MAKALAH MAKALAH
Arus Listrik Bolak-balik (AC) 1 Fasa Arus Listrik Bolak-balik (AC) 1 Fasa Disajikan untuk memenuhi tugas kelompok Disajikan untuk memenuhi tugas kelompok Mata Kuliah Teknik Listrik dan Elektronika Dasar Mata Kuliah Teknik Listrik dan Elektronika Dasar
Dosen Pembimbing : Afriza Media, M.Pd. Dosen Pembimbing : Afriza Media, M.Pd.
Disusun Oleh : Disusun Oleh : Kelompok 2 Kelompok 2 Ardiansyah 1302465 Ardiansyah 1302465 Dini
Dini Huddia Huddia 1606700616067006 Kevin
Kevin Daneil Daneil 1606708916067089 Miftahrur
Miftahrur Bin Bin Afan Afan 1606702116067021 Sigit
Sigit Dwi Dwi Lesmana Lesmana 1606702616067026 Vani
Vani Permata Permata Sari Sari 1606703416067034
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK MESIN PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI PADANG UNIVERSITAS NEGERI PADANG
2017 2017
KATA PENGANTAR
Dengan segala kerendahan hati, kami panjatkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan makalah Teknik Listrik dan Elektronika Dasar dengan judul “Arus Listrik Bolak-balik (AC) 1 Fasa”.
Makalah ini dibuat dalam rangka memenuhi tugas kelompok matakuliah Teknik Listrik dan Elektronika Dasar dan sebagai salah satu cermin pemahaman kami terhadap apa yang telah kami presentasikan, juga sebagai salah satu materi dan sumber ilmu tambahan untuk pembaca agar lebih memahami tentang arus listrik bolak-balik AC 1 fasa.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada semua anggota kelompok yang telah membantu dan memberikan sumbangan pemikirannya hingga makalah ini tersusun.
Penulis menyadari bahwasanya dalam penulisan makalah ini masih sangat jauh dari sempurna, oleh sebab itu penulis mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca yang bersifat membangun.
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL ... i KATA PENGANTAR ... ii DAFTAR ISI ... iii BAB 1 PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ... 1 B. Rumusan Masalah ... 1 C. Tujuan Penulisan ... 1 BAB II PEMBAHASAN
A. Jumlah keluaran/output dari motor listrik AC 1 fase ... 2 B. Contoh penggunaan motor listrik AC 1 fasa ... 6 C. Daya dan faktor daya pada motor listrik AC 1 fase ... 10 BAB III PENUTUP
A. Kesimpulan ... 13 B. Saran ... 13 DAFTAR PUSTAKA
BAB I
PENDAHULUAN A. Latar Belakang
Pada era industri modern saat ini, kebutuhan terhadap alat produksi yang tepat guna sangat diperlukan dapat meningkatkan efisiensi waktu dan biaya. Sebagian besar alat industri dan rumah tangga menggunakan tenaga listrik sebagai energi penggerak utamanya. Penggunaan motor AC ( Alternating Current ) atau arus bolak-balik satu fasa saat ini banyak digunakan diberbagai aplikasi. Salah satu penggunaan motor AC yang sering ditemui yaitu terdapat di peralatan rumah tangga berupa mesin cuci dan peralatan-peralatan yang sering dijumpai dalam rumah seperti kipas angin, AC, dan yang lainnya.
AC motor induksi adalah motor yang paling umum yang digunakan dalam sistem kontrol gerak industri, serta home appliances powered utama. Sederhana dan kasar desain, murah, pemeliharaan rendah dan sambungan langsung ke sumber listrik AC adalah keuntungan utama AC induksi motor, berbagai jenis motor induksi AC yang tersedia di pasar, motor yang berbeda cocok untuk berbeda aplikasi. Meskipun motor induksi AC lebih mudah untuk desain dari
motor DC, kecepatan dan torque control dalam berbagai jenis motor induksi AC memerlukan pemahaman yang lebih besar dari desain dan karakteristik motor tersebut.
