headerphoto
Tampilkan postingan dengan label perhitungan. Tampilkan semua postingan
Tampilkan postingan dengan label perhitungan. Tampilkan semua postingan

Tulisan ini akan memberikan penjelaskan dan perhitungan praktis dari Rangkaian Penurun Tegangan DC Variable, yaitu rangkaian yang bisa menurunkan tegangan 18 hingga 30 VDC menjadi tegangan yang bervariasi antara 0 hingga 12 VDC, arus yang mengalir maximal 500 mA.

1. Input Rangkaian 18 VDC
Input 18 VDC ialah input minimal yang disarankan untuk rangkaian ini. Jika diberikan input di bawah nilai yang disarankan, besar kemungkinan rangkaian kurang maksimal. Berikut perhitungannya


Arus yang mengalir melalui R1:
I = (Vin - Vz) / R1
I = (18 - 12) / 1000
I = 0,006 A
I = 6 mA.

Daya pada resistor R1:
P = (Vin - Vz) x IR1
P = (18 - 12) x 6 mA
P = 36 mW. :oke:

Arus minimal yang mengalir melalui zener D1:
I = 1 mA.

Arus yang mengalir melalui R2:
I = IR1 - IZ
I = 6 - 1 = 5 mA.

Daya maksimal pada potensiometer R2:
P = IR1 x Vz
P = 6 mA x 12 V
P = 72 mW. :oke:

Arus yang dihasilkan oleh Q1:
I = 5 mA x 6 = 30 mA.

Daya maksimal pada Q1:
P = IQ1 x V
P = 30 mA x 12 V
P = 360 mW. :oke:

Arus yang dihasilkan oleh Q2:
I = 30 mA x 17 = 500 mA.

Daya maksimal pada Q2:
P = IQ2 x V
P = 500 mA x 12 V
P = 6000 mW
P = 6 W. :oke:

2. Input Rangkaian 30 VDC
Input 30 VDC ialah input maksimal yang disarankan untuk rangkaian ini. Berikut perhitungannya


Arus yang mengalir melalui R1:
I = (Vin - Vz) / R1
I = (30 - 12) / 1000
I = 0,018 A
I = 18 mA.

Daya pada resistor R1:
P = (Vin - Vz) x IR1
P = (30 - 12) x 18 mA
P = 324 mW. :oke:

Arus maksimal yang mengalir melalui zener D1:
I = 13 mA.

Arus yang mengalir melalui R2:
I = IR1 - IZ
I = 18 - 13 = 5 mA.

Daya maksimal pada resistor atau potensiometer R2:
P = IR1 x Vz
P = 18 mA x 12 V
P = 216 mW. :oke:

Arus yang dihasilkan oleh Q1:
I = 5 mA x 6 = 30 mA.

Daya maksimal pada Q1:
P = IQ1 x V
P = 30 mA x 12 V
P = 360 mW. :oke:

Arus yang dihasilkan oleh Q2:
I = 30 mA x 17 = 500 mA.

Daya maksimal pada Q2:
P = IQ2 x V
P = 500 mA x 12 V
P = 6000 mW
P = 6 W. :oke:

3. Input Rangkaian >30 VDC
Jika diberikan input di atas nilai yang disarankan, misal 35 VDC dari nilai maksimalnya 30 VDC, besar kemungkinan rangkaian akan mengalami kegagalan atau kerusakan. Berikut penjelasannya


Arus yang mengalir melalui R1:
I = (Vin - Vz) / R1
I = (35 - 12) / 1000
I = 0,023 A
I = 23 mA.

Daya pada resistor R1:
P = (Vin - Vz) x IR1
P = (35 - 12) x 23 mA
P = 529 mW. :awas:

:awas: Artinya resistor pada R1 haruslah menggunakan jenis resistor berdaya 1 Watt, bila digunakan resistor yang biasa atau yang umum digunakan, 1/2 Watt, maka ia akan terbakar.
Semoga bermanfaat dan bisa dipahami.

Lanjut baca »»
3 Komentar Penulis: 06.00

Posting ini akan menjelaskan Rangkaian Variable DC to DC Converter atau rangkaian yang merubah tegangan 12 hingga 24 VDC menjadi tegangan yang bervariasi antara 0 hingga 5 VDC, arus yang mengalir maximal 500 mA.

1. Input Rangkaian 12 VDC
Input 12 VDC ialah input minimal yang disarankan untuk rangkaian ini. Jika diberikan input di bawah nilai yang disarankan, besar kemungkinan rangkaian kurang maksimal.


Arus yang mengalir melalui R1:
I = (Vin - Vz) / R1
I = (12 - 5) / 720
I = 0,01 A
I = 10 mA.

Arus yang mengalir melalui R2:
I = Vz / R2
I = 5 / 1k
I = 5 mA.

Arus yang mengalir melalui zener D1:
I = IR1 - IR2
I = 10 - 5 = 5 mA.

Daya maksimal pada resistor atau potensiometer R2:
P = IR1 x Vz
P = 10 mA x 5 V
P = 50 mW.

Arus yang dihasilkan oleh Q1:
I = 5 mA x 10 = 50 mA.

Daya maksimal pada Q1:
P = IQ1 x V
P = 50 mA x 5 V
P = 250 mW.

Arus yang dihasilkan oleh Q2:
I = 50 mA x 10 = 500 mA.

Daya maksimal pada Q2:
P = IQ2 x V
P = 500 mA x 5 V
P = 2500 mW
P = 2,5 W.

2. Input Rangkaian 24 VDC
Input 24 VDC ialah input maksimal yang disarankan untuk rangkaian ini. Jika diberikan input di atas nilai yang disarankan, besar kemungkinan rangkaian akan mengalami kegagalan atau kerusakan.


Arus yang mengalir melalui R1:
I = (Vin - Vz) / R1
I = (24 - 5) / 720
I = 0,026 A
I = 26 mA.

Arus yang mengalir melalui R2:
I = Vz / R2
I = 5 / 1k
I = 5 mA.

Arus yang mengalir melalui zener D1:
I = IR1 - IR2
I = 26 - 5 = 21 mA.

Daya maksimal pada resistor atau potensiometer R2:
P = IR1 x Vz
P = 26 mA x 5 V
P = 130 mW.

