Rangkaian Listrik 2010. Kompetensi: Trampil menganalisis Sumber dan Jaringan Listrik ac tiga pasa. 1 dari 3

SUMBER DAN JARINGAN LISTRIK AC TIGA PASA [Refrensi Utama: Kerchner and Corcoran. Alternating Current Circuits. Toronto. John Willey & Son. Chapt. VIII – IX]

Kalau BELUM MEMBACA dan memahami seluruh materi pada BAB III buku panduan kuliah Rangkaian Listrik, JANGAN MEMBACA contoh–contoh soal di program e-learning berikut ini.

A. Pilih yang sesuai dengan pernyataan soal. 1.1. Dari gambar berikut, mana yang disebut Sambungan Star.

a. b. c.

Sambungan Star (star conection) adalah bahasa lain dari Sambungan Bintang atau sambungan Y (way conection). Yaitu bila salah satu ujung masing–masing kumparan digabung menjadi satu, ujung yang satunya masing–masing keluar sebagai kawat yang bertegangan atau kawat pasa. Jadi jawaban untuk pertanyaan tersebut adalah butir a.

1.2. Dari gambar a. mana yang disebut Tegangan Pasa. a. VAB b. VCB c. VOA d. VRS

Tegangan pasa adalah tegangan yang dihasilkan oleh masing–masing kumparan dari sumber ac berpasa lebih dari satu. Jadi jawaban untuk pertanyaan tersebut adalah butir c. VOA.

1.3. Dari gambar a. bila V0A = V0B, berapa besar VAB dibanding V0B. a. VAB = 0,5 VOB b. VAB = 0,707 VOB c. VAB = √3VOB d. VAB = VOB

Kalau dicermati gambar a. tegangan antara ujung 0 dengan ujung A (V0A) dan tegangan antara ujung 0 dengan ujung B (V0B); tegangan tersebut merupakan tegangan pasa (VP). Sedangkan tegangan antara ujung A dengan ujung B (VAB) merupakan tegangan antar pasa (VPP) atau tegangan jaringan (VL; line voltage). Untuk sumber tiga pasa, beda pasa antara masing–masing tegangan pasa sebesar 1200. Kalau dicermati kembali gambar a. besar tegangan antara ujung A dengan ujung B (VAB) merupakan penjumlahan dari tegangan antara ujung A dengan ujung 0 (VA0) ditambah tegangan antara ujung 0 dengan ujung B (V0B). Sedangkan tegangan antara ujung A dengan ujung 0 (VA0) merupakan kebalikan dari tegangan antara ujung 0 dengan ujung A (V0A). dengan menganggap tegangan 0A (V0A) sebagai refrensi, persamaan penyelesaiaannya dapat dituliskan:

VAB = VA0 + V0B V0A = VP / 00 volt dan V0B = VP / – 1200 volt

VAB = – V0A + V0B

VAB = VP / – 1800 + VP / – 1200 VAB = VP (Cos – 1800 + j Sin – 1800) + VP (Cos – 1200 + j Sin – 1200)

VAB = VP (– 1 + j 0) + VP (–0,5 – j 0,867)

VAB = VP (– 1,5 – j 0,867)

VAB = VP √{ (– 1,5)2 + (– 0,867)2} / tg–1 –0,867/–1,5 VAB = VP √3 / 2100 volt.

atau VAB = √3 V0B

Jadi jawaban untuk pertanyaan tersebut adalah butir c. √3 VOB.

O

A

B C

N

R

S T

S

A R

B

T

O2

O3

O1

C

S

A R

B

T

O2

O3O1

C

Trampil dapat dibentuk melalui banyak berlatih. Berlatih dapat dilakukan kalau sudah memahami. Dapat memahami kalau sudah membaca.

Rangkaian Listrik 2010. Kompetensi: Trampil menganalisis Sumber dan Jaringan Listrik ac tiga pasa. 2 dari 3

B. Perhatikan gambar dan jawab pertanyaan soal.

0

ZA

ZB

ZC

A

B C

EA

EB

EC N

R

S

T

2.1. Dari gambar diatas, mana yang disebut Tegangan Pasa yang dihasilkan sumber. a. EA b. VZA c. VOA d. VPH

Pembangkitan atau timbulnya ggl induksi suatu sumber listrik ac tiga pasa merupakan aplikasi dari Hukum Faraday tentang ggl induksi. Ggl merupakan kepanjangan dari gaya gerak listrik. Gaya gerak listrik merupakan alih bahasa dari electro motive force yang disingkat emf dengan simbul e untuk nilai sesaat atau E untuk nilai maksimum. Dari istilah tersebut, yang dimaksud tegangan yang dihasilkan oleh suatu sumber adalah ggl induksi dalam sumber tersebut. Jadi untuk soal ini jawabannya adalah a yakni butir a. EA

