Transformator

Transformator

Transformator adalah alat untuk mengubah tengangan atau arus bolak-balik (AC) menjadi tengangan atau arus searah (DC).Transformator (trafo) terdiri dari dua jenis:

a) Transformator (trrafo) step up, dingunakan untuk memperbesar tengangan sumber.Step-Up

lambang transformator step-up

Transformator step-up adalah transformator yang memiliki lilitan sekunder lebih banyak daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penaik tegangan. Transformator ini biasa ditemui pada pembangkit tenaga listrik sebagai penaik tegangan yang dihasilkan generator menjadi tegangan tinggi yang digunakan dalam transmisi jarak jauh.

b) Transformator (trrafo) step down, dingunakan untuk memperkecil tengangan sumber.Step-Down

skema transformator step-down

Transformator step-down memiliki lilitan sekunder lebih sedikit daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penurun tegangan. Transformator jenis ini sangat mudah ditemui, terutama dalam adaptor AC-DC.

Transformator step up, jika jumlah lilitan sekunder (Ns) lebih besar dari pada jumlah lilitan primer (Np) dan sebaliknya untuk transformator step down.Prinsip kerja transformator

Jika pada kumparan primer terjadi perubahan arus maka gaya akan terjadi perubahan fluks magnetic, dan akhirnya disekunder juga terjadi fluks magnetik dan tengangan (GGL) imbas. Dibangian primer harus terjadi perubahan arus secara terus-menerus untuk itu arusnya harus arus bolak-balik (AC).

a) Transformator ideal

Transformator yang tidak menngalami penurunan (hilanng) energi, jumlah energi dibagian primer sama dengan energi dibagian sekunder.

Persamaan yang berlaku:

atau

Keterangan:

N= Jumlah lilitan

V= Tengangan

b) Transformator non ideal

Transformator ini adalah transformator yang ada dalam kehidupan sehari-hari, kehilangan energi dari primer ke sekunder ini disebabkan:

Panas akibat adanya hambatan pada kumparan

Panas yang disebabkan arus panas

Persamaan untuk transformator ini adalah:

Keterangan :

=Efesiensi transformator

P = Daya

Efisiensi suatu transformator adalah perbandingan antara daya keluaran (daya output = p) dengan daya masukan (daya input =P).

Persamaan efisiensi transformator:

Keterangan : = Efisiensi transformator

(%)

Pp= Daya pada kumparan primer

(W)

Ps= Daya pada kumparan sekunder

(W)

Ip= Kuat arus pada kumparan primer (A)

Is= Kuat arus pada kumparan sekunder (A)

Karena adaya sekunder Ps=Vs.Is, dan daya primer Pp=Vp.Ip, maka perbandingan arus pada trafo adalah:

Khusus untuk trafo ideal ( =100%) berlaku

Hubungan Primer-Sekunder

Fluks pada transformator

Rumus untuk fluks magnet yang ditimbulkan lilitan primer adalah dan rumus untuk GGL induksi yang terjadi di lilitan sekunder adalah .

Karena kedua kumparan dihubungkan dengan fluks yang sama, maka dimana dengan menyusun ulang persamaan akan didapat sedemikian hingga . Dengan kata lain, hubungan antara tegangan primer dengan tegangan sekunder ditentukan oleh perbandingan jumlah lilitan primer dengan lilitan sekunder.Kerugian dalam transformator:Perhitungan diatas hanya berlaku apabila kopling primer-sekunder sempurna dan tidak ada kerugian, tetapi dalam praktek terjadi beberapa kerugian yaitu:

1. kerugian tembaga. Kerugian dalam lilitan tembaga yang disebabkan oleh resistansi tembaga dan arus listrik yang mengalirinya.

2. Kerugian kopling. Kerugian yang terjadi karena kopling primer-sekunder tidak sempurna, sehingga tidak semua fluks magnet yang diinduksikan primer memotong lilitan sekunder. Kerugian ini dapat dikurangi dengan menggulung lilitan secara berlapis-lapis antara primer dan sekunder.

