TUGAS AKHIR
ANALISIS PENGARUH PEMAKAIAN KAPASITOR
TERHADAP KERJA KWH METER INDUKSI
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikanpendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro
Oleh :
Irwanto Tumanggor
040402089
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
Lembaran pengesahan
ANALISIS PENGARUH PEMAKAIAN KAPASITOR
TERHADAP KERJA KWH METER INDUKSI
Oleh :
Irwanto Tumanggor
040402089
Tugas akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana Teknik Elektro
Disetujui oleh :
Dosen Pembimbing
Ir.Surya Tarmizi Kasim,Msi NIP : 131 572 868
Diketahui oleh :
Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU,
Ir. Nasrul Abdi, MT NIP : 131 459 555
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
ABSTRAK
KWH meter adalah alat ukur pemakain energi listrik yang
digunakan oleh produsen listrik (PLN) dalam menentukan biaya yang
akan dibayarkan oleh konsumen energi listrik. Dalam KWH meter
yang diukur adalah daya aktif sedangkan daya yang diberikan oleh
PLN adalah daya nyata yaitu penjumlahan vektoris daya aktif dan
daya reaktif.
Untuk meminimalkan daya yang perlu dikirim oleh produsen
listrik (PLN), maka sebisa mungkin daya reaktif harus dieliminasi.
Jika beban bersifat induktif, maka perlu ditambahkan kapasitor. Dan
jika beban bersifat kapasitif maka perlu ditambahkan induktor
sehingga daya reaktif kecil atau mendekati nol.
Karena beban pada lingkungan perumahan dan industri
sebagian besar bersifat induktif seperti lampu TL, AC, Komputer, atau
motor-motor listrik, maka penambahan kapasitor adalah salah satu
cara yang mungkin untuk memaksimalkan energi listrik yang bisa
kita pakai. Oleh karena itu pada Tugas Akhir ini akan dibahas
keuntungan atau kerugian pemakaian kapasitor terhadap pengukuran
KATA PENGHANTAR
Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan yang Maha Kuasa, karena atas berkat dan rahmatNya sehingga penulis diberikan kemampuan untuk dapat menyelesaikan Tugas akhir ini.
Tugas akhir ini berjudul : “ANALISIS PENGARUH PEMAKAIAN KAPASITOR TERHADAP KERJA KWH METER INDUKSI”. Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan pada Departemen Teknik elaektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Penulis menyampaikan rasa hormat, bangga , dan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada kedua orang tua saya, Ayahanda A.Tumanggor dan Ibunda D.Gultom, yang telah membesarkan, mendidik, dan selalu mendoakan saya. Serta rasa sayang kepada kepada saudara-saudara saya,Yudith, Raysoni, Irma, Elsa, dan Ostarita.
Dalam kesempatan ini penulis juga menyampaikan rasa terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, Msi, selaku dosen pembimbing Tugas Akhir, yang dengan ikhlas dan sabar memberikan masukan, dukungan, bimbingan, dan motivasi dalam penulisan tugas Akhir ini.
2. Bapak Ir. Satria Ginting, selaku Dosen Wali selama saya mengikuti perkuliahan.
4. Bapak Rahmad Fauzi, ST, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
5. Seluruh staff pengajar di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, yang telah memberikan bekal ilmu kepada saya selama mengikuti perkuliahan.
6. Seluruh karyawan di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
7. Terimakasih kepada teman-teman seperjuangan angkatan 2004. Ojak, Bats, Agus, Chen”, Frangklyn, Nue, Anhar, Didi, Raul, Jacko, Juan, Roy, dan yang lainya yang belum disebutkan.
8. Terimakasih kepada KK Fidele A la mort. B’Ivent, Ojak, dan Bats. Terimakasih buat dukungan dan doa-doanya. Serta KK BQV: Leo, Hotbe, Donald, Jannes dan Rikson. Tetap semangat coy.
9. Terimakasih kepada teman-teman di TPPM, PMK, dan Tim Riset KK. K’Plo, K’Nora, K’Maina, K’Mena, B’Pungu,B’Sasti, Susi, Rotua, K’Seprina, K’Marina, dan K’Eva. Tetap semangat mengerjakan pelayanan.
10.Terimakasih buat teman-teman di SMS. Nina, Erin, Junita, Amel, Marhon, Windy, B’Galumbang, B’Irwan dan B’Sutrisno.
11.Teman-teman mahasiswa dan semua pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu.
penulis siap menerima saran dan kritik dari pembaca untuk kesempurnaan Tugas Akhir ini.
Akhir kata, penulis berharap agar Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan penulis.
Medan, Maret 2009 Penulis
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... ... i
KATA PENGANTAR... ii
DAFTAR ISI... v
BAB I : PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang ... 1
I.2. Tujuan Penulisan ……… 2
I.3. Manfaat penulisan ... 3
I.4. Batasan Masalah... 3
I.5. Metode Penulisan ...……… 4
I.6. Sistematika Penulisan...………... 4
BAB II : KAPASITOR II.1. Umum ... 6
II.2. Kapasitansi ... 7
II.2.1 Faktor yang Mempengaruhi Nilai Kapasitansi... 8
II.3. Pengisian dan Pengosongan Kapasitor ... 9
II.3.1. Pengisian Kapasitor... 9
II.3.2. Pengosongan Kapasitor ... 11
II.4. Arus Kapasitor ... 12
II.5. Pembagian Kapasitor... 14
II.5.1. Kapasitor Tetap………. 14
II.5.2. Kapasitor tidak tetap………. 16
II.6.1. Kapasitor Seri ... 18
II.6.2. Kapasitor Pararel ... 19
II.7. Segitga Daya... 21
II.8. Koreksi Faktor Daya ... 22
II.8.1 Faktor Daya ... 22
II.8.2 Kapasitor Untuk Memperbaiki Faktor Daya ... 23
BAB III : KWH Meter Induksi III.1. Umum ... 25
III.2. Induksi Elektromagnetik ... 25
III.2.1. Induksi Dalam Kumparan Berputar... 27
III.2.2. Beberapa Peralatan Listrik yang Menggunakan Prinsip Elektromagnetik .. ... .. 29
III.2.2.1. Generator ... 29
III.2.2.1.1. Generator AC... 30
III.2.2.1.2. Generator DC... 31
III.2.2.1.3 Transformator ... 32
III.3. Prinsip Kerja KWH Meter ... 31
III.3.1. Elektrodinamometer Wattmeter ... 33
III.3.2. Wattmeter satu fasa………. 35
III.3.4. Pengukuran Daya Reaktif……… 41
III.3.5. Alat Ukur Wattjam……… 43
BAB IV : Analisis Pengaruh Pemakain Kapasitor Terhadap Kerja KWH Meter Induksi IV.1. Umum ... 45