B. Rumusan Masalah
1. Menjelaskan jumlah keluaran/output dari motor listrik AC 1 fasa ? 2. Menjelaskan contoh penggunaan motor listrik AC 1 fasa pada
kehidupan sehari-hari ?
3. Menjelaskan daya dan faktor daya pada motor listrik AC 1 fasa ?
C. Tujuan Penulisan
Maksud dan tujuan dari penulisan makalah ini adalah agar dapat 1. Mengetahui jumlah keluaran/output dari motor listrik AC 1 fasa.
2. Mengetahui contoh penggunaan motor listrik AC 1 fasa pada kehidupan sehari-hari.
BAB II PEMBAHASAN A. Jumlah keluaran/output dari motor listrik AC 1 fase
Listrik 1 fasa adalah instalasi listrik yang menggunakan dua kawat penghantar yaitu 1 kawat fasa dan 1 kawat 0 (netral). Pengertian sederhananya adalah listrik 1 fasa terdiri dari dua kabel yaitu 1 bertegangan dan 1 netral. Umumnya listrik 1 fasa bertegangan (220) volt yang digunakan banyak orang. Biasanya listrik 1 fasa digunakan untuk listrik perumahan, namun listrik PLN di jalanan itu memiliki 3 fasa tetapi yang masuk ke rumah kita hanya 1 fasa karena
kita tidak memerlukan daya besar
Konstruksi motor listrik AC 1 fasa
Gambar: bagian utama motor listrik AC satu fasa
Terdapat 2 bagian penting pada motor listrik AC 1 fasa, yaitu: rotor dan stator. Rotor merupakan bagian yang berputar dari motor dan stator merupakan bagian yang diam dari motor. Rotor umumnya berbentuk slinder dan bergerigi sedangkan stator berbentuk silinder yang melingkari seluruh badan rotor. Stator harus dilengkapi dengan kutub-kutub magnet dimana kutub utara dan selatan pada stator harus sama dan dipasang melingkari rotor sebagai suplai medan magnet dan kumparan stator untuk menginduksi kutub sehingga menciptakan medan magnet. Stator umumnya dilengkapi dengan stator winding yang bertujuan membantu putaran rotor, dimana stator winding dilengkapi dengan konduktor berupa kumparan. Selain itu, stator juga dilapisi dengan lamina berbahan dasar silikon
dan besi yang bertujuan untuk mengurangi tegangan yang terinduksi pada sumbu stator dan mengurangi dampak kerugian akibat munculnya arus eddy ( eddy current ) pada stator. Rotor umumnya dibuat dari alumunium dan dibuat bergerigi untuk menciptakan celah yang akan diisi konduktor berupa kumparan. Selain itu, rotor juga dilapisi dengan lamina untuk menambah kinerja dari rotor yang digunakan. Masing-masing komponen dipasang pada besi yang ditunjukkan seperti pada gambar berikut:
Gambar: Konstruksi motor listrik AC 1 fasa Prinsip kerja motor listrik AC 1 fasa
Misalkan kita memiliki sebuah motor listrik AC 1 fasa dimana motor ini disuplai oleh sebuah sumber AC 1 fasa. Ketika sumber AC diberikan pada stator winding dari motor, maka arus dapat mengalir pada stator winding . Fluks yang dihasilkan oleh sumber AC pada stator winding tersebut disebut sebagai fluks utama. Karena munculnya fluks utama ini maka fluks medan magnet dapat dihasilkan oleh stator.
Misalkan lagi rotor dari motor tersebut sudah diputar sedikit. Karena rotor berputar maka dapat dikatakan bahwa konduktor pada rotor akan bergerak melewati stator winding . Karena konduktor pada rotor bergerak relatif terhadap fluks pada stator winding, akibatnya muncul tegangan ggl (gaya gerak listrik) pada konduktor rotor sesuai dengan hukum faraday. Anggap lagi motor terhubung dengan beban yang akan dioperasikan. Karena motor terhubung dengan beban maka arus dapat mengalir pada kumparan rotor akibat adanya tegangan ggl pada rotor dan terhubungnya rotor dengan beban. Arus yang mengalir pada rotor ini disebut arus rotor. Arus rotor ini juga menghasilkan fluks yang dinamakan fluks rotor. Interaksi antara kedua fluks inilah yang menyebabkan rotor didalam motor dapat berputar sendiri. Perlu diingat bahwa pada kondisi awal diasumsikan rotor sudah diberi gaya luar untuk menggerakkan konduktor pada rotor, karena jika tidak maka rotor akan diam terhadap fluks pada kumparan stator sehingga tidak terjadi tegangan ggl pada kumparan rotor, sesuai dengan hukum faraday.
