PERCOBAAN TRANSFORMATOR 1 PHASA BERBEBAN
PRAKTIKUM MESIN-MESIN LISTRIK
Dosen Pembimbing: Pembimbing:
1. Anton Firmansyah, S.T, M.T 2. Nurhaida, S.T, M.T. KELAS
: 5 LA
KELOMPOK
:4
1. 2. 3. 4.
Chandra Andreas Wijaya Maruli Suganda Qodri Jufernando
( 0612 3031 0150 ( 0612 3031 0148 ( 0612 3031 0156 ( 0612 3031 0162
) ) ) )
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA Program Studi Teknik Listrik 2014
1. Tujuan Percobaan
Setelah melakukan percobaan ini, diharapkan mahasiswa mampu :
Menjelaskan cara transformator 1 phasa bekerja saat berbeban.
Mendapatkan karakteristik efiensi transformator 1 phasa dan bagaimana karakteristik tersebut jika transformator 1 phasa dibebani bermacam-macam jenis dan besar beban.
Menentukan besar regulasi tegangan saat transformator 1 phasa dibebani dengan variasi besar dan jenis beban.
Menentukan pengaruh rugi-rugi tersebut terhadap performance transformator 1 phasa.
2. Dasar Teori I1
R1
X1
R2
X2
Im
Ihe
Load V1
Rc
Xm
V2
Gambar 01. Rangkaian ekuivalen pembebanan transformator Bila transformator dibebani, maka arus mengalir pada kedua sisi belitannya. Besarnya arus akan ditentukan oleh besar dan jenis beban yang dipasang. Rugi yang timbul menyebabkan tegangan keluaran tidak tetap apabila beban dipasangkan. Rugi-rugi tersebut juga mengakibatkan daya yang diberikan pada beban lebih kecil dari daya yang di erikan oleh sumber. Ukur untuk menyatakan perbedaan antara tegangan output beban 0 dengan tegangan output saat beban pada faktor daya tertentu disebut regulasi atau pengaturan tegangan. Transformator dikatakan baik apabila harga regulasi tegangannya semakin kecil pada suatu beban tertentu. Besarnya regulasi tegangan adalah : Vr =
( )– ( ) ( )
Ukuran perbandingan antara daya keluaran dengan daya masuk pada faktor daya tertentu disebut efiensi. Efiensi ( Ƞ ) =
( ) ( )
x 100%
Besarnya efiensi akan sangat dipengaruhi oleh besar beban dan jenis beban ( R, L C ) karena kedua sifat beban tersebut akan mempengaruhi besarnya arus dan cos θ dari rangkaian tersebut. Selain itu arus pada transformator akan mempengaruhi
basarnya rugi-rugi yang timbul pada transformator terutama rugi tembaga yang
besarnya tergantung oleh besarnya beban yang diaplikasikan pada transformator tersebut. 3. Daftar Peralatan 1
Transfrormator 50VA 220/48V
1 Buah
2
Wattmeter
2 Buah
3
Multimeter
4 Buah
4
Cos θ meter
1 Buah
5
Regulator 0-220V
1 Buah
6
Ballast transformator 15 W
1 Buah
7
Lampu Pijar 15 W
1 Buah
8
Kapasitor 0,15 μF
1 Buah
9
Kabel
20 Buah
4. Gambar Rangkaian 220 A
Vs
V
L
48
W
A
C
R
W
V V2
V1
Gambar 02. Rangkaian percobaan trafo berbeban 5. Langkah Kerja
Merangkai peralatan sesuai gambar rangkaian 02.
Dalam keadaan beban nol pengatur tegangan diatur sehingga tegangan primer mencapai harga nominalnya ( 220 V ) dan catat semua penunjukan alat ukur.
Beban dipasang secara bertahap dan setiap pergantian atau penambahan beban supaya dicatat besarnya V1, V2, A1, A2, W1 dan W2.
Gambar grafik efiensi fungsi pout; Ƞ = f ( out ).
Hitunglah besarnya regulasi tegangan untuk setiap variasi beban yang ada.
