BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang
Pemakaian energi listrik dewasa ini sudah sangat luas, bahkan kita sangat sulit melepaskan diri dari kebutuhan dengan energi listrik. Semakin lama tidak ada satupun alat kebutuhan kita yang tidak membutuhkan listrik. Dalam penerapannya pada kehidupan sehari hari, peralatan yang memanfaatkan energy listrik tidak terlepas dari satuan daya (watt). Yang sering kita jumpai adalah pada lampu. Pada umumnya, kita memilih lampu brdasarkan dayanya. Untuk mengetahui nilai daya yang terdapat pada suatu alat elektronik ada dua metode, yaitu metode pengukuran daya secara langsung dan metode pengukuran daya secara tak langsung. Metode pengukuran secara tak langsung adalah mengukur daya yang tidak secara langsung dapat diketahui hasilnya. Dalam metode pengukuran tak langsung ini, untuk mengetahui hasil daya yang terukur masih harus mengalikan terlebih dahulu besaran-besaran pendukung yang terukur, yaitu besaran arus yang diukur oleh Ampermeter dan besaran tegangan yang diukur oleh Voltmeter. Metode pengukuran daya secara langsung besarnya daya yang terukur dapat langsung diketahui dengan membaca secara langsung harga yang ditunjukkan oleh alat ukur Wattmeter. B. Rumusan Masalah
Dalam pembuatan makalah ini, penulis membatasi masalah yang akan dibahas agar isi dari makalah ini tidak keluar dari topik. Berikut adalah pembatasan masalah dari makalah ini : 1. Bagaimana mengukuran daya secara langsung? 2. Bagaimana cara mengukur daya secara tak langsung? 3. Bagaimana cara mengukur daya pada rangkaian seri dua tahanan?
4. Bagaimana cara mengukur daya pada angkaian paralel dua tahanan? C. Pembatasan Masalah
Dalam makalah ini, penulis merumuskan beberapa rumusan masalah yang ada dalam makalah ini : 1. Pengukuran daya secara langsung 2. Pengukuran daya secara tak langsung 3. Pengukuran daya pada rangkaian seri dua tahanan 4. Pengukuran daya pada rangkaian paralel dua tahanan D. Metode Penulisan
Dalam makalah ini menggunakan browsing. E. Sistematika Penulisan BAB I : PENDAHULUAN
Berisi tentang latar belakang, rumusan masalah, pembatasan masalah, metode dan sistematika penulisan. BAB II: PEMBAHASAN
Berisi tentang pengukuran daya secara tak langsung, pengukuran daya pada rangkaian seri dua tahanan dan pengukuran daya pada rangkaian paralel dua tahanan. BAB III: PENUTUP
Berisi tentang kesimpulan dari pembahasan pengukuran daya secara tak langsung yang telah dijelaskan di dalam isi makalah.
BAB II PEMBAHASAN A. Pengukuran Daya Secara langsung
Pengukuran daya listrik secara langsung adalah dengan menggunakan wattmeter, wattmeter sendiri adalah instrumen pengukur daya listrik yang pembacaannya dalam satuan watt di mana merupakan kombinasi voltmeter dan amperemeter. Dalam pengoperasiannya harus memperhatikan petunjuk yang ada pada manual book atau tabel yang tertera pada wattmeter. Demikian juga dalam hal pembacaannya harus mengacu pada manual book yang ada. Wattmeter berfungsi sebagai alat yangmengukur daya listrik pada beban - beban yang sedang beroperasi dalam suatu sistem kelistrikandengan beberapa kondisi beban, seperti : beban dc, beban AC s atu phase serta beban AC tiga phase. Wattmeter biasanya digunakan pada lab – lab fisika dimana alat ini digunakan sebagai alat peraga untuk mengetahui daya yang dipakai dalam suatu rangkaian beban. Sebelum mempelajari alat ini lebih lanjut, ada baiknya kita pelajari sedikit mengenai parameter yang diukur oleh alat ini. Daya listrik dalam pengertiannya dapat dikelompokkan dalam dua kelompok sesuai dengan catu tenaga listriknya, yaitu : daya listrik DC dan daya listrik AC. Daya listrik DC dirumuskan sebagai : P=V.I
Atau 2
P=I R dimana:
P
= daya (Watt)
V
= tegangan (Volt)
I
= arus (Amper)
R
= tahanan (Ω)
1. Konstruksi Wattmeter
I*
I
L1
L2
L3
3~ 1~ 1 5 25
100 200 500
A
V
2. Komponen Wattmeter I*
= arus masuk.