Gambar :Putaran pada rotor akibat fluks. Dimisalkan Rotor sudah berputar se dikit Sebelumnya telah dibahas mengenai adanya arus stator yang mengakibatkan munculnya arus pada rotor karena hukum faraday. Masing-masing arus menghasilkan fluks yang mempengaruhi rotor. Bagaimana fluks tersebut mempengaruhi kecepatan putaran rotor akan dibahas pada paragraf ini. Arus stator akan menghasilkan fluks utama, sedangkan arus pada rotor menghasilkan fluks pada rotor. Masing-masing fluks ini akan mempengaruhi arah putaran rotor, hanya saja arah keduanya berlawanan. Sesuai hukum lorentz, apabila kita memiliki
sebuah kabel yang dialiri arus dan terdapat fluks medan magnet disekitar kabel tersebut maka akan terjadi gaya pada kabel tersebut. Karena besarnya fluks pada stator dan rotor relatif sama maka gaya yang dihasilkan juga sama. Namun karena arah gaya yang berbeda mengakibatkan rotor tidak berputar akibat kedua gaya yang saling menghilangkan. Hal ini juga yang mengakibatkan motor induksi perlu diputar sedikit, agar salah satu gaya yang dihasilkan oleh fluks lebih besar daripada yang lainnya sehingga rotor dapat berputar.
Gambar: Saat rotor tidak berputar, total gaya akibat masing-masing fluks ialah 0.
Gambar: Saat rotor sudah berputar sedikit, total gaya akan memiliki perbedaan sehingga terjadi putaran.
B. Contoh penggunaan motor listrik AC 1 fase
Motor listrik AC 1 fasa adalah motor listrik yang dijalankan dengan suplay 1 fasa bertegangan 220 V. Salah satu contoh penggunaan motor listrik AC 1 fasa dalam bidang teknik mesin di Fakultas Teknik UNP digunakan sebagai motor penggerak yang berfungsi mengubah energi listrik menjadi energi mekanik,
selanjutnya energi mekanik ini yang digunakan sebagai penggerak. Misalnya sebagai berikut:
1. Penggerak dalam alat pengaduk pupuk
Selanjutnya contoh penggunaan motor listrik AC 1 fase pada peralatan rumah tangga seperti berikut:
1. Pompa air
Pada alat ini menggunakan jenis motor listrik 1 fasa kapasitor. Motor ini mempunyai kapasitor yang dihubungkan seri dengan kumparan bantu, terhubung paralel dengan kumparan utama dan terhubung langsung paralel dengan sumber listrik. Belitan utama, lilitan bantu dan kapasitor tetap terhubung pada sirkuit jala-jala saat motor bekerja. Jenis motor ini banyak digunakan pada pompa air satu fasa, dimana lilitan utama dan bantu jumlah lilitannya sama banyak tetapi diameter kawatnya berbeda diantara
keduanya. Diameter kawat lilitan utama lebih besar dibanding diameter lilitan bantunya. Type motor ini kopel awalnya kurang bagus, tetapi kopel
jalan (torsi jalan) merata. Kebanyakan pompa air berbagai merek banyak menggunakan jenis motor running kapasitor dengan kecepatan mendekati 3000 rpm.
