UMAR MUHAMMAD,ST.,MT PERTEMUAN IV Daya Listrik UMAR MUHAMMAD,ST.,MT PERTEMUAN IV

Daya Mekanis Sesuai dengan definisi kerja bahwa kerja dilakukan sebagai gaya mengatasi tahanan/ hambatan, jika muatan 3000 pon (1 pon = 0,4536 Kg) diangkat ke ketinggian 40 kaki, diperlukan kerja 3000 x 40 atau 120.000 pon-kaki (1 kaki = 0,3048 m). disini tidak dikatakan mengenai waktu yang diperlukan untuk mengangkat muatan, tetapi hanya diperlukan kerja 120.000 pon-kaki.

Daya Mekanis Sebuah motor yang menggerakkan kerekan muatan memerlukan 2 menit untuk menaikkan beban, sedangkan motor kedua dapat melakukan hal yang sama dalam ½ menit. Kerja yang dilakukan motor kedua empat kali lebih cepat dari motor pertama atau dikatakan bahwa motor kedua menghasilkan daya (power) empat kali motor pertama

Daya Mekanis Maka, daya adalah laju melakukan kerja atau

Daya Mekanis Jika kerja dilakukan pada 33.000 pon-kaki setiap menit, daya dalam satuan USCS adalah 1 daya-kuda( horsepower = hp )

Daya Mekanis Dalam contoh kerekan muatan, daya yang diperlukan untuk menaikkan muatan dalam 2 menit adalah Daya kuda yang diperlukan dalam hal kedua adalah

Daya Mekanis Sama halnya dalam satuan SI, jika kerja dilkukan pada laju 1 joule/sekon, dayanya adalah 1 watt (W) yang merupakan satuan SI untuk daya mekanis maupun listrik.

Daya Mekanis Perbedaan antara kerja, energy dan daya merupakan hal penting. Kerja ?? Energi ?? Daya ??

Daya Mekanis Kerja adalah yang megatasi tahanan Energy adalah kemampuan melakukan kerja Daya adalah laju melakukan kerja atau laju melakukan energy.

Daya Mekanis Satuan USCS untuk kerja dan energy = pon-kaki (ft-lb) Satuan SI untuk kerja atau energy = joule (J) 1 Joule = 0,737 pon-kaki Satuan USCS untuk daya = daya kuda = horsepower (hp) Satuan SI untuk daya = watt (W) 1 daya kuda = 746 watt

Daya Listrik Satuan daya listrik dalam USCS dan system metric adalah watt. Dalam satuan SI satu watt didefinisikan sebagai sesuatu yang sama dengan kerja yang dilakukan pada laju 1 joule setiap sekon Watt juga didefinisikan sebagai energy yang dikeluarkan atau kerja yang dilakukan setiap sekon oleh arus 1 A yang tidak berubah yang mengalir pada tegangan 1 Volt

Daya Listrik Dimana : P = daya, watt I = Arus, ampere V = tegangan, volt Contoh: Berapakah daya yang digunakan oleh lampu listrik yang mengalirkan 2,5 A dari jala-jala 220 V ?

Daya Listrik P = I V P = 2,5 x 220 = 550 watt

Daya Listrik Kenyataan bahwa watt adalah satuan daya atau satuan daya laju melakukan kerja tidak dapat terlalu ditekankan. Perlu diingat bahwa arus dalam ampere adalah laju aliran listrik atau sama dengan jumlah coulomb setiap sekon

Daya Listrik Oleh sebab itu rumus daya dapat ditulis sebagai berikut : watt adalah ukuran laju muatan listrik bergerak melalui suatu perbedaan potensial. Dari hukum Ohm V = IR, harga V ini dapat disubtitusikan kedalam persamaan (P = IV) sehingga diperoleh rumus daya lainnya yang bermanfaat :

Daya Listrik Berapakah daya yang digunakan dalam tahanan geser medan generator 90 ohm jika arus medannya adalah 3 A ?

Daya Listrik Rumus daya ketiga dapat diturunkan dari kenyataan bahwa I = V/R oleh hokum ohm. Subtitusikan ke dalam persamaan ( P = IV) Berapakah daya yang digunakan oleh pemanas listrik 25 ohm jika diberi tegangan 220 V ?

Daya Listrik Seperti yang digambarkan dalam contoh di atas, persamaan (P = IV) digunakan untuk mencari daya dalam rangkaian jika arus dan tegangan diketahui, Persamaan digunakan jika arus dan tahanan diketahui dan Persamaan jika tegangan dan tahanan diketahui. Oleh karena watt adalah satuan yang kecil, kerapkali digunakan satuan yang lebih besar yaitu kilowatt (kW). Satu kilowatt sama dengan 1000 watt.