2.2. Dari gambar diatas, mana yang disebut Tegangan pasa yang dikeluarkan sumber. a. EA b. VZA c. VOZA d. VNR

Yang dimaksud tegangan pasa yang dikeluarkan oleh sumber adalah tegangan sumber yang dapat dihubungkan dengan beban atau jaringan. Dari gambar diatas, terlihat bahwa terminal yang berhubungan dengan beban atau jaringan adalah terminal R–N–S–T . oleh sebab itu tegangan pasa yang dikeluarkan sumber adalah tegangan antara terminal N dengan salah satu dari terminal R–S–T. Jadi untuk soal ini jawabannya adalah d yakni butir d. VNR

2.3. Dari gambar diatas Teori [Analisis rangkaian dasar] apa yang dipakai untuk membedakan antara tegangan yang dihasilkan dengan tegangan yang dikeluarkan oleh sumber. a. Penyederhanaan b. Pemisalan c. Thevenin d. Loop

Teori Thevenin menjelaskan adanya resistansi dalam suatu sumber yang tersambung seri dengan tegangan yang dihasilkan oleh sumber. Resistansi dalam menyebabkan adanya kerugian tegangan dan daya dalam sumber, sehingga ada perbedaan antara tegangan dan daya yang dihasilkan sumber dengan tegangan dan daya yang dikeluarkan oleh sumber saat sumber dibebani. Teori yang lain (penyederhanaan; pemisalan dan loop) adalah teori untuk mencari arus suatu rangkaian. Sehingga untuk soal ini yang cocok adalah menggunakan teori Thevenin. Jadi jawabannya adalah c yakni butir c. Thevenin.

C. Selesaikan soal–soal berikut. Sebuah sumber tiga pasa sambungan bintang [dengan nol], menghasilkan tegangan setiap pasanya 230 Volt; mempunyai impedansi dalam (0,6 + j 0,8) Ohm setiap pasa. Arus yang dikirimkan ke beban sebesar 10 Amper. Beban yang dilayani bersifat resistif, sambungan bintang [dengan nol].

3.1. Berapa besar impedansi dalam sumber setiap pasa? a. 0,5 / 530 Ohm b. 1 / 530 Ohm c. 5 / 530 Ohm d. 10 / 530 Ohm

Dari soal tertulis impedansi dalam sumber (0,6 + j 0,8) Ohm. Besar impedansi dalam mengikuti persamaan: z = √ {(0,6)2 + (0,8)2} / tg-1 (0,8/0,6). z = √ (0,36 + 0,64) / tg-1 1,333. z = √ (0,36 + 0,64) / tg-1 1,333. atau z = 1 / 530. Jadi jawabannya adalah b yakni butir b. 1 / 530 Ohm.

3.2. Berapa besar rugi tegangan yang terdapat dalam setiap pasa sumber? 10 / 530 Volt a. 0,5 / 530 Volt b. 1 / 530 Volt c. 5 / 530 Volt d. 10 / 530 Volt

Trampil dapat dibentuk melalui banyak berlatih. Berlatih dapat dilakukan kalau sudah memahami. Dapat memahami kalau sudah membaca.

Rangkaian Listrik 2010. Kompetensi: Trampil menganalisis Sumber dan Jaringan Listrik ac tiga pasa. 3 dari 3

Beban yang dilayani bersifat resistif. Berarti tegangan dan arus beban sepasa, atau tegangan keluaran sumber dan arus keluaran sumber sepasa. Sehingga arus keluaran sumber dapat ditulis: I = 10 / 00 Amper. Nilai rugi tegangan dalam sumber menggunakan Hukum Ohm, yakni: Vzd = I . zd didapat: Vzd = 10 / 00. 1 / 530 atau Vzd = 10 / 530 Volt. Jadi jawabannya adalah d yakni butir d. 10 / 530 Volt.

3.3. Berapa besar tegangan yang dapat dikeluarkan sumber setiap pasa? a. 200 Volt b. 218 Volt c. 224 Volt d. 230 Volt

Besar tegangan yan dihasilkan sumber (E) adalah 230 volt. Kalau tegangan sumber perpasa dianggap sebagai refrensi, sehingga E = 230 / 00 volt atau E = (230 + j 0) volt. Rugi tegangan dalam sumber (Vzd) besarnya 10 / 530 Volt (soal no 3.2) atau Vzd = (6 + j 8) Volt. Tegangan keluaran sumber (V) sama dengan tegangan yang dihasilkan (E) dikurangi rugi tegangan dalam sumber (Vzd) atau V = E – Vzd. Atau V = 230 / 00 – 10 / 530. Didapat V = (230 + j 0) – (6 + j 8) Volt. Atau V = (224 – j 8) Volt. Hasilnya V = (224 – j 8) Volt atau V = √ (2242 + 82} / tg-1 (–8/244) atau V = 224 / –20 Volt. Jadi jawabannya adalah c yakni butir c. 224 Volt.

