PERCOBAAN
2
MEMBANDINGKAN METER ANALOG DAN TRUE
RMS PADA PENGUKURAN BEBAN NON LINIER SATU FASA
2.1
Tujuan
Praktikum
1. Praktikan
dapat memahami prinsip dasar pengukuran daya arus bolak-balik dengan berbagai
metode dan alat ukur.
2. Praktikan
dapat menganalisa dan menyimpulkan hasil praktikum.
2.2
Dasar
Teori Penunjang
Dalam kualitas daya
dikenal beberapa macam beban, yakni beban linier dan beban non linier. Beban
linier adalah beban yang menghasilkan gelombang arus sinusoidal. Sedang beban
non linier adalah beban-beban yang menghasilkan gelombang arus non sinusoidal.
Contoh beban linier adalah lampu, pemanas dan motor induksi kecil. Contoh beban
non linier adalah tanur, mesin las dan peralatan yang menggunakan
semikonduktor, misalnya power suplai, converter, inverter, dc drive dan
lain-lain. Power suplai dengan cara pengaturan diode sederhana ada beberapa
metode :
1. Power
suplai dc / rectifier dengan setengah gelombang dapat dilihat seperti Gambar 2.1
di bawah :
Gambar
2.1. Power suplai dc / rectifier dengan setengah gelombang
Sedangkan jenis diode
yang sering digunakan adalah germanium dan silicon. Pada masing-masing jenis
tersebut memiliki nilai Vf yang berbeda, nilai Vf diode silicon 0,7 V sedangkan
germanium 0,3 V.
Untuk gelombang yang
diserahkan adalah :
V(t) = Vm sin t untuk 0 < t < π
V(t) = 0 untuk π < t < 2π
2. Power
suplai dc / rectifier dengan gelombang penuh dapat dilihat seperti Gambar 2.2
di bawah :
Rectifier ini menggunakan 2 diode dan kedua siklus
setengah gelombang input ac, sehingga diperlukan transformator yang diambil
pada ct-nya dan beroperasi pada 2 VL. Diode itu juga harus mempunyai
VRRM yang sama.
Gambar
2.2. Power suplai dc / rectifier dengan gelombang penuh
3. Power
suplai dc / rectifier dengan jembatan gelombang penuh dapat dilihat seperti Gambar
2.3 di bawah :
Rectifier ini menggunakan 4 (empat) buah diode
jembatan, system ini umumnya harganya lebih murah karena menggunakan
transformator lebih sederhana yang beroperasi pada VL. Diode itu
terhubung secara parallel berpasangan pada siklus tengahan yang bergantian.
Diode VRRM beroperasi pada VL.
Gambar
2.3. Power suplai dc / rectifier dengan jembatan gelombang penuh
Pada
rectifier gelombang penuh maka secara matematis dapat diperoleh Voutput :
2.3
Rangkaian
Percobaan
a.
Metode
I (Menggunakan Wattmeter, Cos, AM, VM)
Gambar
2.4. Rangkaian Pengukuran Beban Non Linier 3 Phasa menggunakan Wattmeter
Daya aktif (P) pada beban satu phasa :
P = Vph
x Iline x Cos φ
P = Penunjukkan wattmeter (watt)
Daya semu :
S = VI (VA)
b.
Metode
II (Menggunakan Power Meter true rms)
Gambar
2.5. Rangkaian Pengukuran Beban Non Linier 1 Phasa menggunakan Power Meter
2.4
Peralatan
dan Bahan
1. Voltmeter
AC (1
buah)
2. Ammeter
AC (1
buah)
3. Wattmeter
1 fasa (1
buah)
4. Cos
φ meter (1
buah)
5. Power
Meter (1
buah)
6. Slidak
(VR) (1
buah)
7. Beban
Non Linier 1 Phasa (1
buah)
Keterangan : Beban Linier yang
dipakai :
1.
Driver
Motor DC
2.5
Langkah
Kerja
1. Siapkan
peralatan dan bahan yang dibutuhkan.
2. Buat
rangkaian seperti pada Gambar rangkaian metode I (Gambar 2.4), kemudian ukur
tegangan, arus, daya dari penunjukkan wattmeter dan power factor (cos φ).
3. Buat
rangkaian seperti Gambar rangkaian metode II (Gambar 2.5), kemudian ukur
tegangan, arus, daya dan power factor (cos φ) dari penunjukkan Power Meter.
4. Bandingkan
hasil pengukuran metode I dengan metode II.