6. Tugas dan Pertanyaan
1. Jelaskan bagaimana transformator 1 phasa bekerja saat trafo dibebani 2. Hitunglah besarnya angka transformasi saat beban tr ansformator divariasikan 3. Hitunglah besarnya regulasi tegangan untuk setiap perubahan besar dan jenis beban
dan jelaskan apakah pengaruh terhadap performance trafo 1 phasa Jawab 1. Ketika transformator dibebani, terjadi tegangan jatuh karena resistansi belitan primer dan sekunder. Tegangan jatuh ini sefasa dengan tegangan pada belitan dan tegangan jatuh karena reaktansi. Penurunan tegangan output ketika transformator berbeban dikenal sebagai regulasi. Tegangan jatuh karena komponen resistif lebih kecil daripada tegangan jatuh yang disebabkan oleh komponen reaktif. Sehingga impedansi dominan dari tranformator adalah reaktansi 2. R+L
a = V1/V2 a = 220/47,5 = 4,6
R+C
a = 220/46,5 = 4,7
R+L+C
a = 220/47 = 4,6
R//L
a = 220/49 = 4,4
R//C
a = 220/46 = 4,7
R//L//C
a = 220/48 = 4,5
3. Pengaruh regulasi terhadap trafo yakni apabila harga regulasi tegangannya semakin kecil pada suatu beban maka transformator dikatakan baik dan adapun perhitungannya telah dibuat di bab 8 (perhitungan dan pembahasan ). 7. Data Percobaan
Primer
Beban
Sekunder
V ( Volt )
I(A)
P ( Watt )
V ( Volt )
I(A)
P ( Watt )
R
220
0,01
6,4
47,5
50
4
L
220
0,028
3
46,5
0,06
1,2
C
220
0,016
2
47
0,00237
0,1
R+L
220
0,026
4,4
45
0,03
2,2
R+C
220
0,018
2,5
46
0,0012
0,5
R+L+C
220
0,016
2
47
0,00243
0,2
R//L
220
0,038
7
49
0,1
5
R//C
220
0,026
6
46
0,006
3,9
R//L//C
220
0,040
7,2
48
0,12
5,2
8. Pehitungan dan Pembahasan
Beban
P input
Perhitungan P output
Rugi - Rugi
Ƞ(%)
( )
Efiensi ( Ƞ ) =
R
L
C
R+L
R+C
R+L+C
6,4
3
2
4,4
2,5
2
4
1,2
0,1
2,2
0,5
0,2
Rugi = 6,4 - 4 = 2,4
Rugi = 3 - 1,2 = 1,8
Rugi = 2 - 0,1 = 1,9
Rugi = 4,4 - 2,2 = 2,2
Rugi = 2,5 - 0,5 = 2
Rugi = 2 - 0,2 = 1,8
Efiensi ( Ƞ ) =
( )
∆Vr
Vr =
( ) ( ) ( )
x 100 %
Vr =
Vr =
x 100 % = 62,5 %
Efiensi ( Ƞ ) =
Efiensi ( Ƞ ) =
Efiensi ( Ƞ ) =
x 100 % = 40 %
Vr =
Vr =
Vr =
Vr =
7
5
Rugi = 7 - 5 = 2
x 100 % = 5 %
R//C
R//L//C
6
7,2
3,9
5,2
Rugi = 7,2 - 5,2 = 2
= 0,06
x 100 % = 50 %
= 0,04
x 100 % = 20 %
= 0,02
x 100 % = 10 %
= -
Efiensi ( Ƞ ) = x 100 % = 71,4 %
Vr = Rugi = 6 - 3,9 = 2,1
= 0,02
Efiensi ( Ƞ ) =
Efiensi ( Ƞ ) =
= 0,03
Vr = R//L
= 0,01
Efiensi ( Ƞ ) =
Efiensi ( Ƞ ) =
= 0,04
x 100 % = 65 %
x 100 % = 72,2 %
Vr =
= 0
Pembahasan Pada saat trafo dibebani terjadi perubahan disisi sekunder. Dari data yang didapat bahwa daya yang diberikan pada beban lebih kecil dari daya yang diberikan oleh sumber sedangkan efiensi dan regulasi tegangan relative berbeda baik itu rangkaian R+L+C, R, C, L dll. Adapun untuk arus disisi sekunder serta tegangan juga bervariasi, ada yang nilainya mengalami kenaikan atau penurunan. Semua itu bisa disebabkan akan kurang presisi dalam pengukuran atau kesalahan dalam melakukan praktikum. Adapaun untuk efiensi yang terkecil terdapat pada rangkaian C sedangkan yang terbesar pada rangkaian R//L//C. Adapun pada rangkaian R+L+C mengalami sedikit kerugian ketimbang rangkaian yang lain sesuai dengan data perhitungan. Adapaun faktor masalahnya terdapat pada rangkaian R//l yang mana regulasi tegangan nya bernilai min ( - ) yang mana telah dianalisa dalam bentuk perhitungan bahwa tegangan V2 bernilai lebih besar dari tegangan V1. Adapun penyebab besarnya tegangan pada V2 adalah tidak presisi alat ukur atau kelalaian dan kesalahan dalam melakukan pengukuran. Dari seluruh rangkaian yang dikombinasi yang menjadi rangkaian yang kecil rugi-rugi serta regulasi tegangan terkecil terdapat pada rangkaian R+L+C dan R//L//C sesuai dari data perhitungan ( untuk beban yang dikombinasi).
9. Kesimpulan
Transformator dikatakan baik apabila harga regulasi tegangannya semakin kecil pada suatu beban, adapun beban nya menurut data yang telah diperoleh R//L//C, R+L+C untuk beban yang dikombinasi.
Untuk beban kapasitif, arus bersifat leading atau arus mendahului teganagan.
Untuk beban induktif, arus bersifat lagging atau arus tertinggal oleh tegangan.
Beban resistif hanya mengosumsi beban aktif saja, faktor daya sama dengan 1 dan arus sefasa dengan tegangan.
Besarnya efiensi sengat berpengaruh oleh besarnya beban dan jenis beban.
