TK4382 Utilitas 2 DASAR-DASAR LISTRIK

TK4382 Utilitas 2DASAR-DASAR LISTRIKDr. Sunu H. PranoloNIP: 19690316 199802 1 001HP: 0821-3869-1278 (Telkomsel)E-mail: sunu_pranolo@yahoo.com

Program Studi Teknik KimiaFakultas TeknikUniversitas Sebelas Maret SurakartaSemester 2 2010/2011Hukum Dasar ListrikVariabel-variabel dasar:

Persamaan berlaku untuk listrik arus searah dan arus bolak-balik.2ListrikFluidaSimbolSatuanSimbolSatuanAliranI Ampere (A)Qm3/jamDriving forceVVolt (V)PHambatanROhm ()HukumHukum Ohm:V = I RHukum Bernoulli:DayaP = V I = I2 R

Arus bolak-balik (Alternating Current):

Besar tegangan/arus sesaat arus bolak-balik:

Tegangan/arus efektif:

3

InduktansiAdanya kumparan (induktor) arus terlambat dibanding tegangan!

Tahanan induktansi:

: sudut keterlambatan4

KapasitansiAdanya kapasitor arus mendahului tegangan!

Tahanan kapasitansi:5

Rangkaian TahananRangkaian tahanan di pabrik kimia:tahanan murni; mis. pemanas listriktahanan induktansi; mis. motor listriktahanan kapasitansi; mis. untuk perbaikan faktor daya (power factor) motor listrik

Bilangan Kompleks

6

Rangkaian Tahanan Murnia. Rangkaian Serib. Rangkaian Paralel

R3 + R4 = R

VAB + VBC = VAC VAB = VCD = VPQ

IAB = IBC = IAC IAB + ICD = IPQ7

Rangkaian R-L-Ca. Rangkaian R-L Seri motor listrik

IR = IL = I8

b. Rangkaian R-C Paralel pemasangan kapasitor

VCD = VEF = VAB9

c. Rangkaian R-L-C seri10

Contoh:Suatu rangkaian seri terdiri dari R = 10 , L = 50 mH, C = 500 F dipasang pada tegangan 220 V, 50 Hz. Hitung:

impedansi, PF, I, VR, VL dan VC

Pikirkan RANGKAIAN R-L-C PARALEL !!!

Power Factorarus mengikuti (lagging current)

11

arus mendahului (leading current)

12

power factor = 1 (cos = 1 dan sin = 0)

Contoh HitunganRangkaian Tahanan MurniL1 = 40 W/220 VL2 = 100 W/220 VL3 = 1000 W/220 V

Hitunglah kuat arus total (I) !!!13

Contoh HitunganRangkaian R-LHarus memperhatikan arah V, I dan Z!!!

Motor listrik AC memiliki:daya aktif (Paktif)daya reaktif (Preaktif)daya total

14

Spesifikasi sebuah motor AC:Daya aktif: 1 kW motor memberi daya aktif memutar sumbu dan terus ke beban sebesar 1000 wattPower Factor: 0,80 motor mengkonsumsi listrik sebesar Ptotal = Paktif / PF = 1250 VA = 36,86oTegangan: 220 V motor bekerja pada tegangan = 220 VDaya reaktif: ??? pengembalian daya ke sumber listrik

15

Diketahui:VAC = 220 VR1 = 10 XL = 40

Ditanyakan:VAB = ???VBC = ??? I = ???16Diketahui:Motor satu fasa,tegangan = 220 Vdaya = 1 kWcos = 0,80

Ditanyakan:Berapa tegangan sumber agar motor tetap bekerja pada 220 V?Rugi-rugi listrik?

Sumber Listrik Tiga Fasamemudahkan pengubahan tegangan (cukup dengan trafo)jangkauan transmisi jauhcocok untuk penggerak motor berdaya besar (arus terbagi tiga kabel lebih kecil)mudah dijadikan arus searah

berasal dari tiga sumber yang beroperasi serempak

17

18

Bila: I12 = I34 = I56dan sudut fasa = 120omaka:I = 0Hubungan Y 4 kawat:Hubungan Y 3 kawat:Bila beban ketiga fasa seimbangKawat keempat terhubung ke tanahBeban terhubung antar fasaCocok untuk transmisi daya besar

Tegangan antar fasa (Vff):jumlah vektor tegangan fasa (antara fasa terhadap netral, Vf)Sudut antar fase = 120o maka:Vf = V12 = V34 = V56Vff = V24 = V46 = V62 = Vf 3

19

Bila terjadi kesalahan penyambungan di titik netral:misalnya , seharusnya: 1-3-5 tetapi terhubung 1-3-6 berakibat:

misalnya, seharusnya: 1-3-5 tetapi terhubung 1-4-6 berakibat: dst.20TeganganBesarArahKeteranganFasaV12normalnormalV34V56normalAntar FasaV24V25V45Daya generator tiga fasa hubungan Y:

bila beban dan impedansinya dianggap sama:

karena Vff lebih mudah diukur pada hubungan Y 3 kawat:

21

Pembebanan Sumber Listrik Tiga FasaSumber Y 4 kawat

22

KasusBebanY13 fasaVf = 220 V(Vff = 381 V)220 VBeban bekerja pada tegangan normalBeban bekerja di atas tegangan normal merusak23 fasaVf = 220 V(Vff = 381 V)380 VBeban bekerja di bawah tegangan normalBeban bekerja pada tegangan normal

Sumber Y 3 kawat

Sumber:3 fasa, Vf = 220 V (Vff = 381 V)Beban:220 VKasus:Beban dengan hubungan Y bekerja normalJika salah satu mati, beban sisa merupakan dua beban seri pada 381 V yang bekerja di bawah normalBeban dengan hubungan bekerja pada tegangan terlalu tinggi

Beban sebaiknya dihubungkan secara dan tegangannya disesuaikan Vff23

Pengukuran Daya Tiga Fasaditentukan dengan: pengukuran V dan I pengukuran langsung dengan watt-meter

24

WT = Wa + Wb + WcWT = Wa + Wcdengan:

atau:

25

Perhatikan:Faktor daya (cos )Daya100%Wa = Wc50% ( = 60o)Wa = 0< 50%WT = Wa WcFaktor Daya (cos ):

Beban Impedansi26

26Rangkaian Persamaan-persamaan Listrik27

Akhir Kuliah #0328