IV.2. Peralatan Pengujian ... 46
IV.3. Spesifikasi Peralatan... 46
IV.4. Rangkaian Percobaan.. ... 47
IV.5. Prosedur Percobaan……….. 48
IV.6. Data Hasil Pengujian……… 49
IV.6.1. Data Pada Saat Penngukuran Tanpa Memakai Kapasitor dengan Menggunakan berbagai beban ... 49
IV.6.2. Data Pada Saat Pengukuran dengan memakai Kapasitor 12 F pada berbagai beban... 49
IV.6.3. Data pada saat pengukuran dengan memakai kapasitor 35 F pada berbagai beban... 50
IV.7. Grafik Percobaan... 50
IV.7.1. Grafik Beban vs Cos ………... 50
IV.7.1. Grafik Beban vs Tegangan……….. 51
IV.8. Contoh Perhitungan tagihan listrik... 52
IV.9. KWH meter dengan sistem prabayar... 53
BAB V : PENUTUP V.1. Kesimpulan ... 55
DAFTAR GAMBAR
2.1. Prinsip dasar kapasitor...7
2.2. Faktor yang mempengaruhi nilai kapasitansi...9
2.3. Rangkaian kapasitor sebelum dihubungkan dengan sumber tegangan...10
2.4. Rangkaian saat pengisian kapasitor... 10
2.5. Rangkaian kapasitor setelah diputuskan dengan sumber tegangan...11
2.6. Rangkaian saat pengosongan kapasitor... ...12
2.7. Aliran arus kapasitor...17
2.8. Simbol kapasitor tetap...14
2.9. Simbol elco...15
2.10.Beberapa kapasitor tetap... ...16
2.11.Simbol trimer...…...……….16
2.12.Beberapa bentuk trimer...17
2.13.Simbol varco...………...…….17
2.14.Rangkaian kapasitor seri...…..…18
2.15.Rangkaian kapasitor pararel...19
2.16.Segitiga daya...………..…...21
2.17.Faktor daya pada sirkuit listrik...22
2.18.Koreksi faktor daya...24
3.1. Percobaan Faraday untuk membuktikan adanya induksi elektromagnetik..25
3.2. Lilitan kawat penghantar yang diputar dalam medan magnet...28
3.3. GGL induksi pada kawat penghantar yang dipasang tegak lurus dengan garis- garis gaya medan magnet...29
3.4. Generator AC...30
3.5. Generato DC...31
3.6. Trasformator...32
3.7. Prinsip kerja KWH meter...33
3.8. Watt meter...38
3.9. Metode Aron...39
3.10.Diagram fasor arus dan tegangan pada watt meter ...40
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 LATAR BELAKANG
Seiring dengan kenaikan standar hidup manusia, dan inovasi teknologi serta perubahan gaya hidup masyarakat modern maka kebutuhan akan listrik terus meningkat. Listrik saat sekarang ini tidah hanya merupakan sebatas infrastruktur tetapi telah menjadi komoditi dalam kehidupan sehari-hari, karena sebagian aspek kehidupan manusia menggunakan listrik sebagai energi utamanya. Listrik paling banyak digunakan untuk industri dan rumah tangga.
Pertumbuhan kebutuhan listrik yang besar sering tidak diikuti dengan pertambahan pembangkit-pembangkit listrik, hal ini menyebabkan banyak daerah khususnya di Indonesia yang kekurangan pasokan energi listrik yang ditandai sering terjadi pemadaman bergilir.
Disamping pembangunan pembangkit baru yang relatif masih kurang, kebanyakan masyarakat mengkonsumsi energi listrik tidak efisien, tetapi cenderung mengkonsumsi energi listrik dengan boros. Hal ini menyebabkan permintaan (demand) listrik yang besar. Oleh karena itu untuk mengoptimalkan pemakaian energi listrik, banyak cara yang digunakan oleh masyarakat maupun industri.
dipergunakan berdasarkan pengukuran pada KWH meter. Tetapi, sering sekali timbul konflik antara produsen dan konsumen listrik akibat kesalahan pada pencatatan pengukuran KWH meter oleh pentugas pencatat daya listrik. Penambah kapasitor setelah KWH meter diharapkan akan meningkatkan power factor (PF) yang nantinya akan memaksimalkan energi listrik yang dapat kita pergunakan. Oleh karena itu , dalam tugas akhir ini akan dibahas pengaruh penambahan kapasitor terhadap pengukuran KWH meter, khususnya dari segi ekonomi. Sehingga dari tulisan ini diperoleh informasi tentang keuntungan pemakaian kapasitor setelah KWH meter induksi.
I.2 TUJUAN PENULISAN
Adapun tujuan penulisan tugas akhir ini adalah :
1. Untuk mengetahui keuntungan pemakaian kapasitor setelah KWH meter. 2. Untuk mengetahui aspek-aspek pertimbangan pemakaian kapasitor setelah
KWH meter induksi.
I.3 MANFAAT PENULISAN
I.4 BATASAN MASALAH
Untuk menjaga agar pembahasan materi dalam Tugas Akhir ini lebih terarah dan maksimal, maka penulis perlu membuat batasan masalah. Adapun batasan masalah yang akan dibahas dalam tugas akhir ini adalah :
1. KWH meter yang digunakan adalah KWH meter induksi satu phasa. 2. Tidak memperhitungkan pengaruh harmonic kapasitor.
I.5 METODE PENULISAN
Metode yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah :
a.
Studi Literatur
Mempelajari dan memahami buku-buku yang telah ada sebelumnya untuk dijadikan sebagai acuan dan referensi guna membantu penyelesaian tugas akhir ini.
b.
Penelitian langsung ke Lapangan
Metode ini berupa penelitian dengan melakukan percobaan di laboratorium pengukuran besaran listrik Departemen Teknik Elektro USU.
c.
Diskusi
Berupa konsultasi dan bimbingan dari dosen pembimbing dan rekan-rekan mahasiswa.
I.6 SISTEMATIKA PENULISAN
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini menjelaskan tentang latar belakang masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, metode penulisan dan sistematika penulisan sebagai penjelasan dasar dan gambaran umum dari penulisan tugas akhir ini.
BAB II KAPASITOR
Pada bab ini membahas tentang penjelasan umum dari kapasitor, prinsip kerja kapasitor, segitiga daya, power factor (faktor daya), dan pemasangan kapasitor setelah KWH meter.
BAB III KWH METER INDUKSI
Bab ini membahas tentang penjelasan umum KWH meter, prinsip induksi elektromagnetik, prinsip kerja KWH meter, dan jenis-jenis watt meter.
BAB IV ANALISIS PENGARUH PEMAKAIAN KAPASITOR
TERHADAP KERJA KWH METER INDUKSI
Menguraikan tentang objek penelitian, rangkaian pengukuran, prosedur pengukuran, dan hasil pengukuran.