Arus yang dihasilkan oleh Q1:
I = 5 mA x 10 = 50 mA.

Daya maksimal pada Q1:
P = IQ1 x V
P = 50 mA x 5 V
P = 250 mW.

Arus yang dihasilkan oleh Q2:
I = 50 mA x 10 = 500 mA.

Daya maksimal pada Q2:
P = IQ2 x V
P = 500 mA x 5 V
P = 2500 mW
P = 2,5 W.

Silahkan lihat cara perhitungan zioda zener di Contoh Soal Menghitung Dioda Zener. Semoga bermanfaat.

Lanjut baca »»
0 Komentar Penulis: 21.23

Contoh soal menghitung Dioda Zener. Lihat gambar rangkaian elektronika dibawah ini


Dalam rangkaian catu daya tersebut di atas, dipasang sebuah dioda zener yang berfungsi untuk menstabilkan tegangan. Nilai tegangan zener atau break down zener sebesar 10 V. Tegangan di sisi elco sebesar 40 VDC. Resistor yang diseri dengan zener sebesar 470 Ohm. Impedansi output sebesar 200 Ohm. Berapa output tegangan yang dihasilkan oleh rangkaian? Berapa besar arus yang bisa mengalir dalam rangkaian? Dan berapakah arus zener minimal dan maksimal yang dihasilkan oleh rangkaian tersebut?

Penyelesaian

Diketahui:
Vin = 40 VDC
R = 470 Ohm
Vz = 10 V
RL = 200 Ohm

Ditanyakan:
Vout = ?
I = ?
Iz min = ?
Iz max = ?

Jawab:
Vout = Vz + (Iz x Zz)
Impedansi zener, Zz, kita abaikan, maka
Vout = Vz = 10 V

I = (Vin - Vout) / R
I = (40 - 10) / 470
I = 30 / 470
I = 0,064 A
I = 64 mA

IL min terjadi pada RL = ∞, IL min = 0
IL max terjadi pada RL = 200 Ohm, IL max = Vout / RL = 10 / 200 = 0,05 A = 50 mA

Maka,
Iz min = I - IL max = 64 - 50 = 14 mA
Iz max = I - IL min = 64 - 0 = 64 mA.

Lihat gambar di bawah ini


Vout = 10 V
I = 64 mA
Iz min = 14 mA → RL = 200 Ohm
Iz max = I = 64 mA → RL = ∞.

Lanjut baca »»
1 Komentar Penulis: 19.03

Seperti yang telah ditulis sebelumnya, di Tabel Biaya Listrik Rumah Tangga dan Cara Menurunkan Biaya Listrik, saya melakukan cara untuk menurunkan biaya listrik, secara legal. Empat cara diantaranya, yaitu: mengganti lampu dengan yang lebih ramah listrik (lampu LED), memasang saklar anti standby, memasang grounding secara tepat, dan memasang kapasitor bank. Berikut akan coba dijelaskan caranya satu persatu.

1. Memasang Saklar Anti Standby pada Televisi (TV)

Tusuk kontak atau steker bawaan dari produsen TV, umumnya terlihat seperti gambar di bawah ini.

Tusuk Kontak TV LED 32"
Pada saat TV dalam kondisi mati atau standby, arus listrik akan tetap mengalir ke sirkuit TV. Dari hasil pengukuran, lihat di Mengukur Arus Beban-beban Listrik Rumah Tangga, standby TV LED 32 inchi setara dengan kondisi nyala lampu LED 12W, dan standby TV LED 24 inchi setara dengan kondisi nyala lampu LED 4W. Dalam sebulan, standby dua buah TV di rumah saya memerlukan biaya sekitar Rp 9.000.

Biaya dari standby TV bisa kita hilangkan dengan mengganti model tusuk kontak. Tusuk kontak TV seperti gambar di atas, kita ganti dengan model tusuk kontak saklar indikator, seperti gambar di bawah ini.

Tusuk Kontak dengan Saklar Indikator
Saat TV sudah tidak ditonton, setelah menekan tombol OFF pada remote control, terus kita tekan saklar OFF pada tusuk kontak ini, lampu indikator mati, arus listrik tidak akan mengalir lagi ke TV. Disinilah penghematannya.

Hemat:
Rp 9.000 perbulan.
Rp 9.000 x 12 = Rp 108.000 pertahun.
Rp 9.000 x 1juta = Rp 9 Miliar perbulan 1juta tempat tinggal.
Rp 108.000 x 1juta = Rp 108 Miliar pertahun 1juta tempat tinggal, WoOoW.

Kekurangannya, saat TV akan dihidupkan, harus tekan ON saklar tusuk kontak dulu. Demikian cara pertama yang saya lakukan untuk menurunkan biaya listrik di rumah, cara yang kedua untuk posting berikutnya ya, insyaAlloh.

Lanjut baca »»
0 Komentar Penulis: 17.57

Satu lagi program komputer yang bisa digunakan untuk mengitung biaya pemakaian listrik, yakni MBPL. Tampilannya seperti gambar di bawah ini.

Program MBPL, Menghitung Biaya Pemakaian Listrik versi 1.0

Program MBPL ini lebih sederhana bila dibandingkan dengan program yang diluncurkan sebelumnya, yakni Program Menghitung Biaya Listrik Bulanan (MBLB). Data yang perlu diinput di program ini hanya ada dua, yakni data kWh pemakaian listrik dan data biaya unit pemakaian (Rp/kWh).

Data kWh pemakaian listrik bisa diketahui dengan melakukan perbandingan atau pencatatan nilai kWh meteran listrik saat ini dengan esok hari, misal:
- Sekarang 21-03-2015 20:40 meteran listrik (prabayar) sisa 25,4 kWh
- Esok 22-03-2015 20:40 meteran listrik (prabayar) sisa 20,2 kWh
Maka data kWh pemakaian listriknya menjadi 25,4 - 20,2 = 5,2 kWh.

Data biaya unit pemakaian = Rp 1351,5 per kWh untuk Tarif Daya R1 / 1300 VA. Tarif daya listrik yang lain, harap disesuaikan.