3. Kerugian kapasitas liar. Kerugian yang disebabkan oleh kapasitas liar yang terdapat pada lilitan-lilitan transformator. Kerugian ini sangat mempengaruhi efisiensi transformator untuk frekuensi tinggi. Kerugian ini dapat dikurangi dengan menggulung lilitan primer dan sekunder secara semi-acak (bank winding)

4. Kerugian histeresis. Kerugian yang terjadi ketika arus primer AC berbalik arah. Disebabkan karena inti transformator tidak dapat mengubah arah fluks magnetnya dengan seketika. Kerugian ini dapat dikurangi dengan menggunakan material inti reluktansi rendah.

5. Kerugian efek kulit. Sebagaimana konduktor lain yang dialiri arus bolak-balik, arus cenderung untuk mengalir pada permukaan konduktor. Hal ini memperbesar kerugian kapasitas dan juga menambah resistansi relatif lilitan. Kerugian ini dapat dikurang dengan menggunakan kawat Litz, yaitu kawat yang terdiri dari beberapa kawat kecil yang saling terisolasi. Untuk frekuensi radio digunakan kawat geronggong atau lembaran tipis tembaga sebagai ganti kawat biasa.

6. Kerugian arus eddy (arus olak). Kerugian yang disebabkan oleh GGL masukan yang menimbulkan arus dalam inti magnet yang melawan perubahan fluks magnet yang membangkitkan GGL. Karena adanya fluks magnet yang berubah-ubah, terjadi olakan fluks magnet pada material inti. Kerugian ini berkurang kalau digunakan inti berlapis-lapisan.

KapasitorKapasitor merupakan komponen elektronika yang berfungsi sebagai penyimpan muatan listrik selain itu kapasitor juga dapat digunakan sebagai penyaring frekuensi. Kapasitas kapasitor dalam kemampuannya menyimpan muatan listrik disebut Farad (F).Kapasitor memiliki berbagai macam bentuk dan ukuran, tergantung dari kapasitas, tegangan kerja, dan lain sebagainya. Kapasitor terbagi dalam dua kelompok yaitu kapasitor yang memiliki kapasitas yang tetap dan kapasitor yang memiliki kapasitas yang dapat diubah-ubah atau dengan kata lain kapasitor variabel.

a. Kapasitor Nonpolar

Kapasitor nonpolar merupakan jenis kapasitor yang memiliki kapasitas yang tetap, kapasitor ini memiliki kapasitas yang tidak terlalu besar. Untuk menggambarkan sebuah kapasitor dalam sebuah gambar rangkaian elektronika, kapasitor nonpolar digambarkan dengan simbol seperti dibawah ini.

Kapasitor jenis ini biasanya terbuat dari bahan kertas, mica, keramik, mylar dan lain sebagainya. Jenis bahan pembuat kapasitor memiliki karakteristik yang berbeda-beda, sehingga memiliki kekurangan dan kelebihan masing-masing.

Pada umumnya nilai kapasitas dari sebuah kapasitor nonpolar digambarkan dengan kode angka. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada contoh berikut.

Courtesy : www.wima.comPada kode angka yang ditampilkan pada baris A untuk mengetahui berapa nilai kapasitas-nya adalah dengan melihat pada bagian Capacitance/Voltage yang terletak pada bagian depan, disana tertulis 0.01/100 yang artinya kapasitor ini memiliki kapasitas 0,01nF dan tegangan maksimum-nya adalah 100V. Sedangkan untuk nilai toleransi-nya diperlihatkan pada bagian belakang, disana tertulis angka 10 yang artinya 10%.

Pada kode angka yang ditampilkan pada baris B, kode angka dibubuhkan pada bagian atas kapasitor. Pada bagian tersebut tertulis 1,0J63 yang berarti kapasitor tersebut memiliki kapasitas sebesar 1nF, tegangan maksimum-nya 63V, sedangkan toleransi-nya ditandai oleh huruf J yang mana pada keterangan gambar memiliki nilai 5%. Kedua contoh kode diatas nilai kapasitas kapasitor-nya selalu dalam nF (nano Farad). Selain dua contoh diatas ada satu lagi contoh pengkodean pada kapasitor, seperti berikut.