Daya Listrik Perhitungan yang berkaitan dengan mesin listrik kerapkali melibatkan satuan daya listrik (watt) dalam satuan mekanis (horsepower). Satu horsepower (daya kuda) sama dengan 746 watt. Maka untuk mengubah daya dalam watt menjadi daya dalam daya kuda, perlu membagi jumlah watt dengan 746.

Daya Listrik Masukan kemotor adalah 20 kW. Berapa daya kuda-kah masukannya ? Untuk sebagian besar tujuan, hubungan antara daya kuda dan kilowatt dapat diambil sebagai berikut :

Kerja Listrik dan Energi Daya adalah ukuran kecepatan kerja dilakukan atau kecepatan energi dikeluarkan, sehingga Maka energy yang digunakan oleh alat listrik adalah laju penggunaan energi (daya) dikalikan dengan waktu selama alat tesebut digunakan. Bila daya diukur dalam watt dan waktu dalam jam, maka : Daya x waktu = energy Watt x jam = wattjam

Kerja Listrik dan Energi Wattjam (watthour = Wh) merupakan energi yang dikeluarkan jika 1 watt digunakan selama 1 jam. Wattjam relative merupakan satuan yang kecil, kilowattjam digunakan lebih luas dalam pengukuran komersial. Satu kilowattjam sama dengan 1000 wattjam

Kerja Listrik dan Energi Berapakah energi yang digunakan oleh pemanas 350 W dalam 9 jam ?

Kerja Listrik dan Energi Jika daya diukur dalam watt dan waktu dalam sekon, maka Daya x waktu = energy Watt x sekon = watt-sekon Watt-sekon disebut joule, yang merupakan satuan SI untuk energy listrik maupun mekanis. Karena 1 jam adalah 3600 sekon dan 1 kW adalah 1000 watt, maka 1 kWh sama dengan 3.600.000 joule atau 3,6 megajoule (3,6 MJ). a

Kerja Listrik dan Energi Berapakah energi dalam joule, megajoule, dan kilowattjam yang digunakan oleh lampu 100 w dalam 12 jam ?

Kerja Listrik dan Energi Daya adalah laju pengeluaran energy sama halnya dengan kepesatan adalah laju dari gerak. Jika kepesatan rata-rata mobil dalam suatu waktu tertentu diketahui, maka jarak yang ditempuh adalah kepesatan rata-rata dikalikan dengan waktu tempuh. Sama halnya, jika daya rata-rata yang diperlukan oleh motor listrik dalam waktu tertentu diketahui, maka energy yang digunakan motor adalah daya rata-rata dikalikan dengan waktu yang digunakan motor. Pembaca harus yakin tentang perbedaan antara daya dan energy. Daya adalah laju dari pengeluaran energy atau kerja yang dilakukan, sama halnya dengan kecepatan adalah laju dari gerak.

Kerja Listrik dan Energi Satuan listrik yang umum digunakan untuk energy, kerja dan daya disimpulkan sebagai berikut : Satuan USCS untuk kerja atau energy = wattjam (Wh) Satuan SI untuk kerja atau energy = joule (J). 1 wattjam = 3600 joule Kilowattjam = 3,6 megajoule (MJ) Satuan USCS untuk daya = watt (W) Satuan SI untuk daya = watt (W)

. Pengukuran daya listrik dan energy Daya yang digunakan oleh lampu, motor, atau alat lain dalam rangkaian dc dapat ditentukan baik dengan mengukur arus maupun tegangan dan daya dapat dihitung dengan menggunakan rumus P = I V. Daya juga dapat diukur secara langsung dengan menggunakan wattmeter. Wattmeter adalah alat yang mempunyai elemen arus maupun tegangan atau potensial sekaligus Elemen arus dihubungkan secara seri dan elemen potensial parallel dengan rangkaian yang dayanya sedang diukur. Daya dalam watt merupakan perkalian arus dan tegangan, ditunjukkan secara langsung pada skala watt-meter.

Energy listrik diukur dengan menggunakan watthour meter Energy listrik diukur dengan menggunakan watthour meter. Ini adalah tipe meter yang dikenal yang digunakan di rumah untuk menentukan rekening listrik bulanan. Hubungan dari watthour meter sama dengan wattmeter, elemen arus dihubungkan secara seri dan elemen potensial dihubungkan parallel dengan rangkaian. Tetapi watthour meter mempunyai elemen pemutar yang kepesatan berbanding lurus dengan daya yang digunakan pada saat itu. Maka jumlah perputaran dalam periode waktu tertentu berbanding lurus dengan energy yang digunakan pada saat itu. Elemen pemutar menggerakkan deretan roda gigi yang mencatat kilowatthour yang dipakai pada sederetan piringan angka. Maka banyaknya energy, dalam kilowatt, yang digunakan selama periode tertentu adalah pembacaan piringan pada periode akhir dikurangi dengan pembacaan piringan pada awal periode.