Dari data contoh di atas, bila kita kalkulasikan perkiraan biaya pemakaian listrik dalam sehari dan sebulan, menjadi:
Biaya listrik = Energi listrik x biaya per unit pemakaian
Biaya listrik = 5,2 kWh x Rp 1351,5 per kWh
Biaya listrik = Rp 7027,8

Biaya listrik sebulan (30 hari) menjadi = Rp 7027,8 x 30 = Rp 210834

Kawan-kawan yang memerlukan Program aplikasi MBPL, Menghitung Biaya Pemakaian Listrik, bisa mendownload di → Program MBPL, ukuran 6 kB, extract, lalu jalankan.

Lanjut baca »»
3 Komentar Penulis: 21.09

Setelah kita bisa mengukur atau mengetahui besarnya pemakaian arus beban-beban listrik di rumah (lihat dipost Tabel pengukuran arus beban-beban listrik rumah tangga), maka kita bisa memperkirakan biaya listrik bulanan yang akan dikeluarkan.

Rumusnya:
Biaya listrik = energi listrik x biaya per unit pemakaian
--> Energi listrik (W) = daya (P) x waktu (t)
--> Daya (P) = tegangan (V) x arus (I) x cos phi

dimana:
  • Tegangan = 220 (ketetapan dari PLN), satuannya Volt.
  • Arus = hasil pengukuran arus beban listrik, satuannya Ampere.
  • Faktor daya kebanyakan beban listrik di rumah, bernilai cukup baik, atau bernilai cos phi > 0,85, atau mendekati 1, sehingga nilai cos phi disini, bisa kita abaikan.
  • Waktu = lamanya beban bekerja, satuannya jam. 
  • Energi listrik, satuannnya kilo Watt hour atau kWh, atau Wh/1000.
  • Biaya unit pemakaian = Rp 1351,5 per kWh untuk Tarif Daya R1 / 1300 VA. Tarif daya listrik yang lain, harap disesuaikan.
Sehingga:
Biaya listrik = Tegangan x Arus x Waktu /1000 x Biaya per unit pemakaian

Contoh:
TV LCD 32" digunakan untuk menonton dengan durasi nyala rata-rata 12 jam perhari. Hitung berapa biaya listrik yang harus dibayar, jika sumber listrik yang terpasang termasuk tarif daya R1/1300VA?

Jawab:
Biaya listrik = Tegangan x Arus x Waktu /1000 x biaya per unit pemakaian
Biaya listrik = 220 x 0,39 x 12 /1000 x Rp 1351,5
Biaya listrik = Rp 1391,5044

Biaya listrik sebulan (30 hari) menjadi = Rp 1391,5044 x 30 = Rp 41745,132


Adalah Program aplikasi MBLB, Menghitung Biaya Listrik Bulanan, diluncurkan untuk mempermudah dalam menghitung biaya listrik. Silahkan download → Program MBLB, ukuran 6 kB, extract, lalu jalankan. Tampilannya seperti yang terlihat pada gambar di atas.

Lanjut baca »»
0 Komentar Penulis: 10.05

lampu_led
Apakah kawan tahu? bahwa standby-nya TV LED 24 inchi mengkonsumsi listrik yang samadengan nyala lampu LED 4 Watt.
Apakah kawan tahu..? bahwa standby-nya TV LCD 32 inchi mengkonsumsi listrik yang samadengan nyala lampu LED 4 Watt sebanyak 2 buah.
Apakah kawan tahu...? bahwa di kamar anak saya, cukup saya pasang lampu LED 4 Watt, wakwaw.
Apakah kawan tahu? apa beban listrik di rumah yang nilai faktor dayanya paling buruk?

Berbekal multitester yang mempunyai kemampuan mengukur Ampere AC, saya melakukan pengukuran arus listrik pada beberapa perangkat listrik dan elektronik yang ada di rumah. Langkah pengukurannya adalah sebagai berikut:
  1. Siapkan atau tuju perangkat listrik yang akan diukur.
  2. Lihat dan catat, daya (dalam satuan Watt) perangkat listrik yang akan diukur, tertera pada nameplate atau bodi perangkat.
  3. Hidupkan perangkat dan lakukan pengukuran arus listrik.
  4. Buat tabel pengukuran beban-beban listrik.
  5. Untuk mendapatkan nilai cos phi dengan mudah, gunakan Program Koreksi Faktor Daya Beban Listrik Induktif 1 Fase.
Tabel pengukuran arus beban-beban listrik rumah tangga

NoAlat ListrikName Plate
(Watt)		Arus
(A)		Cos φKeterangan
1Dispenser3301,550,97Running/masak air
2TV LED 24" Toshiba400,1>0,99Running
3Sda400,021-Standby/mati
4TV LCD 32" LG900,39>0,99Running
5Sda900,04-Standby/mati
6Fan Tornado880,28>0,99Speed 1
7Fan Panasonic 12"400,12>0,99Speed 1
8Rice cooker Cosmos4001,880,97Cook
9Sda580,23>0,99Warm
10Kulkas Sanyo900,730,56Running
11Sda900,03-Standby& buka pintu
12Jetpump Shimitzu2502,70,42
13Mesin cuci Samsung3300,89>0,99Running (1 tabung)
14Sda3300,02-Ngisi air
15Lampu LED 4W40,0210,87Merk Philips
16Lampu HE 14W140,0680,94Merk Philips /Essensial
17Lampu HE 23W230,096>0,99Merk Philips /Essensial
18Lampu HE 18W180,076>0,99Merk Philips /Essensial
19Fan Sivicom80,023>0,99
20Lampu LED 7W70,0320,99Merk Philips
21Lampu LED 12W120,043>0,99Merk Krisbow

Dari tabel tersebut di atas, bisa kita temukan beberapa hal yang menarik, seperti:
  • Standby-nya TV LED 24 inchi, ternyata mengkonsumsi listrik yang samadengan nyala lampu LED 4 Watt.
  • Standby-nya TV LCD 32 inchi, ternyata mengkonsumsi listrik yang samadengan nyala lampu LED 12 Watt.
  • Standby-nya TV LCD 32 inchi, mengkonsumsi listrik yang samadengan nyala lampu LED 4 Watt sebanyak 2 buah.
  • Faktor daya kebanyakan beban listrik di rumah, bernilai cukup baik, atau bernilai cos phi > 0,85.
  • Faktor daya yang buruk, atau bernilai cos phi < 0,85 terdapat pada beban listrik jetpump dan kulkas.
  • Pompa air jetpump cos phinya bernilai 0,42 dan kulkas cos phinya bernilai 0,56.