Gambar: Rangkaian motor listrik 1 fasa kapasitor tetap
2. Kipas angin
Pada kipas angin ini menggunakan jenis motor listrik 1 fasa shaded pole. Motor shaded pole adalah adalah motor listrik satu fasa yang diperlengkapi dengan belitan bantu yang dihubungkan secara parallel dengan belitan utama. Stator motor shaded pole berbentuk sepatu kutub ( salient ). Kumparan stator hanya terdiri dari kumparan utama. Untuk membentuk medan putar dipasang shaded coil yang merupakan suatu rangkaian tertutup pada sepatu kutub tersebut. Tegangan bolak balik dari kumparan utama akan di induksikan pada shaded coil . Dengan adanya tegangan induksi ini maka pada shaded coil akan mengalir arus dan menimbulkan fluks lawan dari kumparan utama. Dengan demikian terjadi beda fasa antara fluks kumparan utama dengan fluks shaded coil . Kedua fluks tersebut berbeda nilainya dan dianggap kutub itu menghasilkan fluks lemah (dalam cincin) dan di superimpose fluks kuat (diluar cincin) sehingga terdapat medan putar.
Gambar: Rangkaian motor listrik 1 fasa shaded pole 3. Blender, mixer
Pada alat ini menggunakan jenis motor listrik 1 fasa universal . Motor universal adalah motor seri arus bolak balik, konstruksi maupun karakteristik motor universal sama dengan motor seri arus searah (motor seri DC). Keuntungan motor universal ini dapat dioperasikan dengan sumber tegangan bolak balik atau dengan tegangan arus searah pada nilai tegangan yang sama. Stator motor universal dapat berupa sepatu kutub ( salient pole) maupun stator silinder (non salient ). Motor universal dengan stator sepatu kutub umumnya beroperasi untuk daya 250 Watt (1/4 HP) ke bawah. Sedangkan stator non salient dioperasikan untuk daya di atas 250 Watt. Kecepatan beban nol motor ini sangat tinggi, tetapi pada saat beban dipasang kecepatan motor berkurang dan akan terus berkurang jika bebannya bertambah lagi. Pengaturan kecepatan motor universal dapat dilakukan dengan cara memasang tahanan depan (rheostat resistance) dihubungkan seri dengan motor. Tahanan depan yang diatur bervariasi pada motor akan memberikan tegangan masuk bervariasi pada motor,
sehingga fungsi tegangan terhadap kecepatan sesuai dengan formula dasar dari motor listrik. Pengaturan kecepatan kedua adalah dengan kumparan medan dibuat dalam beberapa tingkat ( step) untuk memberikan variasi impedansi lilitan medan, sehingga fluksi medan terhadap kecepatan sesuai dengan rumus dasar motor listrik. Dengan pengaturan tap-tap lilitan medan (impedansi medan) maka kecepatan motor dapat diatur. Kopel start motor universal cukup besar dan kecepatannya bervariasi menurut beban. Di
bawah diperl kecepatan.
Gambar: Ran
C. Daya dan faktor d
Pada motor li semu. Berikut rumus
1. Daya aktif Daya aktif ad daya aktif ada
hatkan gambar rangkaian motor universal
kaian motor listrik 1 fasa universal
ya pada motor listrik AC 1 fasa
trik AC 1 fasa ada 3 daya yaitu daya aktif, d dan contoh soalnya:
( P )
lah daya yang sesungguhnya dibutuhkan ole lah W (Watt).
dengan variasi
aya reaktif, daya
2. Daya rekati Daya reaktif magnet atau Satuan daya r 3. Daya semu Daya semu a listrik. Satuan f (Q)
adalah daya yang dibutuhkan untuk pem daya yang ditimbulkan oleh beban yang eaktif adalah VAR (Volt.Amper Reaktif ).
(S)
alah daya yang dihasilkan dari perkalian te nya adalah VA (Volt.Ampere).
entukan medan ersifat induktif
Selain rumus di atas dapat kita gunakan Segitiga Daya untuk mencari nilai daya yang lain, seperti berikut:
Daya aktif (P) digambarkan dengan garis horizontal yang lurus. Daya reaktif(Q) berbeda sudut sebesar 90 dari daya aktif. Sedangkan daya semu (S) adalah hasil penjumlahan secara vektor antara daya aktif dengan daya reaktif. Jika mengetahui dua dari ketiga daya maka dapat menghitung salah satu daya yang belum diketahui dengan menggunakan persamaan berikut :
1. Daya aktif P =
−
2. Daya reaktif Q =√
−
3. Daya semu S =
+
Contoh soal:
Sebuah motor listrik dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik 100 V, jika arus yang mengalir adalah 3 A dan faktor kerjanya 0,9. Berapakah besar nilai daya semu, daya aktif, dan daya reaktif ?
