FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA PRAKTEK DASAR LISTRIK
Semester II
Pengukuran Daya 3 Phasa Beban Seimbang / Tak Seimbang
Jam : 200 menit
Nama
Tgl : 2 Juni 2011
1. Muhtar htar Lutfi utfi A 10518241004 2. Vita ita Krist ristia iani ni 10518241014 3. Sing Singgi gihh Apri Apriya yant ntoo Setiawan 10518241017
P.T Mekatronika
A. TUJUAN
1. 2. 3. 4.
Mengukur Mengukur daya tiga phasa phasa denga dengann menggu menggunakan nakan method methode: e: Menen Menentuk tukan an besa besarny rnyaa faktor faktor daya daya beba bebann Menggamb Menggambarkan arkan phasor phasor diagram dari masing masing – masing masing percobaa percobaann Menyebutk Menyebutkan an perbanding perbandingan an arus dan daya daya antara beban beban sambungan sambungan bintang bintang dan dan segitiga. segitiga.
B. DASA DASAR R TE TEORI ORI
Pengukuran Pengukuran daya listrik AC tiga phasa adalah pengukuran pengukuran daya yang dilakukan dilakukan untuk rangkaian rangkaian listrik AC tiga phasa. Pengukuran Pengukuran daya listrik 3 phasa dapat dilakukan dengan dengan berbagai berbagai macam cara atau metoda sesuai dengan alat ukur yang digunakan diantaranya: 1. Mengg Menggunak unakan an satu satu wattm wattmete eterr satu phasa phasa Suatu metode pengukuran daya yang hanya menggunkan 1 wattmeter satu pasa, pengukuran hany hanyaa dilak dilakuk ukan an pada pada salah salah satu satu pasa pasanya nya.. Kedu Keduaa pasa pasa yang yang lainn lainnya ya tidak tidak diuk diukur ur.. Diag Diagram ram rangkaiannya seperti pada di gambar di bawah ini :
Metode ini digunakan untuk pengukuran daya beban 3 pasa seimbnagh, seperti motor listrik tiga pasa. Penguku Pengukuran ran tidak harus harus pada seluruh seluruh pasanya. pasanya. Besar Besar daya pasa pasa sama dengan dengan besar besar penunjukkan penunjukkan wattmeter. Sedang besar daya total beban tiga kali besar penunjukkan wattmeter. 2. Mengg Menggunak unakan an dua dua wattm wattmete eterr satu phasa phasa Suatu Suatu metode metode pengu pengukur kuran an daya daya yang yang mengg menggunak unakan an 2 wattme wattmeter ter satu satu pasa, pasa, pengu pengukura kuranny nnyaa dilakukan pada jaringan. Kedua pasa yang lainnya tidiukur. Diagram rangkaiannya seperti gambar dibawah ini: 1
Methode 2 wattmeter satu pasa digunakan untuk mengukur daya total dari beban, daya setiap pasanya tidak diketahui. Disamping itu arus dan tegangan yang terukur adalah arusa dan tegangan jaringan. Besar daya total merupakan penjumlahan kedua wattmeter. Metode ini digunakan untuk pengukuran daya beban 3 pasa secara umum. Besar daya setiap pasa tidak terbaca. 3. Menggunakan tiga wattmeter satu phasa Suatu metode pengukuran daya yang menggunakan 3 wattmeter satu pasa. Pengukuran dilakuakan pada setiap pasa. Diagram rangkaiannya seperti gambar di bawah ini:
Metode ini digunakan untuk pengukuran daya beban tiga pasa secara umum. Besar daya setiap pasa dapat diketahui yaitu sebesar penunjukkan masing – masing wattmeter. Dapat diketahui perbedaan pembebanan setiap pasanya. Metode pengukuran daya yang menggunakan 3 wattmeter satu pasa, juga dapat dilakukan seperti gambar dibawah ini. Besar daya setiap pasa dapat diketahui yaitu sebesar penunjukkan masing – masing wattmeter. Dapat diketahui perbedaan pembebanan setiap pasanya. 4. Menggunakan satu wattmeter tiga phasa Suatu metode pengukuran daya yang menggunakan 1 wattmeter tiga pasa, pengukuran dilakukan sekaligus ketiga pasanya. Kedua pasa yang lainnya tidak diukur. Diagram rangkaiannya seperti gambar berikut ini.
