Daya Nyata
Secara sederhana, daya nyata adalah daya yang dibutuhkan oleh beban resistif. Daya nyata menunjukkan adanya aliran energi listrik dari pembangkit listrik ke jaringan beban untuk dapat dikon dikonve vers rsik ikan an menj menjadi adi ener energi gi lain lain.. Sebag Sebagai ai cont contoh, oh, daya daya nyat nyataa yang yang digun digunak akan an untuk untuk menyalakan kompor listrik. Energi listrik yang mengalir dari jaringan dan masuk ke kompor listrik, dikonversikan menjadi energi panas oleh elemen pemanas ko mpor tersebut.
dihasilkan Beban resistif dihasilkan
oleh alat-alat listrik yang bersifat murni tahanan
(resistor) seperti pada elemen pemanas dan lampu pijar. Beban resistif ini memil me miliki iki sif sifat at yan yang g “pa “pasif sif”, ”, dim dimana ana ia tid tidak ak mam mampu pu mem mempr produ oduksi ksi ene energ rgii list li stri rik, k, da dan n
just ju stru ru me menj njadi adi kon onsu sume men n
ener en ergi gi li list stri rik. k. Res esis isto torr
bers be rsif ifat at
menghalangi aliran elektron yang melewatinya (dengan jalan menurunkan tegangan tegan gan listr listrik ik yang meng mengalir) alir),, sehin sehingga gga meng mengakibatk akibatkan an terk terkoner onersinya sinya energ ene rgii li listr strik ik men menjad jadii pan panas. as. !en !engan gan sif sifat at dem demiki ikian, an, re resis sistor tor tid tidak ak ak akan an meru me rubah bah si sifa fatt-si sifa fatt li list stri rik k "# ya yang ng me meng ngal alir irin inya ya.. $e $elo lomb mbang ang ar arus us da dan n tegangan listrik yang melewati resistor akan selalu bersamaan membentuk bukit dan lembah. !engan kata lain, beban resistif tidak akan menggeser posisi gelombang arus maupun tegangan listrik "#. Daya listrik pada arus listrik DC, dirumuskan sebagai perkalian arus listrik dengan tegangan. P = I x x V Namun pada listrik C perhitungan daya menjadi sedikit berbeda karena melibatkan faktor daya !cos %". P = I x x V x x cos % #ntuk lebih jelasnya mari kita perhatikan grafik sinusoidal berikut.
$elombang rus, %egangan, dan Daya &istrik C $rafik di atas adalah grafik gelombang listrik C dengan beban murni resistif. Nampak bah'a gelombang arus dan tegangan berada pada fase yang sama !()" dan tidak ada yang saling mendahului seperti pada beban induktif dan kapasitif. Dengan kata lain nilai dari faktor daya !cos %"adalah *. Sehingga dengan menggunakan rumus daya di atas maka nilai dari daya listrik pada satu titik posisi jaringan tertentu memiliki nilai yang selalu positif serta membentuk gelombang seperti pada gambar tersebut. Nilai daya yang selalu positif ini menunjukkan bah'a *((+ daya mengalir ke arah beban listrik dan tidak ada aliran balik ke arah pembangkit. nilah daya nyata, daya yang murni diserap oleh beban resistif, daya yang menandai adanya energi listrik terkonversi menjadi energi lain pada beban resistif. Daya nyata secara efektif menghasilkan kerja yang nyata di sisi beban listrik.
Daya Reaktif
Daya reaktif adalah daya yang dibutuhkan untuk membangkitkan medan magnet di kumparankumparan beban induktif. Seperti pada motor listrik induksi misalnya, medan magnet yang dibangkitkan oleh daya reaktif di kumparan stator berfungsi untuk menginduksi rotor sehingga tercipta medan magnet induksi pada komponen rotor. ada trafo, daya reaktif berfungsi untuk membangkitkan medan magnet pada kumparan primer, sehingga medan magnet primer tersebut menginduksi kumparan sekunder.
