PRINSIP DASAR
KETENAGA LISTRIKAN
Agus Siswanto, ST., MT.
Umum
Dalam keadaan tetap (steady state) arus dan
tegangan sistem tenaga semuanya merupakan fungsi sinusoidal terhadap waktu dengan
frekunsi yang sama.
Dalam keadaan tetap (steady state) arus dan
tegangan sistem tenaga semuanya merupakan fungsi sinusoidal terhadap waktu dengan
frekunsi yang sama.
Oleh Karena itu amat menarik jika analisis keadaan tetap dari sistem tenag tersebut
mempergunakan phasor, impedansi, admitansi
Pengertian Tegangan (Beda Potensial) Listrik
Benda yang bermuatan listrik bila dihubungkan dengan tanah (bumi) akan menjadi netral kembali, karena memberikan
kelebihan elektronnya kepada bumi atau mengambil elektron dari bumi untuk menutup kekurangan elektronnya.
Jadi benda yang bermuatan itu dalam keadaan tidak seimbang muatannya atau tegang, maka benda yang bermuatan
tersebut juga bertegangan atau berpotensial. Dua benda yang tidak sama muatannya mempunyai tegangan yang tidak sama.
Antara dua benda yang tidak sama besar muatannya atau tidak sama sifat muatannya terdapat beda potensial listrik
Benda yang bermuatan listrik bila dihubungkan dengan tanah (bumi) akan menjadi netral kembali, karena memberikan
kelebihan elektronnya kepada bumi atau mengambil elektron dari bumi untuk menutup kekurangan elektronnya.
Jadi benda yang bermuatan itu dalam keadaan tidak seimbang muatannya atau tegang, maka benda yang bermuatan
tersebut juga bertegangan atau berpotensial. Dua benda yang tidak sama muatannya mempunyai tegangan yang tidak sama.
Pengertian Arus Listrik
Perpindahan elektron bebas dalam suatu penghantar yang dihubungkan pada kutub
positif (kekurangan elektron) sebuah batery dan kutub negatif (kelebihan elektron) sebuah
baterai disebut arus elektron.
Perpindahan elektron bebas dalam suatu penghantar yang dihubungkan pada kutub
positif (kekurangan elektron) sebuah batery dan kutub negatif (kelebihan elektron) sebuah
Atom no 2 yang kekurangan elektron menarik elektron Bebas dari atom pertama.
Atom no 3 yang kekurangan elektron menarik elektron bebas tadi dari atom no 2, begitu seterusnya elektron bebas berpindah dari
atom ke atom sepanjang penghantar, merupakan arus elektron Atom no 2 yang kekurangan elektron menarik elektron Bebas
dari atom pertama.
Atom no 3 yang kekurangan elektron menarik elektron bebas tadi dari atom no 2, begitu seterusnya elektron bebas berpindah dari
Jadi arus elektron terjadi bila ada proses perpindahan elektron. Arus listrik mengalir dari titik positif ke titik negatif. Arah arus listrik berlawanan dengan arah
perpindahan elektron. Kuat arus listrik tergantung pada
banyak sedikitnya elektron bebas yang pindah melewati suatu penampang dalam satu satuan waktu.
Satuan untuk banyaknya elektron ialah coulomb. Satu
coulomb sama dengan 6,28x1018 elektron. Kuat arus
listrik mempunyai satuan amper (coulomb/second). Jadi arus elektron terjadi bila ada proses perpindahan elektron. Arus listrik mengalir dari titik positif ke titik negatif. Arah arus listrik berlawanan dengan arah
perpindahan elektron. Kuat arus listrik tergantung pada
banyak sedikitnya elektron bebas yang pindah melewati suatu penampang dalam satu satuan waktu.
Satuan untuk banyaknya elektron ialah coulomb. Satu
coulomb sama dengan 6,28x1018 elektron. Kuat arus
Pengertian hambatan listrik
Perjalanan elektron dalam penghantar (kawat
penghantar) amat berlikuliku di antara berjuta-juta atom. Dalam perjalanannya elektron bertumbukan satu dengan yang lainnya dan juga bertumbukan dengan atom. Rintangan yang terdapat di dalam penghantar ini disebut tahanan penghantar itu.
Satuan tahanan penghantar ialah ohm diberi lambang (omega).
Satu ohm ialah satu kolom air raksa yang
panjangnya 1,063 m dan berpenampang 1 mm2 pada suhu 0o celcius.
Perjalanan elektron dalam penghantar (kawat
penghantar) amat berlikuliku di antara berjuta-juta atom. Dalam perjalanannya elektron bertumbukan satu dengan yang lainnya dan juga bertumbukan dengan atom. Rintangan yang terdapat di dalam penghantar ini disebut tahanan penghantar itu.
Satuan tahanan penghantar ialah ohm diberi lambang (omega).