I
= arus keluar.
L1 = phase R (beban resistor) L2 = phase S (power supply) L3 = phase T 3~ = penggunaan wattmeter untuk sistem 3 phase. 1~ = penggunaan wattmeter untuk sistem 1 phase A
= skala arus.
V
= skala tegangan.
3. Prinsip Kerja Wattmeter
Wattmeter analog yang paling sederhana adalah wattmeter jenis elektrodinamis, dimana terdiri dari sepasang kumparan tetap yang disebut kumparan arus dan kumparan bergerak yang disebut kumparan potensial. Kumparan arus dihubungkan secara seri dengan rangkaian, sedangkan kumparan potensial dihubungkan secara paralel. Selain itu pada wattmeter ini, kumparan potensial membawa jarum yang bergerak di atas skala untuk menunjukkan pengukuran. Sebuah arus yang mengalir melalui arus kumparan menghasilkan medan elektromagnetik di sekitar kumparan. Kekuatan bidang ini adalah sebanding dengan baris saat ini dan di fase dengan itu. sebuah resistor bernilai tinggi dihubungkan secara seri dengan alat ini untuk mengurangi arus yang mengalir melewatinya. Kumparan potensial pada wattmeter umumnya memiliki resistansi yang tinggi.
4. Cara Penggunaan Wattmeter Pembacaan dari nilai didasarkan pada rumusan sebagai berikut : P=UxIxC
Dimana : U = Pembacaan pada jarum penunjuk wattmeter. I
= Pemilihan arus ( dari switch jarum menunjuk pada skala tertentu).
C = Faktor koreksi dapat dilihat pada tabel di Wattmeter
Tabel Wattmeter I
U
U*I*C = P C1ph
Imax=1.2*I
C3ph
Umax=1.2*U
0…100
0…250
0…100
0…250
100V
1
-
2
-
200V
2
-
4
-
500V
5
-
10
-
100V
5
-
10
-
200V
10
-
20
-
500V
-
10
-
20
100V
-
10
-
20
200V
-
20
100
-
500V
-
50
-
100
1A
2A
3A
Berikut adalah salah satu contoh langkah kerja Pengukuran Daya, yaitu pengukuran daya arus bolak-balik tiga phase dengan menggunakan Wattmeter. 1. Siapkan Bahan dan Alat yang dibutuhkan antara lain:
1 buah watt meter.
1 buah saklar 3 phase.
1 buah beban 3 phase.
1 buah power supply 3 phase.
Kabel penghubung secukupnya.
2. Rangkai peralatan seperti gambar di bawah ini.
L1(R)
Motor
L2(S)
3 Phase
L3(T)
I*
I
L1
L2
L3
3~ 1~
1 5 25
A
100
200 500
V
3. Hubungkan rangkaian tersebut dengan sumber tenaga 4. Telitilah kedudukan jarum penunjuknya. Jika kedudukannya sudah tepat pada angka 0 berarti wattmeter sudah siap untuk digunakan. Apabila kedudukan enunm penunjuk belum tepat pada angka 0, maka harus diatur dengan memutar sekrup pengatur kedudukan enuum. 5. Lakukan pengukuran dengan membaca Skala yang muncul kemudian setelah itu lihat pada tabel wattmeter setelah mengetahui nilai-nilainya tinggal dimasukan kedalam rumus P= Ux I x C agar kita dapat mengetahui nilai watt nya. 6. Putuskan hubungan rangkaian dari sumber tegangan dan kemudian rapikan alat serta bahan bahannya.