BAB V KESIMPULAN
BAB II
KAPASITOR
2.1 Umum
Kapasitor yang dalam rangkaian elektronika dilambangkan dengan huruf “C” adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi/muatan listrik dalam medan listrik. Kapasitor ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867). Satuan kapasitor disebut Farad (F), tetapi dipasaran lebih umum tersedia dalam satuan mikrofarad (µF) atau pikofarad (pF).
Struktur sebuah kapasitor terbuat dari dua buah plat metal yang dipisahkan oleh sebuah bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umumnya dikenal seperti udara vakum, keramik, gelas, dan lain-lain. Jika kedua ujung plat diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutub positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Di alam bebas, phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif di awan.
Dielektrik
elektroda elektroda
2.2 Kapasitansi
Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat menampung muatan elektron. Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1
coulomb = 6,25 x 1018 elektron. Kemudian Michael Faraday membuat postulat
bahwa sebuah kapasitor akan memiliki kapasitansi sebesar 1 farad jika dengan tegangan 1 volt dapat membuat muatan elektron sebanyak 1 coulomb. Dengan rumus dapat ditulis :
Q = CV ...(2.1) Q = muatan elektron dalam C (coulombs)
C = nilai kapasitansi dalam F (Farad) Q = besar tegangan dalam V (volt)
Dalam praktek pembuatan kapasitor, kapasitansi dihitung dengan
mengetahui luas area plat metal (A) dalam m , jarak (d) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dalam m, dan konstanta (k) bahan dielektrik. Dengan rumus dapat ditulis sebagai berikut :
2
C = (8,85x10−12 )(kA/d) ...(2.2) Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang disederhanakan.
Tabel 2.1 Konstanta konstanta (k)
Udara vakum k = 1
Aluminium oksida k = 8
Keramik k = 100 - 1000
Gelas k = 8
2.1.1 Faktor yang Mempengaruhi Nilai Kapasitansi
Kapasitansi dari sebuah kapasitor dipengaruhi oleh tiga hal, yaitu :
1. Luas area plat (A); makin besar nilai A, maka makin besar pula kapasitansi.
2. Jarak antara plat (d); makin kecil jarak d, maka makin besar kapasitansi. 3. Tetapan dielektrik dari bahan atar plat ( ); makin besar nilai , maka
makin besar pula nilai kapasitansi.
Gambar 2.2 Faktor yang mempengaruhi nilai kapasitansi
Ketiga faktor diatas jika dinyatakan dalam persamaan adalah sebagai berikut :
C =
d A
ε ...(2.3)
Dimana :
C = Nilai Kapasitansi (F)
2.3 Pengisian dan Pengosongan Kapasitor
2.3.1 Pengisian Kapasitor
Gambar dibawah menunjukkan suatu rangkaian yang terdiri dari sebuah kapasitor, switch, dan baterai. Pada gambar dibawah, switch belum ditutup sehingga belum ada pengisian kapasitor. Tidak ada beda potensial antar plat.
Gambar 2.3 Rangkaian kapasitor sebelum dihubungkan dengan
sumber tegangan
Ketika swich ditutup, seperti gambar dibawah, ada loncatan arus sesaat melalui penghantar dari dan menuju plat kapasitor. Kemudian arus mengalir dari negatif baterai munuju negatif kapasitor.
Gambar 2.4 Rangkaian saat pengisian kapasitor
menunjukkan bahwa kapasitor sudah terisi penuh. Ketika kapasitor sudah terisi penuh, maka switch mungkin akan dibuka dan kapasitor akan menyimpan muatan seperti gambar dibawah ini. Karena perbedaan muatan pada plat, maka terdapat sumber energi potensial pada kapasitor tersebut.
Gambar 2.5 Rangkaian kapasitor setelah diputuskan dengan sumber
tegangan
Garis gaya antar plat dari kapasitor menggambarkan suatu bidang gaya listrik. Bidang gaya elektrik ini terjadi karena muatan yang berbeda (positif dan negatif) pada permukaan plat. Arus tidak bisa mengalir sepanjang medan elektrostatik karena media dielektrik. Dengan kata lain, perbedaan potensial antar plat dalam dielektrik medan elektrostatik yang menahan muatan.
2.3.2 Pengosongan Kapasitor
Gambar 2.6 Rangkaian saat pengosongan kapasitor
2.4 Arus Kapasitor
Gambar 2.7 Aliran arus kapasitor
Saat saklar ditutup, secara relatif elektron bebas ditarik ke arah sisi positif pada bagian sebelah atas. Sisi negatif yang berada pada bagian bawah, menyediakan muatan negatif. Hasil dari aliran muatan ini adalah suatu arus Ic dimana nilai awalnya akan melonjak tinggi ke nilai tertentu (ditentukan oleh resistor R) dan lambat laun akan menurun menuju nol. Akibat dari penyimpangan muatan ini adalah medan listrik yang arahnya adalah dari muatan positif ke mutan negatif dari plat-platnya.
berubah secara tiba-tiba (instantaneously). Perubahan akan memerlukan waktu yang lamanya ditentukan oleh elemen rangkaian.
Walaupun diantara plat kapasitor telah ditempatkan bahan dielektrik akan tetapi disana akan tetap terdapat sejumlah kecil aliran muatan yang biasa disebut arus leakage. Sehingga suatu kapasitor yang telah diisi penuh kemudian dilepaskan dari sistim hanya dapat mempertahankan simpanannya dalam waktu yang sangat terbatas.
Salah satu karakter yang menarik dari kapasitor adalah bahwa antara Ic dan besarnya beda tegangan tidak berhubungan secara langsung akan tetapi tergantung dengan laju perubahan beda tegangan yang terjadi. Sehingga semakin besar laju perubahan tegangan kapasitor akan semakin besar Icnya. Tegangan DC tidak akan menimbulkan arus Ic karena pada sistem DC, tegangan tidak berubah dengan waktu. Hubungan arus dan tegangan sesaat suatu kapasitor adalah sebagai berikut :
Ic = C
dt dVc
...(2.4)
Dimana :
Ic = Arus kapasitor (A) C = Kapasitansi (F)
Vc = Tegangan sesaat kapasitor (V)
Persamaan diatas menunjukkan bahwa jika tidak terdapat perubahan tegangan maka arus kapasitor akan bernilai nol, ini berarti pada sistem searah arus tidak dapat melewati kapasitor.
Wc = 2 1
CV ...(2.5) 2
Dimana :
Wc = Energi yang disimpan kapasitor (Joule) C = Kapasitansi (Farad)
V = Tegangan (Volt)
2.5 Pembagian Kapasitor
Kapasitor dibagi atas 2 kelompok, yaitu :
2.5.1 Kapasitor Tetap
Kapasitor tetap merupakan kapasitor yang mempunyai nilai kapasitansi yang tetap.