Lanjut baca »»
4 Komentar Penulis: 21.37

Sebuah program atau perangkat lunak (software) dibuat untuk memudahkan penggunanya dalam suatu hal. Program Microsoft Office Word dibuat untuk memudahkan penggunanya dalam hal pengetikan atau dokumentasi, program Adobe Photo Shop dibuat untuk memudahkan penggunanya dalam hal editing foto atau gambar, dsb. Kali ini, saya kembangkan program Koreksi Faktor Daya Listrik (1 Fase) Menghitung Arus, dengan tujuan untuk memudahkan kawan-kawan dalam menghitung arus listrik faktor daya.

Program Koreksi Faktor Daya Listrik (1 Fase) Menghitung Arus v2.3.0

Dicontohkan, sebuah beban listrik yang memiliki spesifikasi daya 250 Watt, mengalir arus sebesar 2 Ampere, dan akan dipasang kapasitor 9 uF dengan tujuan untuk mengoreksi faktor daya. Kita tulis:
P = 250 Watt
I = 2 A
C = 9 uF (akan dipasang).

Tiga variabel tersebut di atas, yakni: daya nyata (P), arus (I) dan kapasitor yang akan dipasang (C), adalah variabel yang diperlukan sebagai input data ke dalam program Koreksi Faktor Daya Listrik (1 Fase) Menghitung Arus. Kita peroleh hasil eksekusi atau output data berupa nilai arus listrik, dalam satuan Ampere.

Selain nilai arus listrik, hasil eksekusi program Koreksi Faktor Daya Listrik (1 Fase) Menghitung Arus akan menampilkan beberapa item data, antara lain:

Tabel Daya
Tabel daya berfungsi sebagai perbandingan beban semula dengan beban setelah pasang kapasitor, daya semu semula, daya semu pasang kapasitor, daya reatif semula, daya reaktif pasang kapasitor, dan seterusnya.

Segitiga Daya
Dengan diperolehnya nilai-nilai daya semu, daya nyata dan daya reaktif, maka penting untuk menampilkan segitiga daya dari nilai-nilai tersebut.

Proses Hitung
Untuk memahami nilai-nilai yang diperoleh, pada program Koreksi Faktor Daya Listrik (1 Fase) Menghitung Arus ditampilkan pula proses perhitungnya, dari awal variabel yang diketahui, hingga muncul nilai-nilai yang diperoleh.

Program Koreksi Faktor Daya Listrik (1 Fase) Menghitung Arus ini hampir sama dengan program yang telah diluncurkan sebelumnya, yakni Program Koreksi Faktor Daya Beban Listrik Induktif 1 Fase. Bedanya kalau program sebelumnya mencari nilai kapasitor, kalau yang sekarang nilai kapasitor telah ditentukan.

Kawan-kawan yang membutuhkan program tersebut di atas, silahkan download via Google drive → Program Koreksi Faktor Daya Listrik (1 Fase) Menghitung Arus v2.3.0, extract lalu jalankan.

Lanjut baca »»
0 Komentar Penulis: 17.36

Sebuah beban listrik mempunyai daya 250 W, terukur arus (lihat cara mengukur arus, di Bagaimana Cara Mengukur Tegangan dan Arus Listrik?) yang mengalir sebesar 2 A. Beban listrik tersebut bekerja dengan tegangan 220 VAC 1 fase, frekuensi 50 Hz.

Ditanyakan:
  1. Berapa faktor daya (cos phi) beban listrik tersebut?
  2. Jika dipasang kapasitor sebesar 9 uF, berapa cos phi dan sudut fase beban?
  3. Berapa nilai resistansi beban?
  4. Berapa ampere arus yang mengalir setelah dipasang kapasitor?

Penyelesaian:
P = 250 W
I = 2 A
V = 220 V
f = 50 Hz
C yang akan dipasang = 9 uF = 9 x 10-6 F

#Semula
S = V x I
S = 220V x 2A
S = 440 VA

Cos φ = P / S
Cos φ = 250 / 440
Cos φ = 0,57
--> Cos phi beban adalah 0,57

φ = Cos-1 0,57
φ = 55,38°

Q = S x Sin φ
Q = 440 x Sin 55,38°
Q = 362,08 VAR

R = P / I2
R = 250 / 22
R = 62,5 Ω
--> Resistansi beban adalah 62,5 Ω

#Pasang kapasitor
XC = 1 / -(2 π x f x C)
XC = 1 / -(2 x 3,14 x 50 x 9 x 10-6)
XC = -353,68 Ω

Qc = V2 x XC
Qc = 2202 x (-353,68)
Qc = -136,85 VAR

Q' = Q + Qc
Q' = 362,08 + (-136,85)
Q' = 225,23 VAR

S' = √ (P2 + Q'2)
S' = √ (2502 + 225,232)
S' = 336,49 VA

Cos φ' = P / S'
Cos φ' = 250 / 336,49
Cos φ' = 0,74

φ' = Cos-1 0,74
φ' = 42,02°
--> Setelah pasang kapasitor 9 uF, cos phi beban menjadi 0,74 dan sudut fase (φ) menjadi 42,02°

I' = S' / V
I' = 336,49 / 220
I' = 1,53
==> Arus yang mengalir akan berkurang, dari 2 A jadi 1,53 A.

Lanjut baca »»
0 Komentar Penulis: 21.44

Posting sebelumnya Mencari Nilai Kapasitor untuk Menaikkan Cos Phi, membahas perhitungan untuk menaikkan faktor daya atau cos φ beban listrik induktif 1 fase. Dimana dicontohkan, sebuah beban yang memiliki spesifikasi daya 90 Watt, mengalir arus listrik sebesar 0,73 Ampere, dan cos φ yang diinginkan 0,8.
P = 90 Watt
I = 0,73 A
Cos φ' = 0,8 (diinginkan).