2
Besar daya total merupkan penunjukkan wattmeter tersebut. C. ALAT DAN BAHAN
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
Multimeter Wattmeter AC 1 phasa Ampremeter AC Transformator 3 Phase Beban Resistif 3 Phase (Loading Resistor) Beban Induktif 3 975 MH 15 ohm cos 0,3 Kapasitor non polar 7,5 F / 400 V Saklar 3 phase / MCB box 3 phase Bok dan kabel penghubung
1 buah 3 buah 4 buah 1 buah 1 buah 1 buah 3 buah 1 buah secukupnya
D. CARA KERJA
Percobaan I Pengukuran daya dengan methode 1 wattmeter 1. Membuat rangkaian seperti gambar di bawah ini
2. Menyesuaikan batas ukur dengan dari meter – meter yang digunakan. Memeriksakan rangkaian kepada dosen pembimbing, bila telah disetujui, menguhubungkan rangkaian dengan sumber tegangan AC 3 phase. Mengamati penunujukkan jarum dari ampremeter dan wattmeter. 3. Apabila telah selesai, mematikan saklarnya dan mengganti beban dengan kapasitor 7,5 µF dipasang seri dengan beban resistif pada percobaaan di atas. Menyesuaikan batas ukur dari meter – meter yang digunakan. 4. Menghubungkan rangkaian dengan sumber AC tiga phase. Mengamati penunjukkan jarum dari ampremeter dan wattmeter. 5. Apabila telah selesai mematikan saklarnya dan mengganti beban dengan induktor. Menyesuaikan batas ukur dari ampremeter dan wattmeter. Mencatat hasilnya. 6. Menghubungkan rangkaian dengan sumber AC tiga phase. Mengamati penunjukkan jarum dari ampremeter dan wattmeter. 3
7. Apabila telah selesai, mematikan saklarnya dan melanjutkan percobaan berikutnya.
Percobaan II Pengukuran daya dengan 2 wattmeter 1. Membuat rangkaian seperti gambar di bawah ini :
2.
3. 4. 5. 6. 7.
Catatan : Bila ada watt meter yang penunjukkannya terbalik, maka tukar ujung-ujung kumparan arusnya. Menyesuaikan batas ukur dengan dari meter – meter yang digunakan. Memeriksakan rangkaian kepada dosen pembimbing, bila telah disetujui, menguhubungkan rangkaian dengan sumber tegangan AC 3 phase. Mengamati penunujukkan jarum dari ampremeter dan wattmeter. Apabila telah selesai, mematikan saklarnya dan mengganti beban dengan kapasitor 7,5 µF dipasang seri dengan beban resistif pada percobaaan di atas. Menyesuaikan batas ukur dari meter – meter yang digunakan. Menghubungkan rangkaian dengan sumber AC tiga phase. Mengamati penunjukkan jarum dari ampremeter dan wattmeter. Apabila telah selesai mematikan saklarnya dan mengganti beban dengan induktor. Menyesuaikan batas ukur dari ampremeter dan wattmeter. Mencatat hasilnya. Menghubungkan rangkaian dengan sumber AC tiga phase. Mengamati penunjukkan jarum dari ampremeter dan wattmeter. Apabila telah selesai, mematikan saklarnya dan melanjutkan percobaan berikutnya.
Percobaan III Pengukuran daya dengan 2 wattmeter 1. Buatlah rangkaian seperti gambar di bawah ini:
4
2. 3. 4. 5. 6. 7.
Catatan : Bila ada watt meter yang penunjukkannya terbalik, maka tukar ujung-ujung kumparan arusnya. Sesuaikan batas ukur dari meter-meter yang digunakan. Periksakan rangkaian saudara kepada dosen pembimbing, bila telah disetujui, hubungkan rangkaian saudara dengan sumber tegangan AC 3 phase. Amati penunjukkan jarum dari kedua wattmeter. Catat hasilnya. Bila telah selesai matikan saklarnya dan gantilah beban dengan kapasitor 7,5 uF dipasang seri dengan beban resistif pada percobaan di atas. Sesuaikan batas ukur dari meter-meter yang digunakan. Hubungkan rangkaian saudara dengan sumber tegangan AC 3 phase. Amati penunjukkan jarum dari amperemeter dan wattmeter. Catat hasilnya. Bila telah selesai matikan saklarnya dan gantilah beban dengan inductor. Sesuaikan batas ukur dari meter-meter yang digunakan. Hubungkan rangkaian saudara dengan sumber tegangan AC 3 phase. Amati penunjukkan jarum dari amperemeter dan wattmeter. Catat hasilnya. Bila telah selesai matikan saklar 3 phase dan lanjutkan dengan percobaan berikutnya.