Pada gambar diatas kode yang tertera adalah 101, angka pertama merupakan digit pertama, angka kedua merupakan digit kedua dan angka ketiga merupakan faktor pengali dalam satuan pF (pico Farad). Jadi nilai kapasitor tersebut adalah 10 x 101 = 100pF. Contoh lain; Jika kode yang tertera adalah 223 maka nilai kapasitas-nya adalah 22 x 103 = 22000pF = 22nF

b. Kapasitor Polar atau Kapasitor Elektrolit

Sesuai dengan namanya kapasitor ini memiliki polaritas pada kedua kakinya yaitu polaritas positif (+) dan polaritas negatif (-). Kapasitor ini termasuk dalam kelompok kapasitor yang memiliki nilai kapasitas yang tetap dan memiliki nilai kapasitas yang besar. Pada rangkaian elektronika kapasitor elektrolit disimbolkan seperti gambar berikut.

Untuk C1 merupakan simbol gaya Eropa (Europe Syle) dan C2 adalah simbol gaya Amerika (American Style). Untuk pemberian nilai kapasitas, pada kapasitor elektrolit ditulis secara langsung lengkap dengan satuan dan tegangan maksimum, serta simbol polaritas-nya.

Perhatian : Ledakan dapat terjadi jika pemasangan polaritas-nya terbalik atau tegangan yang diberikan pada kapasitor ini melebihi tegangan maksimum-nya.

Kaki yang memiliki polaritas negatif berdekatan dengan tanda garis vertikal pada bodi kapasitor, atau kaki yang berpolaritas positif memiliki ukuran yang lebih panjang daripada kaki yang berpolaritas negatif. Seperti terlihat pada gambar diatas.

Kapasitor Variabel

Kapasitor variabel adalah kapasitor yang nilai kapasitas-nya dapat diubah-ubah sesuai keinginan. Oleh karena itu kapasitor ini di kelompokan ke dalam kapasitor yang memiliki nilai kapasitas yang tidak tetap.

Simbol kapasitor variabel diperlihatkan seperti gambar sebelah kiri diatas. Seperti potensiometer kapasitor memiliki tuas untuk diputar atau biasa disebut rotor, dan bagian yang diam disebut stator. Kapasitor variabel dibuat dalam berbagai bentuk dan ukuran, nilai kapasitas-nya mulai dari beberapa pF hingga ratusan pF keatas. Kapasitor variabel biasa terdapat pada pesawat radio penerima, biasanya kapasitor variabel digunakan sebagai tuning untuk mencari frekuensi radio dari pemancar.Kapasitor (Kondensator)Kapasitor (Kondensator) yang dalam rangkaian elektronika dilambangkan dengan huruf C adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi/muatan listrik di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kapasitor ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867). Satuan kapasitor disebut Farad (F). Satu Farad = 9 x 1011 cm2 yang artinya luas permukaan kepingan tersebut.Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal 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.

1.1. KapasitansiKapasitansi didefinisikan 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 memuat muatan elektron sebanyak 1 coulombs. Dengan rumus dapat ditulis :Q = C VQ = muatan elektron dalam C (coulombs)C = nilai kapasitansi dalam F (farad) V = besar tegangan dalam V (volt)

Dalam praktek pembuatan kapasitor, kapasitansi dihitung dengan mengetahui luas area plat metal (A), jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan konstanta (k) bahan dielektrik. Dengan rumus dapat di tulis sebagai berikut :C = (8.85 x 10-12) (k A/t) Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang disederhanakan.

Untuk rangkaian elektronik praktis, satuan farad adalah sangat besar sekali. Umumnya kapasitor yang ada di pasaran memiliki satuan : F, nF dan pF.1 Farad = 1.000.000 F (mikro Farad) 1 F = 1.000.000 pF (piko Farad) 1 F = 1.000 nF (nano Farad) 1 nF = 1.000 pF (piko Farad) 1 pF = 1.000 F (mikro-mikro Farad)1 F = 10-6 F1 nF = 10-9 F1 pF = 10-12 FKonversi satuan penting diketahui untuk memudahkan membaca besaran sebuah kapasitor. Misalnya 0.047F dapat juga dibaca sebagai 47nF, atau contoh lain 0.1nF sama dengan 100pF.

Kondensator diidentikkan mempunyai dua kaki dan dua kutub yaitu positif dan negatif serta memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk tabung.

Sedangkan jenis yang satunya lagi kebanyakan nilai kapasitasnya lebih rendah, tidak mempunyai kutub positif atau negatif pada kakinya, kebanyakan berbentuk bulat pipih berwarna coklat, merah, hijau dan lainnya seperti tablet atau kancing baju yang sering disebut kapasitor (capacitor).