Daya dan Faktor Daya Perkalian harga arus dan tegangan efektif dalam rangkaian ac dinyatakan dalam voltamper (VA) atau kilovoltamper (kVA). Satu kVA sama dengan 1000 VA Daya yang berguna atau daya nyata (actual power) diukur dalam watt dan diperoleh jika voltamper dari rangkaian dikalikan dengan factor yang disebut factor daya

Maka daya dalam rangkaian ac satu fase adalah Dengan memindahkan suku persamaan (P = VI x factor daya) Jadi, factor daya dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara daya nyata dalam watt dengan voltamper dari rangkaian ac.

Harga factor daya bergantung pada besarnya beda fase antara arus dan tegangan. Jika arus dan tegangan sefase, daya sama dengan I x V, atau dengan perkataan lain factor dayanya satu. Jika arus dan tegangan berbeda fase 90 derajat seperti dalam rangakaian kapsitif atau induktif murni, factor daya nol, sehingga daya nyata juga nol. Dalam rangkaian baik yang mengandung tahanan maupun reaktans, harga factor daya berkisar antara satu dan nol, bergantung pada harga relative dari tahanan dan reaktansi dalam rangkaian.

Factor daya dapat dinyatakan baik sebagai bilangan decimal maupun dalam persen. Sebagai contoh, factor daya sebessar 0,8 dapat dinyatakan sebagai 80% dan factor daya 1,0 sebagai 100%. Harga khas factor daya untuk lampu pijar sekitar 95% sampai 100%; motor induksi yang besar dengan beban ternilai adalah 85% sampai 90%; motor induksi sepersekian daya-kuda, 60% sampai 75%, dan semuanya dengan arus tertinggal dari tegangan.

Arus yang mengalir dalam rangkaian ac dapat dianggap terdiri dari dua komponen yaitu komponen yang sefase dengan tegangan dan komponen yang berbeda fase 90 derajat dengan tegangan Komponen yang sefase disebut komponen aktif karena harga ini jika dikalikan dengan tegangan memberikan daya yang berguna atau daya nyata dari rangkaian. Komponen yang tidak sefase disebut komponen reaktif, atau komponen tanpa-daya, karena dia tidak ikut andil dalam daya nyata dari rangkaian

Perkalian komponen reaktif dari arus dan tegangan disebut daya reaktif atau voltampere reaktif dan diukur dalam var, suatu kata yang diambil dari awal kata “volt amperes reactive”. Satuan yang lebih besar dari daya reaktif adalah kilovar, dimana satu kilovar sama dengan 1000 var.

Gambar diatas menunjukkan bahwa makin besar sudut fase ɵ, makin besar harga komponen reaktif dan makin kecil harga komponen aktif dari harga arus total yang diberikan. Dalam gambar diatas kosinus sudut fase ɵ adalah perbandingan arus aktif terhadap arus total,

Maka, karena daya nyata adalah tegangan dikalikan dengan komponen aktif dari arus,atau P = V x I aktif P = VI cos Oleh karena daya adalah EI dikalikan dengan factor daya, maka factor daya suatu rangkaian ac sama dengan kosinus dari sudut fase.

Harga kosinus sudut dari 0 sampai 90 harganya berkisar dari 1,000 untuk sudut 0 sampai 0,000 untuk sudut 90 Hubungan antara daya dalam watt, voltamper, dan voltamper rektif, atau var, dapat dinyatakan dalam segitiga seperti yang ditunjukkan dalam gambar dibawah. Sudut ɵ adalah sudut fase rangkaian. Alas segitiga menyatakan daya nyata, tingginya menyatakan voltamper rekatif, dan hipotenusa menyatakan voltamper.

Juga terjadi hubungan sebagai berikut: Oleh karena voltamper sama dengan VI, daya nyatanya adalah VI cos ɵ, dan voltamper reaktifnya VI sin ɵ. Juga terjadi hubungan sebagai berikut: Dari definisi amper ac efektif, daya juga sama dengan arus efektif kuadrat dikalikan dengan tahanan rangkaian, atau Hal ini berlaku untuk setiap rangkaian ac satu fase tanpa mempedulikan hubungan fase antara arus dan tegangan

sekian