Simbol kapasitor tetap :
Gambar 2.8 Simbol kapasitor tetap
Untuk mengetahui besarnya nilai kapasitansi pada kapasitor dapat dibaca melalui kode angka pada badan kapasitor tersebut yang terdiri dari tiga angka. Angka pertama dan kedua menunjukkan angka atau nilai, angka ketiga menunjukkan faktor pengali atau nilai nol.
Contoh :
Kapasitor tetap yang memiliki nilai lebih dari atau sama dengan 1 F adalah kapasitor elektrolit (elco).
Misalnya : 100 F, 16 V artinya elco memiliki kapasitas 100 F dan tegangan kerjanya tidak boleh melebihi16 volt.
Simbol elco :
Gambar 2.9 Simbol elco
Gambar 2.10 beberapa kapasitor tetap.
2.5.2 Kapasitor Tidak Tetap
Kapasitor tidak tetap adalah kapasitor yang memiliki nilai kapasitansi yang dapat diubah-ubah. Kapasitor ini terdiri dari :
Kapasitor trimer adalah kapasitor yang nilai kapasitansinya dapat diubah-ubah dengan cara memutar porosnya dengan obeng.
Simbol trimer :
Gambar 2.11 Simbol trimer
Gambar 2.12 Beberapa bentuk trimer
b. Kapasitor Variabel (Varco)
Simbol varco :
Gambar 2.13 simbol varco
2.6 Rangkain Kapasitor
2.6.1 Kapasitor Seri
Pemasangan kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total semakin kecil. Dibawah ini contoh kapasitor yang dirangkai seri.
Gambar 2.14 Rangkaian kapasitor seri
Pembagi tegangan :
V1 =
∫
idt C11
………..(2.6)
V2 =
∫
idt C21
……….(2.7)
V3 =
∫
idt C31
………..(2.8)
Dimana V =
∫
idt Cek1
……….(2.9)
V1 = 1
C Cek
V ………..(2.10)
V2 = 2
C Cek
V ………..(2.11)
V3 = 3
C Cek
V ……….(2.12)
Karena
∑
V = 0V1 +V2 +V3 - V = 0 V = V1 + V2 + V3
V =
∫
idt C11
+
∫
idt C21
+
∫
idt C3 1 ………(2.13)∫
idt Cek 1=
∫
idt C11
+
∫
idt C21
+
∫
idt C3 1 Cek 1 = 1 1C + 2 1
C + 3 1
C ………...………(2.14)
2.6.2 Kapasitor Pararel
Rangkain kapasitor pararel akan mengakibatkan nilai kapasitansi ekivalen semakin besar. Dibawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara pararel.
Gambar 2.15 Rangkaian kapasitor pararel
Pembagi arus :
i1 = C1 dt dV
i2 = C2 dt dV
………...………..(2.16)
i3 = C3 dt dV
………...………..(2.17)
dimana i = Cek dt dV Cek i = dt dV ………(2.18) Sehingga :
i1 = Cek
C1
i ………...…….(2.19)
i2 = Cek
C2
i ………...………...……..(2.20)
i3 = Cek
C3
i ………...…….(2.21)
karena
∑
i = 0i- i1 - i2 - i3 = 0
i = i1 + i2 + i3 ………...…………..(2.22)
Cek
dt dV
= C1 dt dV
+ C2
dt dV
+C3
dt dV
2.7 Segitiga Daya
Daya pada listrik bolak-balik (AC) memiliki dua buah komponen yaitu daya aktif (P) dan daya reaktif (Q). Resultan antara keduanya disebut sebagai daya nyata (S). Daya reaktif (Q) dapat terjadi karena induktansi atau kapasitansi. Induktansi diakibatkan oleh komponen berbentuk kumparan (misalnya pada motor listrik atau transformator). Sedangkan kapasitansi diakibatkan oleh komponen kapasitor. Sifat induktansi dan kapasitansi ini saling berlawanan; pada diagram segitiga daya, komponen induktansi memiliki arah ke bawah sedangkan komponen kapasitansi memiliki arah ke atas.
Gambar 2.16 Segitiga daya
merupakan daya yang dikirim oleh perusahaan energi listrik kepada pelanggan. Secara matematis hal ini dapat dinyatakan sebagai :
kVA = kW2 +kVAR2 ……….(2.24)
2.8 Koreksi Faktor Daya
2.8.1 Faktor Daya
Factor daya (PF) adalah perbandingan daya aktif (kW) dengan daya nyata (kVA), atau kosinus sudut antara daya aktif dengan daya nyata. Daya reaktif yang tinggi akan meningkatkan sudut ini dan sebagai hasilnya faktor daya akan semakin rendah.
Daya aktif (kW)
Daya reaktif (kVAR)
daya nyata (kVA)
Gambar 2.17 Faktor daya pada sirkuit listrik
Dengan rumus dapat dibuat Factor daya (PF) = Daya aktif
Daya nyata
PF =
kVA kW
………..…(2.25)
Karena kW = kVA cos
Maka Faktor daya (PF) =
kVA kVAcosϕ
= cos ………(2.26) Faktor daya (PF) selalu lebih kecil atau sama dengan satu. Secara teoritis, jika seluruh beban daya yang dipasok oleh perusahaan listrik memiliki faktor daya satu, daya maksimum yang ditransfer setara dengan kapasitas sistem pendistribusian. Sehingga dengan beban yang terinduksi, dan jika faktor daya berkisar dari 0,2 hingga 0,3 maka kapasitas jaringan disribusi listrik menjadi tertekan. Jadi, daya reaktif (kVAR) harus serendah mungkin untuk keluaran kW yang sama dalam rangka meminimalkan kebutuhan daya total (kVA).
2.8.2 Kapasitor untuk memperbaiki Faktor daya (PF)
Faktor daya dapat diperbaiki dengan memasang kapasitor pengkoreksi daya. Kapasitor bertindak sebagai pembangkit daya reaktif dan oleh karenanya akan mengurai jumlah daya reaktif, juga daya total yang dihasilkan oleh bagian utilitas.