Tiga variabel tersebut di atas, yakni: daya nyata (P), arus (I) dan cos phi yang diinginkan, bila diinput ke dalam program Koreksi Faktor Daya Beban Listrik Induktif 1 Fase (Versi 4.1.3) akan kita peroleh hasil eksekusi berupa nilai kapasitor yang mendekati nilai perhitungan seperti posting sebelumnya.

Program Koreksi Faktor Daya Beban Listrik Induktif 1 Fase Versi 4.1.3

Selain nilai kapasitor, hasil eksekusi program Koreksi Faktor Daya Beban Listrik Induktif 1 Fase akan menampilkan beberapa item, antara lain:

Tabel Daya
Tabel daya berfungsi sebagai perbandingan beban semula dengan beban setelah pasang kapasitor, daya semu semula, daya semu pasang kapasitor, daya reatif semula, daya reaktif pasang kapasitor, dan seterusnya.

Segitiga Daya
Dengan diperolehnya nilai-nilai daya semu, daya nyata dan daya reaktif, maka penting untuk menampilkan segitiga daya dari nilai-nilai tersebut.

Proses Hitung
Dimana ada hasil, di situ ada proses, dan untuk memahami nilai-nilai yang diperoleh, pada program Koreksi Faktor Daya Beban Listrik Induktif 1 Fase ditampilkan pula proses hitungnya, dari awal variabel yang diketahui, hingga muncul nilai-nilai yang diperoleh.

Kawan-kawan yang membutuhkan program tersebut di atas, silahkan download via Google drive → Program Koreksi Faktor Daya Beban Listrik Induktif 1 Fase v4.1.3, extract lalu jalankan.

Lanjut baca »»
1 Komentar Penulis: 17.49

Diketahui jala-jala listrik PLN tegangan 220 VAC 1 fase, frekuensi 50 Hz. Dipasang sebuah beban induktif yang memiliki spesifikasi daya 90 Watt. Setelah melakukan pengukuran, pada beban tersebut mengalir arus listrik sebesar 0,73 Ampere.

Ditanyakan:
  1. Berapa cos phi beban induktif tersebut? 
  2. Berapa nilai impedansinya? 
  3. Berapa nilai kapasitor yang perlu dipasang untuk menaikkan cos phi menjadi 0,8?
  4. Berapa arus yang mengalir setelah dipasang kapasitor? 

Penyelesaian:
V = 220 V
f = 50 Hz
P = 90 Watt
I = 0,73 A
Cos φ' = 0,8 (diinginkan)

#Semula
S = V x I
S = 220V x 0,73A
S = 160,6 VA

Cos φ = P / S
Cos φ = 90 / 160,6
Cos φ = 0,56
--> Cos phi adalah 0,56

φ = Cos-1 0,56
φ = 55,92°

Q = S x Sin φ
Q = 160,6 x Sin 55,92°
Q = 133,01 VAR

R = P / I2
R = 90 / 0,732
R = 168,89 Ω

XL = Q / I2
XL = 133,01 / 0,732
XL = 249,6 Ω

Z = R + jXL
Z = 168,89 + j249,6 Ω
-->> Impedansi adalah 168,89 + j249,6 Ω

#Diinginkan
S' = P / Cos φ'
S' = 90 / 0,8
S' = 112,5 VA

Cos φ' = 0,8
φ' = Cos-1 0,8
φ' = 36,87°

Q' = S' x Sin φ'
Q' = 112,5 x Sin 36,87°
Q' = 67,5 VAR

Qc = Q' - Q
Qc = 67,5 - 133,01
Qc = -65,51 VAR

Qc = V2 x XC
Qc = V2 x -1 / (2 x π x f x C)

==>
C = Qc / -(V2) x 2 x π x f
C = -65,51 / - (2202) x 2 x 3,14 x 50
C = 0,00000431 F
C = 4,31 uF
-->>> Untuk menaikan cos phi beban induktif tersebut di atas, semula cos phi 0,56 menjadi cos phi 0,8 perlu dipasang kapasitor sebesar 4,31 uF.

I' = S' / V
I' = 112,5 / 220
I' = 0,51 A
-->>>> Arus yang mengalir akan menjadi 0,51 A.

Lanjut baca »»
9 Komentar Penulis: 22.06

Untuk membantu proses perhitungan mencari arus motor 3 fase, saya berikan sebuah program Mencari Arus Motor. Program ini telah mempunyai ketentuan: tegangan sebesar 380 VAC, 3 fase, dan frekuensi 50 Hz, seperti yang umum digunakan. Faktor penentu adalah Daya, bisa dalam satuan kW atau HP, dan Cos phi. Nilai cos phi telah ditentukan, yakni lebih dari 0,6 dan kurang dari 1.

Lihat contoh penggunaan program Mencari arus motor di bawah ini

Program Mencari Arus Motor 3 Fase Versi 2.3.0

Penjabaranya:
Diketahui tegangan motor listrik 380 V 3 fase, frekuensi 50 Hz, cos φ 0,8, daya 0,75 kW, maka arus yang akan mengalir adalah

V = 380 V
f = 50 Hz
Cos φ = 0,8
P = 0,75 kW = 750 W
I = P / √3 x V x Cos φ . . . (lihat di Menghitung Arus Motor 3 fase)
--> = 750 / √3 x 380 x 0,8
--> = 1,424 A

Untuk mendapatkan Program Mencari Arus Motor 3 Fase seperti di atas, silahkan download via GoogleDrive ★ Mencari Arus Motor 3 Fase Versi 2.3.0 ★ extract, lalu jalankan.

Lanjut baca »»
3 Komentar Penulis: 21.23

Sebuah motor listrik mempunyai spesifikasi sebagai berikut: tegangan 380 VAC 3 fase, frekuensi 50 Hz, rpm 1500, cos φ 0,8, daya 22 kW. Berapakah HP motor tersebut dan hitung arus yang akan mengalir?

Jawab:
1HP = 0,746 kW = 0,75 kW
--> 22 kW / 0,75 kW x 1 HP = 29,33 HP
--> 22 kW ≈ 30 HP
:pin: HP atau daya motor tersebut adalah 30 HP

V = 380 V 3 fase
f = 50 Hz
Cos φ = 0,8
P = 22 kW = 22000 W
I = ?