2.2 Wujud dan Macam KondensatorBerdasarkan kegunaannya kondensator di bagi menjadi :1. Kondensator tetap (nilai kapasitasnya tetap tidak dapat diubah)2. Kondensator elektrolit (Electrolit Condenser = Elco)3. Kondensator variabel (nilai kapasitasnya dapat diubah-ubah)Pada kapasitor yang berukuran besar, nilai kapasitansi umumnya ditulis dengan angka yang jelas. Lengkap dengan nilai tegangan maksimum dan polaritasnya. Misalnya pada kapasitor elco dengan jelas tertulis kapasitansinya sebesar 100F25v yang artinya kapasitor/ kondensator tersebut memiliki nilai kapasitansi 100 F dengan tegangan kerja maksimal yang diperbolehkan sebesar 25 volt.

Kapasitor yang ukuran fisiknya kecil biasanya hanya bertuliskan 2 (dua) atau 3 (tiga) angka saja. Jika hanya ada dua angka, satuannya adalah pF (pico farads). Sebagai contoh, kapasitor yang bertuliskan dua angka 47, maka kapasitansi kapasitor tersebut adalah 47 pF. Jika ada 3 digit, angka pertama dan kedua menunjukkan nilai nominal, sedangkan angka ke-3 adalah faktor pengali. Faktor pengali sesuai dengan angka nominalnya, berturut-turut 1 = 10, 2 = 100, 3 = 1.000, 4 = 10.000, 5 = 100.000 dan seterusnya.

Contoh :

Untuk kapasitor polyester nilai kapasitansinya bisa diketahui berdasarkan warna seperti pada resistor.

Contoh :

Seperti komponen lainnya, besar kapasitansi nominal ada toleransinya. Pada tabel 2.3 diperlihatkan nilai toleransi dengan kode-kode angka atau huruf tertentu. Dengan tabel tersebut pemakai dapat dengan mudah mengetahui toleransi kapasitor yang biasanya tertera menyertai nilai nominal kapasitor. Misalnya jika tertulis 104 X7R, maka kapasitansinya adalah 100nF dengan toleransi +/-15%. Sekaligus diketahui juga bahwa suhu kerja yang direkomendasikan adalah antara -55Co sampai +125Co .

Dari penjelasan di atas bisa diketahui bahwa karakteristik kapasitor selain kapasitansi juga tak kalah pentingnya yaitu tegangan kerja dan temperatur kerja. Tegangan kerja adalah tegangan maksimum yang diijinkan sehingga kapasitor masih dapat bekerja dengan baik. Misalnya kapasitor 10uF25V, maka tegangan yang bisa diberikan tidak boleh melebihi 25 volt dc. Umumnya kapasitor-kapasitor polar bekerja pada tegangan DC dan kapasitor non-polar bekerja pada tegangan AC. Sedangkan temperatur kerja yaitu batasan temperatur dimana kapasitor masih bisa bekerja dengan optimal. Misalnya jika pada kapasitor tertulis X7R, maka kapasitor tersebut mempunyai suhu kerja yang direkomendasikan antara -55Co sampai +125Co. Biasanya spesifikasi karakteristik ini disajikan oleh pabrik pembuat di dalam datasheet.2.3. Rangkaian Kapasitor Kapasitor pada rangkaian seriRangkaian kapasitor secara seri akan mengakibatkan nilai kapasitansi total semakin kecil. Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara seri.Susunan Seri Kapasitor

Pada susunan seri kapasitor berlakuKapasitor equivalent:

muatan pada tiap-tiap kapasitor adalah sama, yaitu sama dengan muatan pada kapasitor pengganti qs = q1 = q2 = ....

Beda potensial pada ujung-ujung kapasitor pengganti adalah sama dengan jumlah beda potensial ujung-ujung tiap kapasitor V s = V 1 + V 2 + ....