Bila beban dicatu dengan daya aktif (P), daya reaktif (Q1) dan daya nyata (S) pada faktor daya lagginng, maka :
Cos 1 =
1
S P
=
(
2)
121 2
Q P
P
Gambar 2.18 Koreksi faktor Daya
Dimana : P = Daya nyata (VA)
S1 = Daya aktif setelah pemasangan kapasitor (Watt) S2 = Daya aktif sebelum pemasangan kapasitor (Watt) Q1 = Daya reaktif setelah pemasangan kapasitor (VAR) Q2 = Daya reaktif sebelum pemasangan kapasitor (VAR) Qc = Daya reaktif kapasitor (VAR)
Bila kapasitor Qc dipasang pada beban, maka persamaannya menjadi :
Cos 2 =
2
S P
=
(
2)
122 2
Q P
P
+ ………...(2.28)
BAB III
KWH METER INDUKSI
III.1 Umum
KWH meter (Kilo Watt Hours meter) adalah suatu alat ukur yang dapat mengukur daya aktif listrik. KWH meter merupakan jembatan yang menghubungkan antara konsumen listrik dengan perusahaan produsen listrik (PLN). Besar tagihan listrik biasanya berdasarkan pada angka-angka yang tertera pada KWH meter setiap bulannya. KWH meter ada tiga type, yaitu KWH meter type dinamometer (elektrodinamis), KWH meter type induksi dan KWH meter type thermocouple. KWH meter type induksi merupakan type yang paling banyak digunakan oleh konsumen listrik. KWH meter induksi bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik.
[image:32.595.112.440.411.611.2]III.2 Induksi Elektromagnetik
Gambar 3.1 Percobaan Faraday untuk membuktikan
Induksi elektromagnetik pertama kali dipelajari dan ditemukan oleh Michael Faraday, seorang ilmuan yang berkebangsaan Inggris, pada tahun 1831. Induksi elektromagnetik atau imbas listrik merupakan pembangkitan energi listrik dari medan magnet. Induksi elektromagnetik terjadi pada suatu kumparan jika ada perubahan jumlah garis gaya magnet yang dilingkupi setiap saat. Galvanometer adalah alat untuk menyelidiki besar dan arah arus induksi pada suatu rangkaian. Kita dapat membangkitkan GGL induksi dengan cara berikut.
1. Mengggerakkan magnet keluar masuk kumparan. 2. Memutar magnet di dekat kumparan.
3. Memutar kumparan dalam magnet.
4. Memutus-mutus arus listrik yang melalui kumparan.
Jika jumlah garis gaya yang dilingkupi kumparan bertambah, jarum galvanometer menyimpang ke kanan. Jika jumlah garis gaya yang dilingkupi kumparan berkurang, jarum galvanometer menyimpang ke kiri. Penyimpangan jarum galvanometer ke kanan dan ke kiri tersebut menunjukkan bahwa GGL induksi yang dihasilkan kumparan berupa tegangan bolak-balik/AC (alternating current).
Ada tiga faktor yang mempengaruhi besar kecilnya GGL induksi, yaitu: 1. Jumlah lilitan pada kumparan.
2. Kecepatan gerak magnet keluar masuk kumparan. 3. Kekuatan magnet batang yang digunakan
III.2.1 Induksi dalam Kumparan Berputar
Kerja sebuah generator berdasarkan atas azas imbas listrik. Kumparan yang terdiri atas banyak belitan, diputar dalam medan magnet sehingga memotong ggm (gaya gerak magnet maka diimbaskan ggl (gaya gerak listrik) di dalam kumparan itu. Dalam gambar 3.2 terdapat sebuah lilitan kawat penghantar yang diputar didalam medan magnet. Sisi kanan dan sisi kiri lilitan memotong garis-garis gaya sehingga di dalam kedua sisi dibangkitkan ggl. Arah ggl di kawat sisi sebelah kiri ke belakang, di kawat sisi sebelah kanan ke muka (belawanan, karena arah geraknnya juga berlawanan). Karena dibagian ujung belakang kedua sisi ini dihubungkan maka dalam lilitan itu kedua ggl saling membantu. Generator mempunyai banyak lillitan semacam itu yang dipasang pada sebuah inti yang disebut jangkar.
Nilai ggl yang diinduksikan apabila sepotong kawat penghantar digerakkan tegak lurus pada garis-garis gaya dalam medan magnet seperti pada gambar 3.3 adalah :
E = H x l x v x 10−8 ...(3.1) Dimana:
E : Nilai ggl (volt) H : Kuat medan (oersted)
[image:35.595.156.446.311.493.2]l : Panjangn penghantar yang berada didalam medan magnet (cm) v : Kecepatan gerakan penghantar (cm/detik)
Gambar 3.3 GLL induksi pada kawat penghantar yang dipasang
tegak lurus dengan garis-garis gaya medan magnet
III.2.2 Beberapa Peralatan Listrik yang Menggunakan Prinsip Induksi
Elektromagnetik
III.2.2.1 Generator
sepeda. Pada proses itulah terjadi perubahan energi gerak menjadi energi listrik. Generator (dinamo) merupakan alat yang prinsip kerjanya berdasarkan induksi elektromagnetik. Alat ini pertama kali ditemukan oleh michael Faraday.
Berkebalikan dengan motor listrik, generator adalah mesin yang mengubah energi kinetik menjadi energi listrik. Energi kinetik pada generator dapat juga diperoleh dari angin, air terjun atau sumber energi lainnya. Berdasarkan arus yang dihasilkan. Generator dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu generator AC dan generator DC. Generator AC menghasilkan arus bolak-balik (AC) dan generator DC menghasilkan arus searah (DC).
III.2.2.1.1 Generator AC
Gambar 3.4 Generator AC
• Memperbanyak lilitan kumparan,
• Menggunakan magnet permanen yang lebih kuat.
• Mempercepat perputaran kumparan, dan
• Menyisipkan inti besi lunak ke dalam kumparan.
Contoh generator AC yang akan sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah dinamo sepeda. Bagian utama dinamo sepeda adalah sebuah magnet tetap dan kumparan yang disisipi besi lunak. Jika magnet tetap diputar, perputaran tersebut menimbulkan GGL induksi pada kumparan. Jika sebuah lampu pijar (lampu sepeda) dipasang pada kabel yang menghubungkan kedua ujung kumparan, lampu tersebut akan dilalui arus induksi AC. Akibatnya, lampu tersebut menyala. Nyala lampu akan makin terang jika perputaran magnet tetap makin cepat (laju sepeda makin kencang).
III.2.2.1.2 Generator DC
Gambar 3.5 Generator DC
III.2.2.1.3 Transformator
Gambar 3.6 Transformator
Agar tidak berbahaya, tegangan yang tinggi itu harus diturunkan terlebih dahulu sebelum arus listrik disalurkan ke rumah-rumah penduduk. Pada umumnya tegangan listrik yang disalurkan ke rumah-rumah penduduk ada dua macam, yaitu 220 volt dan 1l0 volt. Alat yang digunakan untuk menurunkan tegangan disebut transformator.
Bagian utama transformator adalah dua buah kumparan yang keduanya dililitkan pada sebuah inti besi lunak. Kedua kumparan tersebut memiliki jumlah lilitan yang berbeda. Kumparan yang dihubungkan dengan sumber tegangan AC disebut kumparan primer, sedangkan kumparan yang lain disebut kumparan sekunder.