Rumus daya motor 3 fase
P = √3 x V x I x Cos φ
--> I = P / (√3 x V x Cos φ)
--> I = 22000 / (√3 x 380 x 0,8)
--> I = 41,78 A
:pin: Arus yang akan mengalir pada motor tersebut adalah 41,78 Ampere.

Berikut tabel kW, HP dan Ampere motor 3 fase (380 V, 50 Hz, Cos phi o,8)

kWHPA
0,40,50,8
0,7511,4
1,11,52,1
1,522,8
2,234,2
345,7
3,757
4,568,5
5,57,510,4
7,51014,2
91217,1
111520,9
152028,5
18,52535,1
223041,8
304057
375070,3
456085,5
5575104,5
75100142,4

Lanjut baca »»
69 Komentar Penulis: 21.08

Berapa diameter kabel 3C x 2,5mm2 ? Sebelum pertanyaan tersebut dijawab, ada baiknya kita pahami terlebih dahulu makna dari kabel 3C x 2,5mm2. Kabel 3C x 2,5mm2 bermakna, bahwa kabel tersebut memiliki 3 inti (core): kabel biru, coklat dan loreng, misalnya, dan masing-masing inti memiliki luas penampang sebesar 2,5 mm2.

Mencari diameter kabel dengan menggunakan rumus lingkaran,
L = π r2 = π (d/2)2 = π (d2/4) = π/4 d2, maka
d = √ (4L/π)
dimana:
- L = luas lingkaran
- π = 3,14
- r = jari-jari
- d = diameter.

Dari soal dan persamaan di atas,
d = √ (4x2,5/3,14) = 1,784mm
akan kita peroleh jika terdapat kabel 2,5mm2, maka diameter kabel tersebut adalah 1,784mm.

Tabel ukuran diameter kabel seperti terlihat di bawah ini
Ukuran Kabel (mm2)Diameter Kabel (mm)
0,50,798
0,750,977
2,51,784
42,257
62,764
103,568
164,514
255,642
356,676
507,979
709,411
9510,998
12012,361
15013,820

Lanjut baca »»
1 Komentar Penulis: 23.14

Mengubah bilangan pecahan biner ke pecahan desimal, caranya yaitu uraikan bilangan bagian kiri atau di depan (sebelum) koma, lalu uraikan bilangan bagian kanan atau di belakang (sesudah) koma, kemudian jumlahkan keduanya.

Contoh soal:

Konversikan atau ubah bilangan biner 1110,101 menjadi bilangan desimal

Jawab:

1110,101 (2) = ? (10)

Bagian kiri atau angka sebelum tanda koma, sama dengan:

1110 = 0 × 20 + 1 × 21 + 1 × 22 + 1 × 23

1110 = 0 + 1 × 2 + 1 × 4 + 1 × 8

1110 = 0 + 2 + 4 + 8

1110 = 14

Bagian kanan atau angka sesudah tanda koma, sama dengan:

,101 = 1 × 1/21 + 0 × 1/22 + 1 × 1/23

,101 = 1 × 1/2 + 0 + 1 × 1/8

,101 = 0,5 + 0 + 0,125

,101 = 0,625

Diperoleh:

1110,101 (2) = 14 (10) + 0,625 (10)
1110,101 (2) = 14,625 (10)

Lanjut baca »»
0 Komentar Penulis: 21.34

Contoh soal:
Faktor daya suatu instalasi 0,7 harus dikoreksi menjadi 0,9 tertinggal. Tentukan peralatan tambahan yang diperlukan untuk memperbaiki Cos phi sesuai dengan yang diinginkan! Gambarkan segitiga daya dan buat tabel dayanya!

Beban semula
Daya semu, S = 170 kVA
Daya nyata, P = 120 kW
Daya reaktif, Q = 120 kVAR
Faktor kerja, Cos φ = 0,7
Phi, φ = 45°
Tegangan, V = 4000 V
Frekuensi, f = 60 Hz

Faktor kerja yang diinginkan, Cos φ' = 0,9

Penyelesaian:
Daya semu yang diinginkan
S' = P / Cos φ'
S' = 120 / 0,9
S' = 133,3 kVA

Cos φ' = 0,9
maka
φ' = Cos-1 0,9
φ' = 25,8°

Daya reaktif yang diinginkan
Q' = S' Sin φ'
Q' = 133,3 Sin 25,8°
Q' = 58 kVAR

Koreksi yang diperlukan adalah
Qk = Q' - Q
Qk = 58 - 120
Qk = -62 kVAR

Mencari nilai kapasitor, sebagai peralatan tambahan
Qk = V2 / XC
Qk = V2 / -(1/ωC)
Qk = -(V2 ωC)
sehingga
C = Qk / -(V2 ω)
C = Qk / -(V2 2 π f)
C = -62 * 103 / -(40002 * 2 * 3,14 * 60)
C = 10,3 * 10-6 F
C = 10,3 µF

Untuk menaikan faktor daya diperlukan kapasitor 10,3 µF

Gambar segitiga daya


Arus yang diperlukan
I = S / V
I = 170k / 4k
I = 42,5 A

I' = S' / V
I' = 133,3k / 4k
I' = 33,3 A

Tabel daya
Beban Semula Diinginkan
Daya semu 170 kVA 133,3 kVA
Daya nyata 120 kW 120 kW
Daya reaktif 120 kVAR 58 kVAR
Cos φ 0,7 0,9
φ 45° 25,8°
Arus 45,2 A 33,3 A

Lanjut baca »»
1 Komentar Penulis: 21.59

Cos phi atau bisa ditulis dengan Cos φ, merupakan perbandingan daya nyata dengan daya semu. Ingat rumus daya, P = S Cos φ, maka Cos φ = P / S. Istilah lain Cos phi adalah faktor daya (power faktor, pf) dan tidak ada satuan untuknya.

Nilai Cos phi atau faktor daya suatu beban rangkaian listrik berkisar antara nol hingga satu. Faktor daya tinggi dengan nilai mendekati satu merupakan faktor daya yang bagus, sebaliknya faktor daya rendah dengan nilai mendekati nol merupakan faktor daya yang buruk. Untuk beban resistif atau resisitor murni, faktor dayanya sangat baik yaitu satu, karena P = S, artinya daya yang dihamburkan oleh beban listrik (P) sebanding dengan arus yang dibebankan padanya. Bila faktor dayanya jelek, misalnya pada beban induktif, maka akan mengakibatkan arus beban meningkat, dengan daya (P) yang sama.