5. Tentukan
prosentasi hasil pengukuran.
2.6
Tabel
Hasil Percobaan
Metode
I
No.
|
Beban
|
Vph (V)
|
I(A)
|
cos phi
|
S=VxI (VA)
|
P=VphxIxcos phi (watt)
|
P-praktek (watt)
|
1
|
Lampu
|
220
|
0,86
|
1
|
189,2
|
189,2
|
190
|
2
|
Lampu dan L
|
220
|
0,84
|
0,98 lagging
|
184,8
|
181,1
|
182,5
|
3
|
Motor DC
|
220
|
1,22
|
0,94 lagging
|
268,4
|
252,3
|
220
|
Metode
II
No.
|
Beban
|
Vrms
|
Iline
|
PF
|
DPF
|
S (VA)
|
P (watt)
|
1
|
Lampu
|
219
|
0,88
|
1
|
1
|
192,1
|
192,2
|
2
|
Lampu dan L
|
220
|
0,86
|
0,98
|
0,97
|
187,6
|
182,2
|
3
|
Motor DC
|
219
|
1,26
|
0,79
|
0,94
|
271,3
|
218,2
|
2.7
Analisa
Pada percobaan kali ini
sama seperti percobaan sebelumnya, perbedaannya adlah terletak pada bebannya.
Dimana pada percobaan 1 sebelumnya menggunakan beban linier dan untuk percobaan
2 kali ini menggunakan beban non linier 1 phasa.
Perbedaan dari
percobaan 1 dan percobaan 2 adalah berada pada penggunaan rectifier. Sebelumnya
beban linier tidak menggunakan rectifier dan beban motor yang digunakan adalah
motor induksi 1 phasa, sedangkan pada percobaan kali ini menggunakan beban
lampu, inductor dan kapasitor yang sama hanya saja menggunakan rectifier karena
non linier, dan beban motor yang digunakan adalah beban motor DC.
Pada metode I dan
metode II semua nilai atau parameter yang dicari mendekati atau persen errornya
sangat kecil. Pada metode I bisa dikatakan metode manual karena alat ukur yang
digunakan masih menggunakan alat ukur analog seperti amperemeter, voltmeter,
cos phi meter, wattmeter sehingga kabel yang diperlukan sangat banyak. Sehingga
pembacaan data-pun bisa dipengaruhi oleh human error. Pada data metode I
didapatkan nilai Vph disetiap beban tetap yaitu 220 V. dan nilai I terbesar
berada pada beban motor yaitu sebesar 1,22 A. namun nilai cos phi terbaik tetap
terjadi pada beban lampu pijar saja dimana beban ini dikatakan resistif murni
yaitu cos phinya yang unity. Untuk perhitungan daya, baik daya aktif maupun
daya reaktif dan semu paling besar terjadi pada beban motor. Hal ini karena
motor DC memiliki karakteristik arus DC dan tegangan DC yang besar sehingga
tahanan didalamnya pun besar karena tahanan sebanding dengan tegangan, seperti
hokum ohm yaitu V = I x R. Rectifier disini berfungsi sebagai penyearah yaitu
untuk menyearahkan tegangan AC ke DC sehingga jika dilihat pada osiloskop akan
tampak gelombang outputnya hanya setengah gelombang DC positif.
Pada metode ke II
parameter yang dilihat sama, namun ada perbedaan karena terdapat DPF. Nilai
Vrms pada metode II bervariasi, hal ini karena Power meter sangat presisi. Namun
untuk pembacaan nilai yang lain kedua metode sama, sehingga keduanya memiliki
perbandingan persen error yang sangat kecil.
2.8
Kesimpulan
-
Pengukuran beban non linier satu phasa
merupakan pengukuran kualitas daya dengan beban DC.
-
Karena beban yang digunakan DC maka
dibutuhkan rectifier sebagai penyearah tegangan AC ke DC.
-
Pengukuran metode I yaitu yang
menggunakan alat ukur analog memiliki kekurangan yaitu :
Ø Kurang
effisien, karena membutuhkan kabel banyak.
Ø Kurang
efektif, karena alat ukurnya banyak, dan satu alat ukur hanya untuk satu
pembacaan pengukuran.
Ø Mudah
terjadi human error, atau pembacaan dari user-nya.
Sedangkan pengukuran
dengan metode II yaitu menggunakan true rms mampu melengkapi kekurangan dari
metode I, sehingga alat ini sangat presisi.