Besarnya kapasitas kapasitor pengganti susunan seri dari beberapa buah kapasitor dapat dihitung V s = V 1 + V 2 + ....

karena qs = q1 = q2 = .... makaMaka pada rangkaian kapasitor yang dirangkai secara seri berlaku rumus :

Kapasitor pada rangkaian paralel

Rangkaian kapasitor secara paralel akan mengakibatkan nilai kapasitansi pengganti semakin besar. Di bawah ini contoh kapasitor yang dirangkai secara paralel.Susunan Paralel Kapasitor

Pada susunan paralel kapasitor berlaku kapasitor equivalen

Beda potensial tiap-tiap kapasitor sama, yaitu sama dengan potensial sumber Vp = V1 = V2 = ....

Muatan kapasitor pengganti sama dengan jumlah muatan tiap-tiap kapasitor qp = q1 + q2 ....

Untuk menentukan besar kapasitas kapasitor pengganti susunan paralel CP dari beberapa buah kapasitor dapat dihitungqs = q1 + q2 + .... VpVp = C1V1 + C2V2 +..... karena Vp = V1 = V2 = .... Maka pada rangkaian kapasitor paralel berlaku rumus :

kapasitas kapasitor

Kapasitas kapasitor (C) adalah perbandingan muatan Q yang tersimpan dalam kapasitor dengan beda potensial (V) antara kedua konduktornya.

Dirumuskan :

Kterangan :

C : kapasitas kapasitor

(farad)

Q : muatan listrik yang disimpan

(coulomb)

V : beda potensial listrik

(volt)

Kapasitas kapasitor untuk keeping sejajar:

Jika mediumnya udara

Jika mediumnya bakan udara

Kapasitas kapasitor untuk bola:

R= Jari-jari bola (m)

2.4. Fungsi KapasitorFungsi penggunaan kapasitor dalam suatu rangkaian :

1. Sebagai kopling antara rangkaian yang satu dengan rangkaian yang lain (pada PS = Power Supply)

2. Sebagai filter dalam rangkaian PS

3. Sebagai pembangkit frekuensi dalam rangkaian antenna

4. Untuk menghemat daya listrik pada lampu neon

5. Menghilangkan bouncing (loncatan api) bila dipasang pada saklar.2.5. Tipe KapasitorKapasitor terdiri dari beberapa tipe, tergantung dari bahan dielektriknya. Untuk lebih sederhana dapat dibagi menjadi 3 bagian, yaitu kapasitor electrostatic, electrolytic dan electrochemical.

Kapasitor Electrostatic Kapasitor electrostatic adalah kelompok kapasitor yang dibuat dengan bahan dielektrik dari keramik, film dan mika. Keramik dan mika adalah bahan yang popular serta murah untuk membuat kapasitor yang kapasitansinya kecil. Tersedia dari besaran pF sampai beberapa F, yang biasanya untuk aplikasi rangkaian yang berkenaan dengan frekuensi tinggi. Termasuk kelompok bahan dielektrik film adalah bahan-bahan material seperti polyester (polyethylene terephthalate atau dikenal dengan sebutan mylar), polystyrene, polyprophylene, polycarbonate, metalized paper dan lainnya.

Mylar, MKM, MKT adalah beberapa contoh sebutan merek dagang untuk kapasitor dengan bahan-bahan dielektrik film. Umumnya kapasitor kelompok ini adalah non-polar.

Kapasitor Electrolytic Kelompok kapasitor electrolytic terdiri dari kapasitor-kapasitor yang bahan dielektriknya adalah lapisan metal-oksida. Umumnya kapasitor yang termasuk kelompok ini adalah kapasitor polar dengan tanda + dan di badannya. Mengapa kapasitor ini dapat memiliki polaritas, adalah karena proses pembuatannya menggunakan elektrolisa sehingga terbentuk kutub positif anoda dan kutub negatif katoda. Telah lama diketahui beberapa metal seperti tantalum, aluminium, magnesium, titanium, niobium, zirconium dan seng (zinc) permukaannya dapat dioksidasi sehingga membentuk lapisan metal-oksida (oxide film). Lapisan oksidasi ini terbentuk melalui proses elektrolisa, seperti pada proses penyepuhan emas. Elektroda metal yang dicelup ke dalam larutan elektrolit (sodium borate) lalu diberi tegangan positif (anoda) dan larutan electrolit diberi tegangan negatif (katoda). Oksigen pada larutan electrolyte terlepas dan mengoksidasi permukaan plat metal. Contohnya, jika digunakan Aluminium, maka akan terbentuk lapisan Aluminium-oksida (Al2O3) pada permukaannya.