III.3 Prinsip Kerja KWH Meter
Prinsip kerja dari KWH meter dapat dijelaskan berdasarkan gambar 3.7. alat ukur ini dibangun oleh tiga bagian utama yaitu, dua kumparan yang tetap, dan bagian yang berputar berupa piring. Gambar 3.7 menunjukkan dua buah kumparan tetap (1) dan (2), yang mana disebut kumparan tegangan dan kumparan arus. Bagian yang ketiga adalah piring yang berputar (3), umumnya terbuat dari alumunium yang diikatkan pada sumbu putar (4) yang memindahkan putaran piring ke suatu sisten penghitung mekanis (6) yang menunjukkan jumlah energi.
Gambar 3.7 Prinsip kerja KWH meter
Bila KWH meter dihubungkan dengan sumber tegangan AC maka mengalir arus pada kumparan arus dan tegangan mengalir pada kumparan tegangan sehingga akan timbul momen putar yang memutar piring. Momen putar yang memutar piring sebanding dengan daya pada beban.
alumunium, maka pada piring akan diinduksikan tegangan yang sebanding dengan kecepatan putar piring. Bila kecepatan piring mencapai kecepatan konstan, maka kedua momen putar dan momen lawan akan sama besar.
Pada piringan KWH meter terdapat suatu garis penanda (biasanya berwarna hitam atau merah). Garis ini berfungsi sebagai indicator putaran piringan. Untuk satu KWH biasanya setara dengan 900 putaran (ada pula 450 putaran tiap KWH). Saat beban banyak memakai daya listrik maka putaran KWH ini semakin cepat, hal ini tampak dari cepatnya garis penanda ini melintas.
III.3.1 Elektrodinamometer Wattmeter
Instrument ini cukup familiar dalam desain dan konstruksi elektrodinamometer tipe ammeter dan voltmeter analog. Kedua koilnya dihubungkan dengan sirkuit yang berbeda dalam pengukuran power. Koil yang tetap atau “field coil” dihubungkan secara seri dengan rangkaian, koil bergerak dihubungkan parallel dengan tegangan dan membawa arus yang proporsional dengan tegangan. Sebuah tahanan non-induktif dihubungkan secara seri dengan koil bergerak supaya dapat membatasi arus menuju nilai yang kecil. Karena koil bergerak membawa arus proposional dengan tegangan maka disebut “pressure coil” atau “voltage coil” dari wattmeter.
III.3.2 Wattmeter Satu Fasa
sinus saja. Elektrodinamometer yang digunakan sebagai voltmeter atau kumparan- kumparan yang diam dihubungkan seri dengan tahanan pembatas arus dan membawa arus kecil (Ip). Arus sesaat didalam kumparan yang berputar adalah Ip=e/Rp, dimana e adalah tegangan sesaat pada jala-jala (Volt) dan Rp adalah tahanan total (Ohm), kumparan berputar beserta tahanan serinya.
Defleksi kumparan putar sebanding dengan perkalian Ic dan Ip dan untuk defleksi rata-rata selama satu perioda dapat dituliskan :
Defleksi rata-rata = K.Ic Ip dt ...(3.2)
dimana: rata-rata = defleksi sudut rata-rata kumparan K = konstanta instrumen
Ic = arus seasaat dalam kumparan medan (Amp)
Ip = Arus sesaat di dalam kumparan-kumparan potensial (Amp)
Dengan menganggap sementara Ic sama dengan arus beban I (secara aktual Ic = Ip + I) dan menggunakan nilai Ip = e/Rp kita bisa dapatkan :
Defleksi rata-rata = K.I.e/Rp dt = K.1/T.eI dt ………...(3.3) Menurut definisi, daya rata-rata didalam suatu rangkaian adalah :
Prata-rata = eI dt ………..(3.4)
Defleksi rata-rata = K. EI cos
dimana E dan I menyatakan nilai-nilai rms tegangan (Volt) dan arus (Amp). menyatakan sudut fasa antara tegangan dan arus. Wattmeter elektrodinamometer membutuhkan sejumlah daya untuk mempertahankan medan magnetnya, tetapi ini biasanya begitu kecil dibandingkan daya beban sehingga dapat diabaikan, Jika diperlukan pembacaan daya yang tepat, kumparan arus harus persis membawa arus beban, dan kumparan potensial harus dihubungkan diantara terminal beban. Dengan menghubungkan kumparan potensial ke titik A seperti pada gambar, tegangan beban terukur dengan tepat. Tetapi arus yang melalui kumparan-kumparan medan lebih besar sebanyak Ip. Berarti wattneter membaca lebih tinggi sebesar kehilangan daya daya tambahan didalam rangkaian potensial. Tetapi, jika rangkaian potensial dihubungkan ke titik B, kumparan medan mencatat arus yang tepat, tetapi tegangan pada kumparan potensial akan lebih besar sebanyak penurunan tegangan pada kumparankumparan medan. Juga wattmeter akan mencatat lebih tinggi, tetapi dengan kehilangan sebesar I.R di dalam kumparan medan. Cara penyambungan yang tepat tergantung pada situasi. Umumnya, sambungan kumparan potensial pada titik A lebih diinginkan untuk beban-beban arus tinggi, tegangan rendah, sedang sambungan kumparan potensial pada titik B lebih diinginkan untuk beban-beban arus rendah, dan tegangan tinggi.
membawa arus ke kumparan tegangan. Tetapi arus ini berlawanan dengan arus didalam gulungan besar, menyebabkan fluks yang berlawanan dengan fluks utama. Berarti efek I dihilangkan dan wattmeter menunjukkan daya yang sesuai.
Gambar 3.8 Watt meter
III.3.3 Wattmeter Tiga Fasa
konsumsi daya oleh sebuah beban tiga fasa yang setimbang yang dihubungkan secara delta. Kumparan arus wattmeter I dihubungkan dalam jaringan A, dan kumparan tegangan dihubungkan antara (jala-jala, line) A dan C. Kumparan arus wattmeter 2 dihubungkan dalam antaran B , dan kumparan tegangannya antara antaran B dan C. Daya toyal yang dipakai oleh beban setimbang tiga fasa sama dengan penjumlahan aljabar dari kedua pembacaan wattmeter. Diagram fasor gambar (3.10) menunjukkan tegangan tiga fasa Vac, Vcb, Vba dan arus tiga fasa Iac, Icb dan Iba. Beban yang dihubungkan secara delta dan dihubungkan secara induktif dan arus fasa ketinggalan dari tegangan fasa sebesar sudut ..