Percobaan IV. Pengukuran daya dengan methode 3 wattmeter beban induktif sambungan bintang dan segi tiga. 1. Buatlah rangkaian seperti gambar di bawah ini
Catatan : Bila ada watt meter yang penunjukkannya terbalik, maka tukar ujung-ujung kumparan arusnya. 5
2. Sesuaikan batas ukur dari meter-meter yang digunakan. Periksakan rangkaian saudara kepada dosen pembimbing, bila telah disetujui, hubungkan rangkaian saudara dengan sumber tegangan AC 3 phase. Amati penunjukkan jarum dari kedua wattmeter. Catat hasilnya. 3. Bila telah selesai matikan saklarnya dan gantilah rangkaian beban seperti gambar di bawah. Sesuaikan batas ukur dari meter-meter yang digunakan.
4. Hubungkan rangkaian saudara dengan sumber tegangan AC 3 phase. Amati penunjukkan jarum dari amperemeter dan wattmeter. Catat hasilnya. 5. Bila telah selesai matikan saklarnya dan teruskan dengan percobaan berikutnya. Percobaan V Pengukuran daya dengan metode 3 watt meter beban tak seimbang 1. Buatlah rangkaian seperti gambar di bawah ini
Catatan : Bila ada watt meter yang penunjukkannya terbalik, maka tukar ujung-ujung kumparan arusnya. 2. Sesuaikan batas ukur dari meter-meter yang digunakan. Periksakan rangkaian saudara kepada dosen pembimbing, bila telah disetujui, hubungkan rangkaian saudara dengan sumber tegangan AC 3 phase. Amati penunjukkan jarum dari kedua wattmeter. Catat hasilnya. 6
3. Bila telah selesai matikan saklarnya lepas rangkaian dan kembalikan ke tempat semula dengan tertib dan rapi. E. HASIL PERCOBAAN
Percobaan I Pengukuran Daya dengan Methode 1 Wattmeter 1. Penunjukkan jarum ampremeter dan wattmeter. A1 = 0,5 A P2 = 54 watt 2. Penunjukkan jarum ampremeter dan wattmeter dengan beban 7,5 µF. A1 = 0,3 A P2 = 18 watt 3. Penunjukkan jarum ampremeter dan wattmeter dengan sumber tegangan AC 3 phase. A1 = 0,3 A P2 = 10 watt Percobaan II Pengukuran Daya dengan Methode 2 Wattmeter 1. Penunjukkan jarum dari kedua wattmeter P1 = 81 watt P2 = 78 watt 2. Penunjukkan jarum dari kedua wattmeter dengan beban 7,5 µF. P1 = 31 watt P2 = 31 watt 3. Penunjukkan jarum dari kedua wattmeter dengan sumber tegangan AC 3 phase. P1 = 14 watt P2 = 16 watt Percobaan III Pengukruan Daya dengan Methode 3 Wattmeter 1. Penunjukkan jarum dari ketiga wattmeter P1 = 52 watt P2 = 52 watt P3 = 52 watt 2. Penunjukkan jarum dari ketiga wattmeter dengan beban 7,5 µF. P1 = 18 watt P2 = 18 watt P3 = 18 watt 3. Penunjukkan jarum dari ketiga wattmeter dengan sumber tegangan AC 3 phase. P1 = 10 watt P2 = 10 watt P3 = 10 watt Percobaan IV Pengukuran Daya dengan Methode 3 Wattmeter Beban Induktif Sambungan Bintang dan Segitiga 1. Penunjukkan dari ketiga wattmeter dan tiga ampremeter pada sambungan bintang. A1 = 300 mA A2 = 320 mA A3 = 310 mA P1 = 10 watt P2 = 10 watt P3 = 10 watt 2. Penunjukkan dari ketiga wattmeter dan tiga ampremeter pada sambingan segitiga. A1 = 1100 mA A2 = 1100 mA A3 = 1100 mA P1 = 32 watt P2 = 32 watt P3 = 32 watt Percobaan V Pengukuran Daya dengan Methode 3 Wattmeter Beban Tidak Seimbang Penunjukkan jarum dari ketiga wattmeter dan tiga ampremeter: A1 = 0,28 A A2 = 0,24 A A3 = 0,5 A A4 = 0,84 A P1 = 10 watt P2 = 6 watt P3 = 52 watt F. PEMBAHASAN
1. Besar daya yang terukur dengan menggunakan methode 1 wattmeter, 2 wattmeter dan 3 wattmeter adalah 1 : 2 : 3. Maksudnya adalah ketika pengukuran daya dengan menggunakan 1 7
2.