Penyelesaian:
Diketahui : V = 100 V I = 3 A cos φ = 0,9
Ditanya : S = ? P = ? Q =? Jawab :
Menghitung nilai daya semu (S) S = v.i
= 100 V.3 A = 300 VA
Menghitung nilai daya aktif (P) P = v.i.cos φ
= 100 V.3 A. 0,9 = 270 watt.
Menghitung nilai daya reaktif (Q) Q =
√
−
=
√300
− 270
=√ 90000 − 72900
=√ 17100
4. Faktor day Faktor kerja dari sudut p peralatan listr a. Beban ind dengan 0,5. b. Lampu TL c. Motor listri d. Lampu pija Semakin ren makin besar, reaktif menuj Contoh soal: Hitung berap dan daya sem Penyelesaian: Deketahui:
Ditanya: Co Jawab: Co
.
tau faktor daya adalah konstanta dari nilai ergeseran fasa. Beberapa contoh nilai fa
k yang digunakan pada kehidupan sehari-ha uktif mesin las memiliki faktor kerja ren
memiliki faktor kerja 0,5 sampai dengan 0,7. k memiliki faktor kerja 0,8 sampai dengan 0, r memiliki faktor kerja 1,0.
ah nilai faktor daya akan mengakibatkan sebaliknya jika nilai faktor daya semakin
0 nol.
faktor daya pada lampu pijar, jika dengan 72 VA ? P = 72 W S = 72 VA φ = ...? s φ = P/S = 72 W/72 VA = 1 osinus (cosinus) tor kerja pada i :
dah 0,3 sampai
9.
aya reaktif nya esar maka daya
BAB III PENUTUP A. Kesimulan
Motor listrik 1 fasa adalah motor listrik yang dijalankan dengan suplay 1 fasa. Suplay 1 fasa adalah listrik pada rumah-rumah komersial bertegangan 220 V. Terdapat 2 bagian penting pada motor listrik 1 fasa, yaitu rotor dan stator. Rotor merupakan bagian yang berputar dari motor dan stator merupakan bagian yang diam dari motor. Contoh penggunaan motor listrik 1 fase pada peralatan rumah tangga seperti pompa air, mesin cuci, kompresor kulkas, kipas angin, blender, dan mixer. Dalam bidang teknik mesin motor l istrik 1 fasa ini digunakan
sebagai motor penggerak yang berfungsi mengubah energi listrik menjadi energi mekanik, selanjutnya energi mekanik ini yang digunakan sebagai penggerak. Misalnya sebagai penggerak dalam alat pengaduk pupuk, penggerak dalam alat pemasah singkong.
B. Saran
Dalam penggunaan motor listrik AC 1 fasa ini harus dilakukan perawatan secara berkala, meskipun kelebihan dari motor ini yaitu memiliki kontruksi yang cukup sederhana. Dengan perawatan ini akan memperpanjang masa pakai pada motor.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2015. Prinsip Kerja Motor Induksi 1 Fasa.http://www.insinyoer.com/pri sip-kerja-motor-induksi-1-fasa/. Diakses pada tanggal 09 April 2017.
Anonim. 2015. Motor Induksi. http://pungkascn.blogspot.co.id/2015/02/normal-0-false-false-false-in-x-none-x_26.html. Diakses pada tanggal 09 April 2017. Anonim. 2013. Menghitung Arus, Daya, Kecepatan dan Torsi Motor Listrik AC.
http://trikueni-desain-sistem.blogspot.co.id/2013/09/Menghitung-Arus-Motor-AC.html. Diakses pada tanggal 09 April 2017.