3.4. Berapa besar daya aktif yang dapat dikeluarkan sumber setiap pasanya? a. 2300 Watt b. 2240 Watt c. 1760 Watt d. 1320 Watt

Daya aktif yang dapat dikeluarkan sumber (P) mengikut persamaan: P = V I Cos φ. Dengan pengertian V adalah tegangan keluaran sumber, I arus yang dikeluarkan dan φ adalah beda pasa antara arus dengan tegangan keluaran sumber yakni 20. Didapat daya keluaran: P = 224 . 10 . Cos 20. Hasilnya: P = 2240 Watt. Jadi jawabannya adalah b. 2240 watt.

3.5. Berapa besar rugi daya aktif dalam sumber setiap pasanya? 60 Watt a. 30 Watt b. 3 / 530 Watt c. 60 Watt d. 60 / 530 Watt

Rugi daya aktif dalam sumber (Pzd) mengikuti persamaan: Pzd = Vzd . I Cos φ. Dengan pengertian Vzd rugi tegangan dalam sumber, I arus keluaran sumber dan φ adalah beda pasa antara arus dengan rugi tegangan dalam sumber yakni 530. Didapat rugi daya dalam sumber: Pzd = 10 . 10 . Cos 530. Hasilnya: P = 60 Watt. Jadi jawabannya adalah c. 60 watt.

3.6. Berapa besar daya semu yang dihasilkan sumber setiap pasanya? 2300 VA

a. 2300 VA b. 1840 Watt c. 1380 VAR d. 2200 Watt

Besar daya semu yang dihasilkan sumber setiap pasanya (VA) mengikuti persamaan: VA = E . I. dengan pengertia V adalah tegangan yang dihasilkan sumber (ggl), dam I adalah arus yang dikeluarkan sumber. Didapat daya semu yang dihasilkan sum,ber perpasa: VA = 230 . 10. Hasilnya: VA = 2300 Voltamper. Jadi jawabannya adalah a. 2300 VA

3.7. Berapa besar total daya semu yang dapat dikeluarkan sumber?

a. 6600 VA b. 5820 VA c. 5820 VAR d. 6900 VA

Besar total daya semu adalah tiga kali daya semu perpasa. Daya semu perpasa 2300 VA (soal no. 3.6), maka total daya semu yang dihasilkan sumber adalah: 3 X 2300 VA. Hasilnya: VATotal = 6900 Watt. Jadi jawabnya adalah d. 6900 VA.

3.8. Berapa besar tegangan pasa netral jaringan? 220 Volt

a. 220 Watt b. 230 Volt c. 224 Volt d. 220 Volt

Besar tegangan pasa netral jaringan sama dengan besar tegangan keluaran sumber setiap pasanya. Yakni tegangan yang dihasilkan (E) dikurangi rugi teganngan (Vzd) (seperti soal no. 3.3.). Jadi jawabnya adalah c. 224 Volt

3.9. Berapa besar arus yang melewati tiap kawat pasa jaringan? 10 Amper

a. 5,8 Amper b. 10 Amper c. 17,3 Amper d. 30 Amper

Karena dalam hal ini sumber tidak ada percabangannya, maka arus yang melwati setiap kawat jaringan adalah arus yang dikeluarkan sumber setiap pasanya (perhatikan pernyataan soal). Jadi jawabnya adalah: b. 10 Amper

3.10. Berapa besar total daya aktif yang disalurkan oleh jaringan?

a. 2200 VA b. 4.760 VA c. 6.720 Watt d. 7.320 VAR

Total daya aktif yang disalurkan jaringan (PTotal) sama dengan daya aktif yang dikeluarkan sumber (soal no. 3.4.) dikalikan tiga, didapat PTotal = 2240 X 3. Hasilnya: PTotal = 6.720 Watt . jadi jawabnya adalah: c. 6.720 Watt.

–o0 kalau belum faham seluruh contoh soal ini JANGAN MELANJUTKAN ke SOAL–SOAL 0o–

Trampil dapat dibentuk melalui banyak berlatih. Berlatih dapat dilakukan kalau sudah memahami. Dapat memahami kalau sudah membaca.