[image:44.595.134.515.331.623.2]Gambar 3.10 Digram fasor arus dan tegangan pada watt meter
Kumparan arus wattmeter I membawa arus antara IA’A yang merupakan penjumlahan vector dan arus-arus fasa IAC dan IAB. Kumparan potensial wattmeter 1 dihuubungkan ke tegangan antara VAC.. Dengan cara sama kumparan arus wattmeter 2 membawa arus antara IB’B yang merupakan penjumlahan vektor dari arus-arus fasa IBA dan IBC, sedang tegangan pada kumparan potensialnya adalah tegangan antara VBC. Karena beban adalah setimbang, tegangan fasa dan arus-arus fasa sama besarnya dan dituliskan :
VAC = VBC = V dan IAC = ICB =IBA = I ………(3.5) Daya dinyatakan oleh arus dan tegangan masing-masing wattmeter adalah:
W1 = VAC.IA’A Cos (30°-Ø.) = VI Cos (30°- Ø) ………..(3.6) W2 = VBC.IB’b Cos (30°+. Ø) = VI Cos (30°+ Ø) ...(3.7) dan
W1+W2 = VI Cos (30°- Ø.) + VI Cos (30°+ Ø.)
= 3VI Cos Ø ………...(3.8) Persamaan merupakan pernyataan daya total dalam sebuah rangkaian tiga fasa, dan karena itu kedua wattmeter pada gambar secara tepat mengukur daya total tersebut. Dapat ditunjukkan bahwa penjumlahan aljabar dari pembacaan kedua wattmeter akan memberikan nilai daya yang benar untuk setiap kondisi yang tidak setimbang, faktor daya atau bentuk gelombang.
Jika kawat netral dari system tiga fasa juga tersedia seperti halnya pada beban yang tersambung dalam hubungan bintang 4 kawat, sesuai dengan teorema Blondel, diperlukan tiga wattmeter untuk melakukan daya nyata total.
III.3.4 Pengukuran Daya Reaktif
Setiap wattmeter biasa bersama-dama dengan sebuah jaringan penggeser fasa yang sesuai dapat digunakan untuk mengukur daya reaktif. Dalam sebuah rangkaian satu fasa, pergeseran fasa 90° dapat dihasilkan oleh komponen R, L dan C yang berimbang. Namun pemakaian umum dari pengukuran VAR ditemukan dalam system tiga fasa dimana pergeseran fasa yang diinginkan dilakukan dengan menggunakan dua autotransformator yang dihubungkan dalam konfigurasi delta terbuka. Seperti biasanya kumparan-kumparan arus dari wattmeter dihubungkan seri dengan jala-jala. Kumparankumparan potensial dihubungkan ke kedua autotransformator dalam cara yang ditunjukkan pada gambar.
III.3.5 Alat Ukur Wattjam
Alat ukur wattjam (watthourmeter) tidak banyak digunakan dalam laboratorium tetapi banyak digunakan dalam pengukuran energi listrik komersil. Kenyataanya adalah jelas bahwa disemua tempat dimanapun, perusahaan listrik menyalurkan energi listrik ke industri dan pemakai setempat memerlukan alat ukur kWh. Alat ini berkerja berdasarkan prinsip kerja Induksi
meredam gerakan piringan. Kalibrasi alat ukur wattjam dilakukan pada kondisi beban penuh yang diijinkan dan pada kondisi 10% dari beban yang diijinkan.
BAB IV
ANALISIS PENGARUH PEMAKAIAN KAPASITOR TERHADAP KERJA
KWH METER INDUKSI
4.1 Umum
Kapasitor merupakan suatu komponen elektrik yang dapat menyimpan energi listrik dalam bentuk medan listrik. Kapasitor menghasilkan daya yang disebut daya reaktif. Daya reaktif ini diperlukan oleh beban-beban yang bersifat induktif dan beban kapasitif. Beban induktif contohnya motor listrik, kulkas, Air Conditioner,dan beban lain yang memiliki belitan (kumparan), sedangkan beban kapasitif contohnya beban yang memiki kapasitor.
KWH meter merupakan alat yang digunakan perusahaan listrik untuk mengukur energi listrik yang dipakai oleh konsumen listrik. KWH meter mengukur daya aktif saja, sementara peralatan (beban) listrik membutuhkan daya aktif dan daya reaktif (daya nyata). Dalam rumah tangga daya reaktif itu tidak dibayar kepada perusahaan listrik tetapi pada industri apabila cos dibawah 0.85 maka perusahaan akan dikenakan denda. Cos merupakan perbandingan daya aktif dengan daya nyata.
4.2 Peralatan Pengujian
1. Yokogawa 2533 Digital Power Meter 2. KWH meter induksi
3. Kapasitor 12 F dan 35 F
4. 9 buah lampu pijar masing-masing 75 w 5. 2 buah lampu TL masing-masing 20 w 6. 1 buah lampu XL 18 w
7. 1 buah Kipas angin 8. 1 buah Stop Watch 9. 1 buah seterika listrik 10. 1 buah autotrafo
4.3 Spesifikasi Peralatan
• Kapasitor
MP Capasitor 20 MAL 126 UA 12 F
200 WV. AC Manon 3502 SH. CAPASITOR 250 VAC
35 F 25/70/21
• KWH meter
AEG wechselstromzahler A42G
220 V 10(40) A 50 Hz 600 U/KWH Schltg 1000
4.4 Rangkaian Percobaan
Gambar 4.1 Rangkain Percobaan 4.5 Prosedur Percobaan
Percobaan ini dilakukan dengan prosedur sebagai berikut: a. Rangkaian percobaan disusun seperti gambar 4.1 b. Beban dipasang berupa lampu hemat energi (XL)
[image:52.595.108.489.272.564.2]d. Digital power meter di-On-kan sehingga dapat diukur besar tegangan (V) , arus (I), cos , daya nyata (kVA), daya aktif (kW), daya reaktif (kVAR), dan waktu (detik) untuk 3 putaran piringan KWH meter.
e. Catat hasil percobaan
f. Prosedur yang sama dilakukan dengan mengubah-ubah beban berupa lampu pijar, kipas angin, seterika dan lampu hemat energi.
g. Percobaan selesai
4.6Data Hasil Pengujian
4.6.1 Data pada Saat Pengukuran Tanpa Memakai Kapasitor dengan
Menggunakan Berbagai Beban.
Tabel 4.1 Data Pengukuran tanpa memakai kapasitor
Beban
V (volt)
W
(kWatt) Cos I (A) S (kVA)
Q
[image:53.595.114.553.408.613.2]4.6.2 Data pada Saat Pengukuran dengan Memakai Kapasitor 12 F pada
Berbagai Beban.