Daya reaktif diserap oleh beban-beban induktif, namun justru dihasilkan oleh beban kapasitif. eralatan-peralatan kapasitif seperti lampu neon, bank kapasitor, bersifat menghasilkan daya reaktif ini. Daya reaktif juga ditanggung oleh pembangkit listrik. Nampak pada ilustrasi di atas bah'a pada gambar pertama daya reaktif yang dibutuhkan oleh motor listrik di supply oleh sistem pembangkit !utility". Sedangkan pada gambar kedua, kebutuhan daya reaktif dicukupi oleh kapasitor, sehingga daya total yang ditanggung oleh jaringan listrik berkurang.
Beban Induktif
Beban induktif di&iptakan oleh lilitan kawat (kumparan) yang terdapat di berbagai alat-alat listrik seperti motor, trafo, dan relay. 'umparan dibutuhkan oleh alat-alat listrik tersebut untuk men&iptakan medan magnet sebagai komponen kerjanya. embangkitan medan magnet pada kumparan inilah yang menjadi beban induktif pada rangkaian arus listrik "# 'umparan memiliki sifat untuk menghalangi terjadinya perubahan nilai arus listrik. eperti yang kita ketahui bersama bahwa listrik "# memiliki nilai arus yang naik turun membentuk gelombang sinusoidal. erubahan arus listrik yang naik turun inilah yang dihalangi oleh komponen kumparan di dalam sebuah rangkaian listrik
"#. *erhalangnya
mengakibatkan arus listrik
perubahan arus listrik ini
menjadi tertinggal beberapa derajat
oleh
tegangan listrik pada gra+k sinusoidal arus dan tegangan listrik "#.
Gelombang Listrik AC dengan Beban Induktif Murni Nampak pada gelombang sinusoidal listrik AC di atas, bahwa jika sebuah sumber listrik AC diberi beban induktif murni, maka gelombang arus listrik akan tertinggal sejauh 9! oleh gelombang tegangan" Atas dasar inilah beban induktif dikenal dengan istilah beban lagging #arus tertinggal tegangan$"
Nampak
pula
bahwa
dikarenakan
pergeseran gelombang arus listrik di atas, maka nilai da%a listrik menjadi bergelombang sinusoidal" &ada seperempat gelombang pertama da%a diserap oleh beban induktif, namun pada seperempat gelombang kedua da%a dikembalikan lagi ke sumber listrik AC" 'al ini menunjukkan bahwa beban induktif murni tidak meng()konsumsi* da%a n%ata sedikitpun, beban induktif murni han%a memakai da%a reaktif saja"
Satuan daya reaktif adalah volt-ampere reactive dan disingkat dengan var . /engapa satuan daya reaktif adalah var dan bukannya 'att, disinilah bahasan mendalam mengenai daya reaktif kita butuhkan. Daya reaktif, sebenarnya bukanlah sebuah daya yang sesungguhnya. Sesuai dengan definisi dari daya listrik yang telah kita singgung di atas, bah'a daya listrik merupakan bilangan yang menunjukkan adanya perpindahan energi listrik dari sumber energi listrik !pembangkit" ke komponen beban listrik. Daya reaktif tidak menunjukkan adanya perpindahan energi listrik, daya nyata-lah yang menjadi bilangan penunjuk adanya perpindahan energi listrik. &alu, apa sebenarnya yang dimaksud dengan daya reaktif0 Daya reaktif adalah daya imajiner yang menunjukkan adanya pergeseran grafik sinusoidal arus dan tegangan listrik C akibat adanya beban reaktif. Daya reaktif memiliki fungsi yang sama dengan faktor daya atau juga bilangan cos Ø . Daya reaktif ataupun faktor daya akan memiliki nilai !1(" jika terjadi pergeseran grafik sinusoidal tegangan ataupun arus listrik C, yakni pada saat beban listrik C bersifat induktif ataupun kapasitif. Se dangkan jika beban listrik C bersifat murni resistif, maka nilai dari daya reaktif akan nol !2(". Sekalipun daya reaktif hanya merupakan daya 3khayalan4, pengendalian daya reaktif pada sistem jaringan distribusi listrik C sangat penting untuk diperhatikan. 5al ini tidak lepas dari pengaruh beban reaktif terhadap kondisi jaringan listrik C. 6eban kapasitif yang bersifat menyimpan tegangan sementara, cenderung mengakibatkan nilai tegangan jaringan menjadi lebih tinggi daripada yang seharusnya. Sedangkan beban induktif yang bersifat menyerap arus listrik, cenderung membuat tegangan listrik jaringan turun. 6erubah-ubahnya tegangan listrik jaringan tersebut sangat mengganggu proses distribusi energi listrik dari pembangkit ke konsumen.
