TEORI LISTRIK TERAPAN 1 1 ARUS BOLAK BAL

(1)

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 1

80

⁰

360

⁰

270

⁰

180

⁰

0 90 180 270

360 1. TEORI LISTRIK TERAPAN

1.1. ARUS BOLAK - BALIK

Definisi Arus Bolak - Balik :

Arus bolak - balik ialah arus yang mempunyai besar maupun arah berubah – ubah.

Pengertian Arus Bolak - Balik (ABB)

ABB dapat dinyatakan sebagai vektor berputar dengan kecepatan radial / detik bila 1x berputar = Jarak = 3600 l = 2

Waktu = T

Jarak Kecepatan = ---

Waktu

2 

 = ---

T

(2)

1.2. PENGERTIAN FREKWENSI

F = 50 Hz 1 Detik menghasilkan 50 gelombang atau 1 Gelombang membutuhkan waktu 1 / 50 detik F = f Hz 1 Detik menghasilkan f gelombang atau

1 Gelombang membutuhkan waktu 1 / f detik Padahal 1 gelombang, waktunya = T detik

1 Jadi T = --- f

2 2

 = --- = --- = 2 f

T I

---- f

 = 2 f

1.2.1. Definisi Frekwensi

Ialah jumlah perubahan arah arus per detik atau jumlah sinusioda per detik harga - harga app 1 phasa

- Harga sesaat - Harga maximum - Harga efektif - Harga rata - rata

Hubungan harga - harga abb terhadap harga maximum Harga sesaat

I MAX

I i

t

(3)

Z



n

  XL

R

L

UR = IR



UL = I X L

U = IZ S (VA) = I . Z

P (WATT) - I² . R SEGITIGA TEGANGAN

SEGITIGA DAYA P = UI COS = U COS = UR X I Q = UI SIN = U SIN = UL X I

SIN  = I/1 MA

Harga sesaat ialah harga - harga abb pada saat tertentu pada gelombang sinusioda

i = 1 MAX. SIN  Karena  = W.t, Maka :

Harga sesaat = I = 1 MAX. SIN. w.t

Vektor I dapat diuraikan menjadi 2 komponen, yaitu :

• Komponen sefasa dengan U (disebut arus aktif = 1a)

• Komponen tegak lurus U (disebut arus reaktif = ire)

Daya Pada Beban Kombinasi

Ia

--- = COS  I

Ire

--- = COS  I

IV2 Ire = I SIN 



U

(4)

1. Daya semu = tegangan x arus

s = u x i

s = u.i

2. Daya aktif = tegangan x arus aktif p = u x iaktip

p = u.ia = u.i. cos  3. Daya aktif = tegangan x arus aktif

q = u x i reaktif q = u.ire = u.i. sin 

daya aktif Faktor daya = --- daya semu

p = --- s

u.i. cos  = --- u.i

Faktor kerja = ?

Ialah sudut yang dibentuk antara vektor arus dengan vektor tegangan w aktif

Faktor kerja = --- w semu

p x h = --- s x h p = --- s x h

p

= ---

s

= cos 

(5)

1.3. LISTRIK ARUS BOLAK BALIK TIGA FASE

Arus tiga fase dibangkitkan oleh suatu generator yang terdiri atas tiga unsur satu fase yang masing - masing membangkitkan suatu tegangan sinusioda yang sama besarnya, sama frekwensinya, tetapi berbeda fase 1/3 periode (1200 atau 2 /3) satu sama lain.

V3 = V3 MAX SIN (t - 4  /3)

V

V2

V1

V3



F3 V3

V3

0 t

V1 V2 V3

V V1

F1

V2

F2

V1 = V1 MAX SIN t

V2 = V2 MAX SIN (t-2//3)

V

V1

0

t

V

V2

(6)

Hubungan Pada Arus Bolak - Balik 3 Phasa Bintang (Star)

Hubungan Pada Arus Bolak - Balik 3 Phasa Delta (Segitiga)

T

EL = EF iL  iF II = If x 3 R

S

T S

R

EL  EF

EL = EF x 3

iL = IF

(7)

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 7 DAYA 3 FASA

S = 3 . EL . iL (DAYA SEMU) P = 3 . EL . il. COS  (DAYA AKTIF) Q = 3 . EL . il. SIN  (DAYA REAKTIF)

1.3.1. Arus Bolak Balik 3 Phasa

Definisi ABB 3 Phasa

Arus bolak - balik 3 phasa arus yang mempunyai besar dan arah selalu berubah terhadap waktu dan mempunyai beda sudut masing - masing fasa 1200l.

Teori Dasar

a. Prinsip Kerja Trafo

Trafo merupakan seperangkat peralatan statis yang berdasarkan prinsip elektromagnetik, mentranspormasikan tegangan dan arus bolak balik diantara kedua belitan atau lebih pada frekwensi yang sama dan pada nilai arus dan tegangan yang berbeda. Konstruksi utama dari trafo terdiri dari kumparan primer, kumparan sekunder dan inti.

“ A ” lebih besar dari 1, berarti fungsi trafo untuk menaikkan tegangan (step up) dan “ A “ lebih kecil dari I, berarti fungsi trafo untuk menurunkan tegangan (step down). Perbandingan transformasi teoritis dan praktis dianggap sama, tetapi sebenarnya ada perbedaan, karena tidak semua flux primer melewati kumparan sekunder, dan itu disebut flux bocor.