Tabel 4.2 Data Pengukuran dengan Memakai Kapasitor 12 F
Beban
V (volt)
W
(kWatt) Cos I (A) S (kVA)
Q
(kVAR) t(detik) put tanpa beban 220,2 0,001 0,009 0,880 0,195 0,194 - -1 lampu XL 220,5 0,017 0,088 0,933 0,205 0,204 205,0 3 2 lampu TL 220,1 0,048 0,405 0,542 0,119 0,109 429,45 3 5 pijar 218,5 0,339 0,847 1,834 0,400 0,213 54,19 3 6 pijar 218,7 0,408 0,879 2,121 0,464 0,222 45,09 3 7 pijar 218,9 0,475 0,899 2,415 0,528 0,232 38,77 3 8 pijar 218,3 0,541 0,914 2,716 0,593 0,241 33,97 3 9 pijar 218,5 0,619 0,924 3,019 0,658 0,252 29,76 3 2 TL + 9 pijar 217,5 0,652 0,956 3,132 0,680 0,200 28,12 3 1 XL + 9 pijar 218,4 0,609 0,924 3,015 0,659 0,252 30,09 3 9 pijar + 2 TL + 1 XL 217,1 0,665 0,954 3,210 0,697 0,208 27,47 3 kipas angin 220,8 0,046 0,223 0,938 0,206 0,202 503,30 3 seterika 215,8 0,263 0,769 1,532 0,330 0,201 70,04 3
4.6.3 Data pada Saat Pengukuran dengan Memakai Kapasitor 35 F pada
Berbagai Beban.
Tabel 4.3 Data Pengukuran dengan memakai kapasitor 35 F
Beban
V (volt)
W
(kWatt) Cos I (A) S (kVA)
Q
[image:54.595.115.552.472.675.2]4.7Grafik Percobaan
4.7.1 Grafik Beban vs Cos
Grafik beban vs cos phi
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 tanpa beban 1 lampu XL 2 lampu TL
5 pijar 6 pijar 7 pijar 8 pijar 9 pijar 2 TL + 9 pijar
1 XL + 9 pijar
9 pijar + 2 TL + 1 XL kipas angin seterika beban cos phi
Cos 1 Cos 2 Cos 3
[image:55.595.97.521.164.715.2]4.7.2 Grafik Beban vs Tegangan
Grafik Beban dan Tegangan
213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 tanpa beban 1 lampu XL 2 lampu TL
5 pijar 6 pijar 7 pijar 8 pijar 9 pijar 2 TL + 9 pijar
1 XL + 9 pijar
9 pijar + 2 TL + 1 XL kipas angin seterika Beban Tegann
gan V 1(volt)
Dimana : Cos 1 = Cos sebelum pemakain kapasitor Cos 2 = Cos setelah dipasang kapasitor 12 F Cos 3 = Cos setelah dipasang kapasitor 35 F V1 = Tegangan sebelum pemakain kapasitor V2 = Tegangan setelah dipasang kapasitor 12 F V3 = Tegangan setelah dipasang kapasitor 35 F
4.8Contoh Perhitungan Tagihan Listrik
Sebuah rumah tangga dengan golongan tarif R1 dengan daya 450 VA memiliki beban berupa 1 buah TV, 1 buah DVD, 1 buah Digital matrix, 1 buah tape recorder, 1 buah rice cocker,1 lampu TL 100W, 4 buah lampu pijar 25W, 1 buah seterika, dan 1 buah mesin pemarut kelapa. Pada bulan september 2008, total daya yang dipakai adalah 109 kWh (lihat lampiran 1).
Dalam menghitung tagihan listrik diatas maka harus diketahui terlebih dahulu, bahwa untuk penggunaan listrik rumah tangga dengan daya 450VA (R1/450) memiliki ketentuan sebagai berikut:
Penggunaan Tarif (dalam Rupiah)
30 KWh pertama 169
30 KWh kedua 360
Per KWh berikutnya 495
Untuk pemakain 109 KWh maka perhitungaannya sebagai berikut:
Penggunaan Tarif (dalam Rupiah) Biaya (dalam Rupiah)
30 KWh (0-30) x 169 5.070
30 KWh (31-60) x 360 10.800
49 KWh berikutnya (61-109) x 495 24.255
Jadi didapat total penggunaan listrik sebesar Rp. 40.125.-. ini adalah nilai pemakain bersih tanpa abodeman dan pajak. Untuk menghitung Abodemen listrik PLN digunakan rumus:
Abodemen PLN = (Daya/1000) x (Rp/kVA)
Untuk R1/450, Rp/kVA yang ditetapkan PLN adalah Rp. 11.000,-
Jadi Abodemen untuk R1/450 adalah : (450/1000) x Rp. 11.000,- = Rp.
4.950,-Maka tagihan listrik tanpa pajak adalah: Rp. 40.125,- + Rp. 4.950,- = Rp. 45.075,-
Rumus menghitung pajak yaitu 10% dari tagihan listrik yang ditambah abodemen, maka besar pajak = 10% x Rp. 45.075,- = Rp. 4.507,- digenapkan menjadi Rp.
4.510,-Sehingga total tagihan listrik PLN setelah dikenakan pajak adalah: Rp. 45.075,- + Rp. 4.510,- = Rp.
4.9. KWH Meter dengan Sistem Prabayar
Akibat permasalahan-permasalahan diatas, saat sekaranng ini sudah tibul ide untuk sistem prabayar pemakain listrik dengan menambahkan suatu peralatan pada KWH meter yang sudah ada berupa; berupa mikrokontroler AT89C2051 dengan sensor infrared photodiode dipakai untuk menghitung jumlah putaran piringan KWH meter. Dan selanjutnya mikrokontroler akan melakukan pennguranngan jumlah unit pada kartu chip.
BAB V
KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan
1. Pemasangan kapasitor pada KWH meter menyebabkan Tegangan pada sistem semakin besar/baik.
2. Pemakain Kapasitor mengakibatkan nilai Cos semakin besar, jadi cocok dipasang pada KWH meter induksi satu phasa perumahan yang mempunyai banyak beban induktif, sebaliknya bila dipakai pada perumahan yang memiliki banyak beban capasitif, pemakain kapasitor pada KWH meter induksi satu phasa justru akan merugikan.
DAFTAR PUSTAKA
1. Suryatmo, F, ”Teknik Pengukuran Listrik dan Elektronika”, Bumi Aksara, Jakarta, 1999.
2. Sumanto, Drs, MA, ”Alat-alat ukur listrik”, Andi, Yogyakarta, 1996. 3. Sapiie, Soedjana, Prof, Dr dan Nishino, Osama, Dr ,”Pengukuran dan
Alat-alat ukur listrik”, Jakarta, 2005.
4. Lazar, Irwin, ”Electrical Systems Analysis and Design for Industrial Plants”, McGraw-Hill Book Company, United State of America, 1980. 5. Kraus & Fleisch, “Elektromagnetiks With Apllication”, Edisi Kelima,
Mc Graw Hill International, New York, 1999.
6. M. Pugh, Emerson, “Principles of Electricity and Magnetism”, Addison-wesleyPublishing Company,inc, London, 1960.
7. http.//www.google.com/kapasitor.htm. Download tanggal 17 September 2008.
8. http.//www.google.com/lecture/203.pdf. Download tanggal 18 September 2008.