3.
4.
5.
6.
wattmeter, maka daya yang terukur hanyalah daya pada phasa tersebut, sehingga apabila kita akan mencari daya totalnya harus dikali 3, maka pengukuran dengan satu wattmeter cocok untuk pengukuran daya beban seimbang. Sedangkan untuk pengukuran daya dengan 2 wattmeter, maka daya phasa yang ada pada rangkaian tersebut kira – kira satu dua pertiga dari daya yang terukur pada salah satu watttmeter yang ada. Sedangkan untuk pengukuran dengan 3 wattmeter, maka daya pasa yang terukur dapat lebih teliti lagi, karena wattmeter mengukur setiap phasa yang ada, sehingga untuk mengukur daya total yang ada pada rangkaian tersebut, hanya tinggal menjumlahkan daya yang ada. Perbandingan besar daya yang ada pada beban – beban yang berbeda yaitu, resistor memiliki daya yang paling besar, karena memiliki nilai faktor daya 1. Sedangkan untuk kapasitor memiliki daya dibawah resistor, serta untuk induktor memiliki dayang yang paling kecil dibandingkan dengan daya pada beban – beban yang lain. Besar faktor daya: Resistor P = V. I cos θ 54 = 102 . 0,5 cos θ 54 = 51 cos θ cos θ = 1 Induktor P = V. I cos θ 18 = 102 . 0,3 cos θ 18 = 30,6 cos θ cos θ = 0,58 Kapasitor P = V. I cos θ 10 = 102 . 0,3 cos θ 10 = 51 cos θ cos θ = 0,3 Besar arus yang mengalir pada kawat nol Pada beban seimbang pada resistor adalah nol. Pada beban tidak seimbang: I = 0,28 + 0,29 + 0,84 = 1 A Menurut pengukuran 0,8 A Arus pada sambungan bintang lebih kecil dari pada sambungan segitiga. Karena pada sambungan bintang besar arus yang mengalir pada phasa dengan jaringan sama, sedangkan untuk sambungan delta arus yang mengalir pada jaringan sama dengan √3 arus yang mengalir pada kawat phasa. Tegangan pada sambungan bintang lebih besar dari pada sambungan segitiga. Karena pada sambungan bintang besar tegangan yang mengalir pada kawat jaringan sama dengan √3 tegangan yang mengalir pda kawat pasa, sedangkan untuk sambungan delta tegangan yang mengalir pada phasa sama dengan tegangan yang mengalir pada jaringan.
8
G. KEISMPULAN
1. Pengukuran daya menggunakan 1 wattmeter paling cocok digunakan ketika mengukur beban seimbang. 2. Pengukuran daya menggukan 3 wattmeter paling cocok digunakan ketika mengukur beban tidak seimbang. 3. Arus jaringan yang mengalir pada kawat segitiga adalah √3 dari arus jaringan bintang, syarat beban seimbang. 4. Tegangan jaringan yang menglir pada kawat bintang adalah √3 dari tegangan jaringan beban, syarat beban seimbang. 5. Apabila bebannya sama, maka nilai daya pada sambungan bintang maupun sambungan segitiga sama nilainya. 6. Arus yang mengalir pada kawat nol akan sama dengan nol apabila bebannya seimbang.
9