Koreksi faktor daya atau perbaikan Cos phi rendah, dapat dilakukan dengan memasang kapasitor secara pararel pada beban induktif.

Contoh soal:
Lihat gambar rangkaian di bawah ini. Jika R = 5 Ω, C = 25,33 nF, L = 1 μH, V = 10 V dan f = 1 MHz. Buat segitiga daya untuk rangkaian RL dan RLC (total)


Penyelesaian:
- R = 5 Ω
- L = 1 μH = 10-6 H
- C = 25,33 nF = 25,33 . 10-9 F
- f = 1 MHz = 106 Hz
- V = 10 V

Rangkaian seri RL

- Impedansi
Z = R + jXL
Z = R + j(2 π f L)
Z = 5 + j(2 × 3,14 × 106 × 10-6)
Z = 5 + j6,28 Ω ... rectangular
Z = 8 ∟ 51° Ω ... polar

- Arus dan daya
IZ = V ÷ Z = 10 ÷ (8 ∟ 51°) = 1,25 ∟ -51° A
S = I2 Z = 1,252 * 8 = 12,5 VA
P = I2 R = 1,252 * 5 = 7,8 W
Q = I2 X = 1,252 * 6,28 = 9,8 VAR

- Faktor daya
Cos φ = P / S = 7,8 / 12,5 = 0,62

Rangkaian RLC (total)

- C menghasilkan reaktansi kapasitif, membentuk impedansi Zc
Zc = jXC
Zc = - j[1 ÷ (2 π f C)]
Zc = - j[1 ÷ (2 × 3,14 × 106 × 25,33.10-9)]
Zc = - j6,28 Ω ... rectangular
Zc = 6,28 ∟ -90° Ω ... polar, lihat di Bilangan Kompleks Rectangular menjadi Polar

- Impedansi total (Zt), sama dengan Z pararel dengan Zc
Zt = Z // Zc
Zt = Z × Zc ÷ (Z + Zc)
Zt = 8 ∟ 51° × 6,28 ∟ -90° ÷ [5 + j6,28 + (-j6,28)]
... ingat!!! perkalian dalam polar, penjumlahan dalam rectangular
Zt = 50,24 ∟ -39° ÷ [5 + j0]
Zt = 50,24 ∟ -39° ÷ 5 ∟ 0°
Zt = 10,05 ∟ -39° Ω
Zt = 7,8 - j6,3 Ω

- Arus dan daya
IZt = V ÷ Zt = 10 ÷ (10,05 ∟ -39°) = 1 ∟ 39° A
St = I2 Z = 12 * 10,05 = 10 VA
Pt = I2 R = 12 * 7,8 = 7,8 W
Qt = I2 X = 12 * 6,3 = 6,3 VAR

- Faktor daya
Cos φ = P / S = 7,8 / 10 = 0,78

Gambar segitiga daya Rangkaian RL (garis diagonal warna biru) dan RLC (garis diagonal warna hijau)


Kesimpulan:
- Faktor daya suatu rangkaian RL (induktor, beban induktif) dapat dikoreksi atau dinaikkan dengan memasang C (kapasitor, beban kapasitif) secara pararel dengan rangkaian RL, contoh di atas Cos phi 0,62 dikoreksi menjadi 0,78
- Jika faktor daya dinaikkan, maka kebutuhan arus listrik akan menurun, contoh di atas arus 1,25 A menjadi 1 A
- Daya aktif (P) merupakan daya yang didisipasi oleh rangkaian, nilainya tetap, tidak berubah, seperti halnya tegangan (V).

Lanjut baca »»
5 Komentar Penulis: 23.35

Contoh soal segitiga daya:
Gambarkan segitiga daya rangkaian impedansi RL di bawah ini, jika diketahui R = 5 Ω, L = 1 µH, V = 10 V dan f = 1 MHz


Penyelesaian:

- R = 5 Ω
- L = 1 μH = 10-6 H
- V = 10 V
- f = 1 MHz = 106 Hz

Impedansi rangkaian
Z = R + jXL
Z = R + j2 π f L ... (lihat di Reaktansi Induktif)
Z = 5 + j(2 × 3,14 × 106 × 10-6)
Z = 5 + j6,28 Ω
Z = 8 ∟ 51° Ω ... (lihat di Rectangular menjadi Polar)

Arus
I = V / Z
I = 10 / 8 ∟ 51°
I = 1,25 ∟ -51° A ... tanda minus pada sudut arus, artinya terbelakang atau lagging

Daya semu
S = I2 Z ... [9] persamaan-persamaan daya lihat di Segi Tiga Daya
S = 1,252 * 8
S = 12,5 VA

Daya nyata
P = I2 R ... [7]
P = 1,252 * 5
P = 7,8 W

Daya reaktif
Q = I2 X ... [8]
Q = 1,252 * 6,28
Q = 9,8 VAR

Sehingga bisa kita gambarkan segitiga dayanya menjadi seperti ini

Lanjut baca »»
5 Komentar Penulis: 21.34

Contoh soal:
Lihat gambar rangkaian di bawah ini. Jika R = 5 Ω, C = 25,33 nF, L = 1 μH, dan tegangan 10 V frekuensi 1 MHz. Hitung masing-masing impedansi dan arus dalam rangkaian?