Dengan demikian berturut-turut plat metal (anoda), lapisan-metal-oksida dan electrolyte (katoda) membentuk kapasitor. Dalam hal ini lapisan-metal-oksida sebagai dielektrik. Dari rumus (2) diketahui besar kapasitansi berbanding terbalik dengan tebal dielektrik. Lapisan metal-oksida ini sangat tipis, sehingga dengan demikian dapat dibuat kapasitor yang kapasitansinya cukup besar. Karena alasan ekonomis dan praktis, umumnya bahan metal yang banyak digunakan adalah aluminium dan tantalum. Bahan yang paling banyak dan murah adalah aluminium. Untuk mendapatkan permukaan yang luas, bahan plat Aluminium ini biasanya digulung radial. Sehingga dengan cara itu dapat diperoleh kapasitor yang kapasitansinya besar. Sebagai contoh 100uF, 470uF, 4700uF dan lain-lain, yang sering juga disebut kapasitor elco. Bahan electrolyte pada kapasitor tantalum ada yang cair tetapi ada juga yang padat. Disebut electrolyte padat, tetapi sebenarnya bukan larutan electrolit yang menjadi elektroda negatif-nya, melainkan bahan lain yaitu manganese-dioksida. Dengan demikian kapasitor jenis ini bisa memiliki kapasitansi yang besar namun menjadi lebih ramping dan mungil. Selain itu karena seluruhnya padat, maka waktu kerjanya (lifetime) menjadi lebih tahan lama. Kapasitor tipe ini juga memiliki arus bocor yang sangat kecil Jadi dapat dipahami mengapa kapasitor Tantalum menjadi relatif mahal. Kapasitor ElectrochemicalSatu jenis kapasitor lain adalah kapasitor electrochemical. Termasuk kapasitor jenis ini adalah battery dan accu. Pada kenyataannya battery dan accu adalah kapasitor yang sangat baik, karena memiliki kapasitansi yang besar dan arus bocor (leakage current) yang sangat kecil. Tipe kapasitor jenis ini juga masih dalam pengembangan untuk mendapatkan kapasitansi yang besar namun kecil dan ringan, misalnya untuk aplikasi mobil elektrik dan telepon selular.

Proses Kerja Kapasitor

Kapasitor yang akan digunakan untuk meperbesar pf dipasang paralel dengan rangkaian beban. Bila rangkaian itu diberi tegangan maka elektron akan mengalir masuk ke kapasitor. Pada saat kapasitor penuh dengan muatan elektron maka tegangan akan berubah. Kemudian elektron akan ke luar dari kapasitor dan mengalir ke dalam rangkaian yang memerlukannya dengan demikian pada saaat itu kapasitor membangkitkan daya reaktif. Bila tegangan yang berubah itu kembali normal (tetap) maka kapasitor akan menyimpan kembali elektron. Pada saat kapasitor mengeluarkan elektron (Ic) berarti sama juga kapasitor menyuplai daya treaktif ke beban. Keran beban bersifat induktif (+) sedangkan daya reaktif bersifat kapasitor (-) akibatnya daya reaktif yang berlaku menjadi kecil.

Rugi-rugi daya sebelum dipasang kapasitor :

Rugi daya aktif = I2 R Watt .............(5) Rugi daya reaktif = I2 x VAR.........(6)

Rugi-rugi daya sesudah dipasang kapasitor :

Rugi daya aktif = (I2 - Ic2) R Watt ...(7)

Rugi daya reaktif = (I2 - Ic2) x VAR (8)

Pemasangan Kapasitor

Kapasitor yang akan digunakan untuk memperkecil atau memperbaiki pf penempatannya ada dua cara :

1. Terpusat kapasitor ditempatkan pada:

a. Sisi primer dan sekunder transformator b. Pada bus pusat pengontrol

2. Cara terbatas kapasitor ditempatkan

a. Feeder kecil b. Pada rangkaian cabang c. Langsung pada beban

Perawatan Kapasitor

Kapasitor yang digunakan untuk memperbaiki pf supaya tahan lama tentunya harus dirawat secara teratur. Dalam perawatan itu perhatian harus dilakukan pada tempat yang lembab yang tidak terlindungi dari debu dan kotoran. Sebelum melakukan pemeriksaan pastikan bahwa kapasitor tidak terhubung lagi dengan sumber. Kemudian karena kapasitor ini masih mengandung muatan berarti masih ada arus/tegangan listrik maka kapasitor itu harus dihubung singkatkan supaya muatannya hilang. Adapun jenis pemeriksaan yang harus dilakukan meliputi :

