersil.
Kenyataannya adalah bahwa
disemua tempat dimanapun,
perusahaan listrik menyalurkan energi listrik ke industri dan
pemakai setempat (domestik). Alat ini bekerja berdasarkan prinsip
kerja induksi.
4.5.1. Konstruksi dan Cara Kerja Watt jam meter
Elemen alat ukur watt jam satu fasa ditunjukkan pada gambar 4-
22 dalam bentuk skema.
Kumparan arus dihubungkan seri dengan jala-jala, dan kumparan tegangan dihubungkan paralel. Kedua kumparan yang dililitkan pada sebuah kerangka logam dengan desain khusus melengkapi dua rangkaian maghnit. Sebuah
piringan aluminium ringan digantung di dalam senjang udara medan kumparan arus yang menyebabkan arus pusar mengalir di dalam piringan. Reaksi arus pusar dan medan kumparan tegangan membangkitkan sebuah torsi (aksi motor) terhadap piringan dan menyebabkannya berputar.
Gambar 4 - 22. Konstruksi watt jam meter Torsi yang dibangkitkan sebanding
dengan kuat medan kumparan tegangan dan arus pusar di dalam piringan yang berturut-turut adalah fungsi kuat medan kumparan arus. Berarti jumlah putaran piringan sebanding dengan energi yang telah dipakai oleh beban dalam selang waktu tertentu, dan diukur dalam kilowatt-jam (kWh, kilowatt jam). Poros yang menopang piringan aluminium dihubungkan melalui susunan roda gigi ke mekanisme jam dipanel alat ukur, melengkapi suatu pembacaan
kWh yang terkalibrasi dalam
desimal.
Redaman piringan diberikan oleh dua maghnit permanen kecil yang ditempatkan saling berhadapan pada sisi piringan. Bila piringan berputar, maghnit-maghnit permanen mengindusir arus pusar di dalamnya. Arus-arus pusar ini bereaksi dengan medan maghnit dari maghnit-maghnit permanen kecil dan meredam gerakan piringan.
Kalibrasi alat ukur watt jam
dilakukan pada kondisi beban penuh yang diijinkan dan pada kondisi 10% dari beban yang diijinkan. Pada beban penuh, kalibrasi terdiri dari pengaturan
magnit magnit poros piringan Jala-jala Kumparan tegangan piringan
Magnit inti Kumparan
posisi maghnit-maghnit permanent kecil agar alat ukur membaca dengan tepat. Pada beban-beban yang sangat ringan, komponen tegangan dari medan menghasilkan suatu torsi yang tidak berbanding langsung dengan beban. Kompensasi kesalahan
diperoleh dengan menyisipkan
sebuah kumparan pelindung atau
pelat diatas sebagian kumparan tegangan dengan membuat alat ukur bekerja pada 10% beban yang diijinkan. Kalibrasi alat ukur pada kedua posisi ini biasanya menghasilkan pembacaan yang memuaskan untuk semua beban- beban lainnya. Sebuah alat ukur watt jam satu fasa ditunjukkan pada gambar 4-23.
Gambar 4-23. Mekanik meter induksi elektromekanik
Meter induksi elektromekanik
beroperasi dengan menghitung putaran dari cakram aluminium
yang dibuat berputar dengan
kecepatan proporsional dengan
power yang digunakan. Alat ini
mengkonsumsi power yang kecil sekitar 2 watts. Cakram metalik bekerja dengan dua kumparan. Kumparan satu disambungkan dengan sebuah benda yang menghasilkan flux magnetik yang
Keterangan :
(1) Kumparan tegangan, yang dihubungkan paralel dengan beban
(2) Kumparan arus, dihubungkan seri dengan beban (3) Stator
(4) Piringan Aluminium Rotor (5) rotor brake magnets (6) spindle dengan worm gear
(7) Display dial : 1/10, 10 dan 1000 , 1, 100 dan 10000.dials berputar searah jarum jam
proporsional dengan tegangan dan kumparan kedua disambungkan dengan benda yang menghasilkan
flux magnetik yang proporsional dengan arus. Keadaan ini menghasilkan eddy currents di cakram dan efeknya adalah gaya
yang digunakan dalam cakram proporsional dengan hasil arus dan tegangan. Magnet permanen menggunakan gaya berlawanan yang proporsional dengan kecepatan rotasi cakram, hal ini
menyebabkan sebuah
pengereman yang menyebabkan cakram berhenti berputar. Tipe meter yg didiskripsikan di atas digunakan pada AC fasa tunggal. Perbedaan konfigurasi antara fasa tunggal dan tiga fasa adalah
terletak adanya tambahan
kumparan tegangan dan arus.
Gambar 4-24. Meter induksi elektromekanik, 100 A 230/400 V. cakram baling-baling aluminium horisontal merupakan pusat meter Pengukuran energi dalam sistem
tiga fasa dilakukan oleh alat ukur watt jam fasa banyak. Kumparan arus dan kumparan tegangan dihubungkan dengan cara yang sama seperti wattmeter tiga fasa. Masing-masing fasa alat ukur watt
jam mempunyai rangkaian
maghnetik dan piringan tersendiri, tetapi semua piringan dijumlahkan secara mekanis dan putaran total permenit dari poros sebanding dengan energi total tiga fasa yang dipakai.
4.5.2. Pembacaan
Cakram aluminium dilengkapi dengan sebuah spindle yang
mempunyai worm-gear untuk
menggerakkan register. Register seri dengan dial yang berfungsi
untuk merekam jumlah energi
yang digunakan. Dial termasuk
tipe cyclometer, yaitu sebuah
display seperti odometer yang
menampilkan setiap dial digit
tunggal lewat jendela pada permukaan meter, atau tipe pointer
dimana sebuah pointer menunjukkan setiap digit. Pointer biasanya berputar dalam arah berlawanan dengan mekanik ulir. Jumlah energi yang dipergunakan ditunjukkan oleh putaran cakram, dinotasikan dengan simbol KWh yang diberikan dalam unit watt jam per putaran. Dengan mengetahui
nilai KWh, seorang pelanggan
dapat menentukan konsumsi daya yang dipergunakan dengan cara
menghitung putaran cakram
dengan stopwatch. Jika waktu yang dibutuhkan cakram dalam detik untuk menyelesaikan satu putaran adalah t, dan daya dalam watt adalah P=3600xKWh/t. Contoh, jika KWh=7.2 dan satu putaran membutuhkan waktu 14.4
detik, maka dayanya adalah 1800 watts. Metode ini dapat digunakan untuk menentukan konsumsi daya dari peralatan rumah tangga.
Sebagian besar meter listrik domestik masih dicatat secara
manual, dengan cara
perwakilan/utusan dari perusahaan listrik atau oleh pelanggan. Dimana pelanggan membaca meter, pembacaan harus dilaporkan ke perusahaan listrik lewat telepon,post atau internet.
Seorang karyawan perusahaan
listrik biasanya mengunjungi
pelanggan sedikitnya setiap tahun untuk mengecek pembacaan
pelanggan serta melakukan
pengecekan keselamatan dasar meter.