Penyelesaian:
- R = 5 Ω
- L = 1 μH = 10-6 H
- C = 25,33 nF = 25,33 . 10-9 F
- f = 1 MHz = 106 Hz
- V = 10 V

- Rangkaian seri R dan L, membentuk impedansi Z1
Z1 = R + jXL
Z1 = R + j(2 π f L)
Z1 = 5 + j(2 × 3,14 × 106 × 10-6)
Z1 = 5 + j6,28 Ω ... rectangular
Z1 = 8 ∟ 51° Ω ... polar

- C menghasilkan reaktansi kapasitif, membentuk impedansi Z2
Z2 = jXC
Z2 = - j[1 ÷ (2 π f C)]
Z2 = - j[1 ÷ (2 × 3,14 × 106 × 25,33.10-9)]
Z2 = - j6,28 Ω ... rectangular
Z2 = 6,28 ∟ -90° Ω ... polar, lihat di Bilangan Kompleks Rectangular menjadi Polar

- Impedansi Z1 pararel dengan Z2, hasilnya ekivalen impedansi total Zt
Zt = Z1 // Z2
Zt = Z1 × Z2 ÷ (Z1 + Z2)
Zt = 8 ∟ 51° × 6,28 ∟ -90° ÷ [5 + j6,28 + (-j6,28)]
... ingat!!! perkalian dalam polar, penjumlahan dalam rectangular
Zt = 50,24 ∟ -39° ÷ [5 + j0]
Zt = 50,24 ∟ -39° ÷ 5 ∟ 0°
Zt = 10,05 ∟ -39° Ω

- Tiap arus yang mengalir dalam rangkaian

IZ1 = V ÷ Z1
IZ1 = 10 ÷ (8 ∟ 51°)
IZ1 = 1,25 ∟ -51° A

IZ2 = V ÷ Z2
IZ2 = 10 ÷ (6,28 ∟ -90°)
IZ2 = 1,6 ∟ 90° A

IZt = V ÷ Zt
IZt = 10 ÷ (10,05 ∟ -39°)
IZt = 1 ∟ 39° A

Perhatikan:
- Bila rangkaian hanya terdiri dari R dan L, maka arus yang dibutuhkan sebesar 1,25 A
- R dan L menggambarkan beban induktif, seperti motor, ballast lampu TL, pompa air, mesin cuci dll
- Bila ke dalam rangkaian R dan L tadi dipasang C secara pararel, maka arus yang dibutuhkan akan berkurang menjadi 1 A
- Dengan kata lain, dengan memasang kapasitor akan terjadi penurunan arus sebesar 1,25 - 1 = 0,25 A
- Penurunan arus = penurunan biaya pemakaian listrik
- Bila biaya pemakaian listrik untuk 1 A 1 jam = Rp 1000 misalkan, berapa biaya pemakaian listrik selama 10 jam?
1 A 1 jam = Rp 1000
1 A jam / Rp 1000 = 1 A 10 jam / x
x (1 A jam / Rp 1000) = 10 A jam
x = 10 A jam * Rp 1000 / 1 A jam
x = Rp 10000
nu leuwih gampang kieu yeuh..
1 A jam = Rp 1000
10 A jam = Rp 10000
- Ketika terjadi penurunan arus sebesar 0,25 A maka besar penghematan tiap jamnya kira-kira Rp 250, right. Berapa penghematan biaya untuk 1 hari (24 jam)? 1 minggu? dan 1 bulan? sok itung, hehe..
- Perhitungan di atas merupakan dasar perhitungan koreksi faktor daya, lengkapnya insya Alloh di posting berikutnya


Gambar di atas merupakan diagram aliran arus listrik dalam rangkaian. Jika timbul pertanyaan mengapa IZt ≠ IZ1 + IZ2? bukankah menurut Hukum Kirchoff Arus atau KCL (Kirchoff Current Law) mengatakan bahwa arus yang masuk ke dalam rangkaian samadengan arus yang keluar dari rangkaian tersebut?

Jawabannya ada pada sifat kapasitor dalam rangkaian AC, yaitu menyimpan energi dalam bentuk medan listrik dan mengembalikan energi ke dalam rangkaian. Energi kapasitor mengalirkan arus listrik, disini besarnya kira-kira
IXC = IZ1 + IZ2 - IZt
IXC = 1,25 + 1,6 - 1
IXC = 1,85 A

Lanjut baca »»
0 Komentar Penulis: 22.27

Contoh soal 1:
Lihat gambar rangkaian campuran (seri pararel) di bawah ini. Jika R1 dan R2 nilainya masing-masing 5 Ω, C1 nilainya sebesar 25,33 nF, L1 sebesar 1 μH, dan tegangan 10 V frekuensi 1 MHz. Berapakah impedansi yang diberikan oleh rangkaian?


Penyelesaian 1:
- R1 = 5 Ω
- R2 = 5 Ω
- L1 = 1 μH = 10-6 H
- C1 = 25,33 nF = 25,33 . 10-9 F
- f = 1 MHz = 106 Hz
- V = 10 V

- Rangkaian seri R1 dan C1, membentuk impedansi Z1
Z1 = R1 + jXC1
Z1 = R1 - j[1 ÷ (2 π f C1)]
Z1 = 5 - j[1 ÷ (2 × 3,14 × 106 × 25,33.10-9)]
Z1 = 5 - j6,28 Ω ... rectangular
Z1 = 8 ∟ -51° Ω ... polar, lihat di Bilangan Kompleks Rectangular menjadi Polar

- Rangkaian seri R2 dan L1, membentuk impedansi Z2
Z2 = R2 + jXL1
Z2 = R2 + j(2 π f L1)
Z2 = 5 + j(2 × 3,14 × 106 × 10-6)
Z2 = 5 + j6,28 Ω ... rectangular
Z2 = 8 ∟ 51° Ω ... polar

- Impedansi Z1 pararel dengan Z2, hasilnya ekivalen impedansi total Zt
Zt = Z1 // Z2
Zt = Z1 × Z2 ÷ (Z1 + Z2)
Zt = 8 ∟ -51° × 8 ∟ 51° ÷ [5 - j6,28 + (5 + j6,28)]
... ingat!!! perkalian dalam polar, penjumlahan dalam rectangular
Zt = 64 ∟ 0° ÷ [10 + j0]
Zt = 64 ∟ 0° ÷ 10 ∟ 0°
Zt = 6,4 Ω

Contoh soal 2:
Hitung tiap arus yang mengalir dalam rangkaian pada contoh soal 1!

Penyelesaian 2:
IZ1 = V ÷ Z1
IZ1 = 10 ÷ (8 ∟ -51°)
IZ1 = 1,25 ∟ 51° A

IZ2 = V ÷ Z2
IZ2 = 10 ÷ (8 ∟ 51°)
IZ2 = 1,25 ∟ -51° A

IZt = V ÷ Zt
IZt = 10 ÷ 6,4
IZt = 1,56 A

Lanjut baca »»
0 Komentar Penulis: 21.04
Previous
Langganan: Postingan (Atom)