Satu ohm ialah satu kolom air raksa yang
Penghantar yang mempunyai tahanan kecil amat mudah dialiri arus listrik, dikatakan mempunyai daya hantar listrik yang besar.
Penghantar yang mempunyai tahanan besar, sulit dialiri arus listrik, dan dikatakan
mempunyai daya hantar listrik yang kecil.
Jadi kita katakan bahwa besarnya nilai tahanan berbaning terbalik dengan besarnya nilai arus yang mengalir.
Penghantar yang mempunyai tahanan kecil amat mudah dialiri arus listrik, dikatakan mempunyai daya hantar listrik yang besar.
Penghantar yang mempunyai tahanan besar, sulit dialiri arus listrik, dan dikatakan
mempunyai daya hantar listrik yang kecil.
Tugas
1. Sebutkan jenis-jenis penghantar tersebut. 2. Jelaskan kadar besaran nilai hambatan tiap
penghantar yang anda sebutkan di atas.
3. Kumpulkan minggu depan, dengan ketentuan: tulis tangan menggunakan bupoin warna biru kertas A4 dan diberi sampul tugas TTl
berinama dan NPM.
1. Sebutkan jenis-jenis penghantar tersebut. 2. Jelaskan kadar besaran nilai hambatan tiap
penghantar yang anda sebutkan di atas.
3. Kumpulkan minggu depan, dengan ketentuan: tulis tangan menggunakan bupoin warna biru kertas A4 dan diberi sampul tugas TTl
Daya Komplek
Dimulai dari beberapa pengulangan mengenai teori dasar rangkian atau uraian, dapat dilihat pada gambar 2, daya sesaat dipergunakan untuk melayani jaringan N satu gerbang yang dinyatakan oleh:
Diandaikan bahwa tegangan dan arus, kedaunya dinyatakan oleh gerbang sinusoidal dengan
kecepatan sudut , dituliskan dengan pernyataan berikut :
(2.1)
Note:
Berdasarkan Persamaan (2.1) dan (2.2) diperoleh persamaan daya berikut:
(2.3)
Dari Persamaan (2.3) Dapat dinyatakan daya P (t) terdiri dari dua bagian yang satu terdiri dari
Dari nilai P (t) adalah nol,
bila salah satu dari V (t) dan I (t) bernilai nol.
Dalam hal ini nilai daya sesaat P (t) tegangan sudut sesaat V (t) arus sesaat i(t),
bentuk gelombang sinusoidal dapat dilihat pada gambar 2.
Dari nilai P (t) adalah nol,
bila salah satu dari V (t) dan I (t) bernilai nol.
Dalam hal ini nilai daya sesaat P (t) tegangan sudut sesaat V (t) arus sesaat i(t),
P(t)
Kemudian bila didefinisikan sudut fasor daya sebagi berikut:
Bila menghitung harga daya P menggunakan phasor dari V (t) dan i(t) dalam teori rangkian
Seandainya menghitung disipasi daya rata-rata dalam suatau resistor R yang menghubungkan sumber tegangan sinusoidal dengan harga
efektif V maka dapat dirumuskan :
Note *) menyatakan nilai kebalikan atau
bayanagan (conjugate) besaran cos pada persamaan 2.8. dikenal sebagai fasor daya ( Power faktor=PF)
Sehingga PF=Cos
Persamaan 2.8 nilai Re VI* dan nilai Im VI* masing-masing dapat dinyatakan oleh daya komplek S dan daya Reaktif Q sehingga dapat ditulis:
Persamaan 2.11, S dinyatakan bentuk phasor dalam bentuk segitiga dan diperlihatkan bahwa S dinyatakan oleh , pada gambar 3.
SV
Daya komplek dalam jaringan satu
gerbang N
-I
Contoh Soal
Untuk Impedansi
Z=j
L:
a) Hitung Q
b) Hitung Daya sesaat dalam L c) Bandingkan
Untuk Impedansi
Z=j
L:
a) Hitung Q
Hitung Q
(c). Perbandingan hasil bagian a dan b
Q adalah amplitudo atau nilai maksimum dari daya sesaat dalam unati atau rangkian satu gerbang N.
Dalam contoh soal ini dapat diketahui bahwa daya rata-rata P yang melayani indikator adalah nol. Yang ada
adalah daya sesaat ( untuk mempertahankan perubahan energi dalam medan magnet) dengan nilai Maksimum Q. Q adalah amplitudo atau nilai maksimum dari daya
sesaat dalam unati atau rangkian satu gerbang N.
Dalam contoh soal ini dapat diketahui bahwa daya rata-rata P yang melayani indikator adalah nol. Yang ada
Tabel, Terminologi daya dengan satuan
Kuantitas Terminologi Satuan
S Dayakompleks (sayaSemu) VA, KVA, dan MVA DayakompleksMutlak VA, KVA, dan MVA DayakompleksMutlak VA, KVA, dan MVA P Dayaaktifataudaya real rata-rata Watt, kW, MW