Pemeriksaan kebocoran

Pemeriksaan kabel dan penyangga kapasitor

Pemeriksaan isolator

Sistem Mikroprosesor

Selain komponen induktor pemborosan pemakaian listrik bisa juga terjadi karena:

Tegangan tidak stabil

Ketidak stabilan tegangan bisa menyebabkan terjadinya pemborosan energi listrik. Ketidakstabilan itu dapat diartikan tegangan pada suatu fase lebih besar, lebih kecil atau berfluktuasi terhadap teganga standar. Sedangkan akibat pembrosan energi listrik itu maka timbul panas sehingga bisa menyebabkan pertama kerusakan isolator peralatan yang dipakai. Ke dua memperpendek daya isolasi pada lilitan. Sementara itu dengan ketidakseimbangan sebesar 3% saja dapat memperbesar suhu motor yang sedang beroperasi sebesar 18% dari keadaan semula. Hal ini tentunya akan menimbulkan suara bising pada motor dengan kecepatan tinggi.

Harmonik

Harmonik itu bisa menimbulkan panas, hal ini terjadi karena adanya energi listrik yang berlebihan. Harmonik itu bisa muncul karena peralatan seperti komputer, kontrol motor dll. Harmonik merupakan suatu keadaan timbulnya tegangan yang periodenya berbeda dengan periode tegangan standar. Periode itu bisa 180 Hz (harmonik ke-3), 300 Hz (harmonik ke-5) dan seterusnya. Harmonik pada transformator lebih berbahaya, hal ini karena adanya sisrkulasi arus akibat panas yang berlebih. Sehingga hal ini bisa mengurangi kemampuan peralatan proteksi yang menggunakan power line carrier sebagai detektor kondisi normal.

Untuk mengoptimalkan pemakaian energi listrik bisa digunakan beban-beban tiruan berupa LC yang dilengkapi dengan teknologi mikroprosesor. Sehingga ketepatan dan keandalan dalam mendeteksi kualitas daya listrik bisa diperoleh. Mikroprosesor itu berfungsi untuk mengolah komponen-komponen yang menentukan kualitas tenaga listrik. Seperti keseimbangan beban antar fasa, harmonik dan surja. Apabila terdapat ketidakseimbangan antara fasa satu dengan fasa yang lainnya, maka mikroprosesor akan memerintahkan beban-beban LC untuk membuka atau menutup agar arus disuplai ke fasa satu sehingga selisih arus antara fasa satu dengan fasa yang lainnya tidak ada. Banyaknya L atau C yang dibuka atau ditutup tergantung dari kondisi ketidakseimbangan beban yang terdeteksi oleh mikroprosesor. Kondisi harmonik yang terdeteksi bisa dihilangkan dengan menggunakan filter LC.

Keuntungan alat ini adalah :

Mampu mereduksi daya sampai 30%.

Meningkatkan pf antara 95-100%

Dapat mengeliminasi terjadinya harmonik.

Dengan demikian pemakaian energi listrik bisa dihemat yaitu dengan cara mengoptimalkan konsumsi energi masing-masing peralatan yang digunakan, memperkecil gejala harmonik dan menstabilkan tegangan. Sehingga energi tersisa bisa dimanfaatkan untuk sektor lain yang lebih membutuhkan. Sedang dampak negatif dari pemborosan energi listrik itu pertama menciptakan ketidakseimbangan beban fasa-fasa listrik yang pada gilirannya akan mempengaruhi over heating pada motor dan penurunan life isolator. Ke dua bagi PLN sebagai penyuplai energi listrik tentunya harus menyediakan energi listrik yang lebih besar lagi.

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

_1352051102.unknown

_1352052147.unknown

_1352130653.unknown

_1352378001.unknown

_1352378940.unknown

_1352130795.unknown

_1352130358.unknown

_1352051424.unknown

_1352051844.unknown

_1352051203.unknown

_1352050099.unknown

_1352050738.unknown

_1352049996.unknown