B. Pengukuran Daya secara tak Langsung
Ada dua jenis pengukuran daya menggunakan metode pengukuran tak langsung, ditinjau dari letak kedua alat ukur, yaitu ampermeter dan voltmeter: 1. Voltmeter dipasang sebelum ampermeter
A
Ua V
Us
Ub
R
Gambar 1. Metode Pengukuran Daya Tak Langsung Daya pada rangkaian arus searah adalah berbanding lurus dengan perkalian arus dan tegangannya (P = U . I) dengan satuan Volt-Amper atau Watt. Dengan demikian daya arus searah dapat dengan mudah diukur dengan mempergunakan Voltmeter dan Ampermeter. Dalam gb.1 tegangan yang ditunjukkan oleh Voltmeter adalah tegangan pada Ampermeter (Ua) ditambah tegangan pada beban (Ub), sehingga daya pada beban yang terukur adalah: W = (Ua + Ub) . Ib
Padahal daya beban sebenarnya adalah: W = Ub . Ib
Untuk konfigurasi rangkaian pengukuran seperti pada gb.1 cocok dipakai didalam pengukuran dengan arus beban yang relatif kecil (tahanan beban relatif besar), seperti pada rangkaian-rangkaian elektronika.
Nilai arus beban yang relatif kecil tidak akan cukup berarti menimbulkan drop tegangan pada Ampermeter, sehingga drop tegangan ini bisa dieliminir (diabaikan). 2. Voltmeter dipasang setelah Ampermeter Is
Ib
A
Iv Us
V
Gambar 2. Metode Pengukuran Daya Tak Langsung
Dalam gb.2 arus yang ditunjukkan oleh Ampermeter adalah Iv + Ib. Jadi arus yang ditunjukkan lebih besar dari yang seharusnya, yaitu Ib. Sehingga daya yang terukur pada beban adalah: W = Ub . (Iv + Ib)
Padahal daya beban yang sebenarnya adalah: W = Ub . Ib
Untuk konfigurasi rangkaian pengukuran seperti pada gb.2 cocok dipakai didalam pengukuran dengan arus beban yang relatif besar (tahanan beban relatif kecil), seperti pada rangkaian-rangkaian tenaga. Nilai R beban yang relatif kecil jika dibandingkan dengan nilai tahanan dalam Voltmeter (Rv) yang sangat besar menyebabkan Iv sangat kecil dibandingkan dengan Ib, sehingga drop arus pada Voltmeter ini bisa dieliminir (diabaikan). Daya arus bolak-balik tidak sama dengan daya arus searah. Rangkaian arus AC bebannya mengandung tiga unsur, yaitu: resistif, induktif, dan kapasitif. Karena beban induktif dan kapasitif menimbulkan adanya reaktansi, maka terjadilah pergeseran fase antara tegangan dan arusnya. Dengan demikian daya arus bolak-balik
harus memperhitungkan adanya faktor kerja (cos atau daya efektif dengan satuan watt. C. Pengukuran Daya Rangkaian Seri Dua Beban
D. Pengukuran Daya Rangkaian Paralel Dua Beban
).
Daya ini disebut daya terpakai
BAB III PENUTUP
Dari penjelasan makalah di atas dapat disimpulkan bahwa pengukuran daya dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu, pengukuran daya secara langsung dan pengukuran daya secara tak langsung. Pengukuran seacara langsung hanya dengan menggunakan wattmeter saja, sedangkan pada pengukuran tak lansung dapat menggunakan volmeter (dengan bantuan R), ampere meter ataupun cos φ meter.
DAFTAR PUSTAKA
http://indriezone.blogspot.com/2009/06/bab-iv-wattmeter.html www.scribd.com www.wikipedia.com listrikwiber.files.wordpress.com images.frograin.multiply.multiplycontent.com Team el. 2000. Buku Pedoman Praktikum Listrik Pogram Studi Teknik Mesin Semester V . Poteknik Negeri Semarang : Semarang indriezone.blogspot.com