KUMPARAN PRIMER

( SIRKIT MAGNIT) INTI

(8)

l1 l2



np Up Es= ns.

Up Ep Np Ns Es Us

L1 = Flux bocor pada kumparan primer.

l2

= Flux bocor pada kumparan sekunder.

Trafo dapat digunakan untuk menaikkan dan menurunkan tegangan. Turun atau naiknya tegangan pada sisi sekunder tergantung pada perbandingan jumlah lilitan kumparan. Bila jumlah lilitan kumparan pada sekunder = NS, pada primer = NP, tegangan pada kumparan primer = UP, maka pada sisi sekunder timbul GGL.

Dengan rumus persamaan ES : UP. = NS : NP.

Perbandingan antara NS dan NP disebut dengan perbandingan transformasi Kumparan primer diberi tegangan, dan ini akan menimbulkan arus sinusiode.

Arus tersebut menyebabkan terjadi medan magnet pada inti magnet yang disebut flux yang juga berbentuk sinusiode. Pada kumparan sekunder yang mendapat perubahan flux dari inti, yang disebut induksi akan timbul gerak gaya listrik (GGL) yang bentuknya juga sinusiode.

GGL sekunder hampir terlambat 180⁰ terhadap tegangan primer.

(9)

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 9 Up Ep

R1 X1

2

Us

X2 R2

L1 menimbulkan X1 dan l2 menimbulkan X2, kumparan primer mempunyai tahanan R1 dan kumparan sekunder mempunyai tahanan R2. Sehingga rangkaiannya.

Untuk mengurangi flux bocor tersebut, maka dibuatlah kedua kumparan pada inti yang sama.

Up

Io  Up

Io



Us

(10)

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 10 Arus Bolak Balik 3 fasa Hubungan Bintang dan hubungan Segi Tiga

R

S n

T

N

Io

U1 E2

I ex



 o

I h e

o o o o

R

S T

(11)

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 11 Disebut arus bolak balik 3 fasa beban seimbang apabila besar arus Ir = Is = It dan pada saat itu arus pada kawat netrl (In) = nol, hal ini dikarenakan jumlah vektoris dari ketiga fasa = nol

Hal ini dapat dilihat pada rangkaian arus bolak balik 3 fasa berikut ini :

R N S T

Ir

Is

It

R S T N

IS IT IN IR

EL

. . . . .

. . .

Ef

IL If

.

Tegangan Fasa & Line EL = Teg. Line (Fasa – Fasa) Ef = Teg. Fasa (fasa – Netral)

EL = Ef . 3 Ef = EL

Hub. Bintang : 3 IL = If

Hub. Delta : EL = Ef IL = If . 3 If = IL

3

(12)

UR

US UT

Ir

It Is

It

(Ir + Is)

UR

US UT

-US URS

URS = URN + (-USN) UST = USN + (-UTN) UTR = UTN + (-URN)

I fasa = I line (hub.bintang) Ir = Is = It (beban seimbang) Ir + Is + It = In = 0

UR

Ir

Is US UT

It

φr φt φs

UR

US UT

Ir

Is It

I total = In’

(Ir + Is)

In’

Beban tak seimbang Ir = Is = It

Ir + Is + It = In = 0

Vektor U dan I pada

Beban tak sefase :

.φr = .φs = .φt

(13)

Daya Pada Beban Seimbang Dan Tak Seimbang

Ir = Is = It dan Urn = Usn = Utn maka jaringan tersebut adalah arus bolak balik 3 fasa beban seimbang .

Untun menghitung daya sem pada bebang seimbang adalah sebagai berikut : S3 = Sr + Ss + St

S3 = Ir . Urn + Is . Usn + It . Utn (beban seimbang & teg. simetris) S3 = 3. (I . Ufn) (I . U masing masing fasa sama)

S3 = 3 . I .Uff / √3 (Uff = Ufn. √3) S3 = 3 . I . Uff / √3 . √3/√3 (√3/√3 = 1) S3 = I . Uff . √3

Jadi : S3 = I . Uff . √3

UR

Ir

Is US UT

It

φr

φt φs

P3Φ = PR + PS + PT PR = Ur . Ir Cos Ur.Ir PS = Us . Is Cos Us.Is PT = Ut . It Cos Ut.It Ir = Is = It =If (IN = 0)

UR = US = UT = Uf (teg.ph-N) P3Φ = UR.Ir Cos UR,Ir+US.Is cos US,Is+UT.ItCos UT,It P3Φ = UR.Ir Cos φr + US.Is Cosφs + Ut.It Cosφt

P3Φ = (UR.Ir + US.Is + UT.It) Cos φ

P3Φ = 3 Uf . If Cos φ P3Ф = UL . IL Cos φ 3

DAYA 3 Ф

ket : φ = sudut diantara U & I

(14)

Berbagi dan menyebarkan ilmu pengetahuan serta nilai-nilai perusahaan 14 Sehingga rumus daya daya untuk beban seimbang adalah :

S3 = I . Uff . √3 (VA)

P3 = I . Uff . √3 . Cos  (W) Q3 = I . Uff . √3 . Sin  (VAr)

Dan Daya untuk beban tak seimbang adalah :

S3 = I/3 . Uff . √3 (VA)

P3 = I/3 . Uff . √3 . Cos  (W) Q3 = I/3 . Uff . √3 . Sin  (VAr