erubahan tegangan jaringan berkaitan langsung dengan kerugian-kerugian distribusi listrik seperti kerugian panas dan emisi elektromagnetik yang terbentuk sepanjang jaringan distribusi. Semakin jauh nilai tegangan jaringan dari angka yang seharusnya, akan semakin besar kerugian distribusi listriknya dan akan semakin mengganggu proses distribusi daya nyata listrik. Di sinilah peran kontrol daya reaktif jaringan listrik sangat perlu diperhatikan.
Capacitor Bank 7aringan &istrik
6eban induktif, yang dominan terjadi di siang hari, dapat dikompensasi dengan dua cara. Cara pertama adalah digunakannya bank kapasitor sehingga penurunan tegangan listrik jaringan akibat beban induktif dapat dikompensasi oleh kapasitor. Cara kedua adalah dengan menaikkan tegangan listrik keluaran generator pembangkit dengan jalan menaikkan arus eksitasi generator, sehingga tegangan keluaran generator naik.
Daya Semu
Daya semu atau daya total !S ", ataupun juga dikenal dalam 6ahasa nggris Apparent Power , adalah hasil perkalian antara tegangan efektif !root-mean-square" dengan arus efektif !rootmean-square".
S = V RMS x I RMS %egangan 8/S !V RMS " adalah nilai tegangan listrik C yang akan menghasilkan daya yang sama dengan daya listrik DC ekuivalen pada suatu beban resistif yang sama. engertian tersebut juga berlaku pada arus 8/S. 99( volt tegangan listrik rumah kita adalah tegangan 8/S !tegangan efektif". Secara sederhana, 99( volt tersebut adalah (,:(: bagian dari tegangan maksimum sinusoidal
Demikian
C.
6erikut
pula
adalah
dengan
rumus
sederhana
rumus
perhitungan
perhitungan
tegangan
8/S;
arus
8/S;
Dimana V ma dan I ma adalah nilai tegangan maupun arus listrik pada titik tertinggi di grafik gelombang sinusoidal listrik C.
Nilai %egangan 8/S pada $rafik Sinusoidal %egangan &istrik C
ada kondisi beban resistif dimana tidak terjadi pergeseran grafik sinusoidal arus maupun tegangan, keseluruhan daya total akan tersalurkan ke beban listrik sebagai daya nyata. Dapat dikatakan jika beban listrik bersifat resistif, maka nilai daya semu !S" adalah sa ma dengan daya nyata !". &ain halnya jika beban jaringan bersifat induktif ataupun kapasitif !beban reaktif", nilai dari daya nyata akan menjadi sebesar cos Ø dari daya total. P = S cos Ø P = V RMS I RMS cos Ø Ø adalah besar sudut pergeseran nilai arus maupun tegangan pada grafik sinusoidal listrik C. Ø bernilai positif jika grafik arus tertinggal tegangan !beban induktif", dan akan bernilai negatif jika arus mendahului tegangan !beban kapasitif". ada kondisi beban reaktif, sebagian daya nyata juga terkon versi sebagai daya reaktif untuk mengkompensasi adan ya beban reaktif tersebut. Nilai dari dari daya reaktif !!" adalah sebesar sin Ø dari daya total. ! = S sin Ø ! = V RMS I RMS sin Ø
5ubungan antara daya nyata, daya reaktif dan daya semu dapat diilustrasikan ke dalam sebuah segitiga siku-siku dengan sisi miring sebagai daya semu, salah satu sisi siku sebagai daya nyata, dan sisi siku lainnya sebagai daya reaktif.
Segitiga Daya Sesuai dengan hubungan segitiga di atas maka hubungan antara daya nyata, daya reaktif dan daya
semu
dapat
diekspresikan
ke
dalam
sebuah
persamaan
pitagoras.
