PENGUKURAN DAYA

PENGUKURAN DAYA

1. Pengukuran Daya Dengan Alat Pengukur Volt Dan Alat Pengukur Amper

Daya arus searah dapat diukur dengan alat pengukur volt dan alat pengukur amper, yang di hubungkan seperti yang di perlihatkan dalam gambar di bawah. Dalam hal ini maka adalah penting untuk diperhitungkan kerugian – kerugian daya yang terjadi, oleh adanya alat-alat pengukuran.

Misalkan bahwa bila beban tahanan adalah R, tegangan beban adalah V dan arus beban adalah I, sedangkan alat – alat pengukuran volt dan amper yang mempunyai tahanan-tahanan dalamnya Rv dan Ra menunjukkan Vv dan Ia dengan mempergunkan rangkaian pada gambar di atas, akan di dapatkan :

Vv = IRa, Ia = I

Maka daya yang akan di ukur adalah :

W = I²R = VvIa – Ia²Ra

Dan pula dengan cara yang sama dalam (b) :

W = VI = Vv.Ia – Va²/ Rv

Bila di misalkan bahwa pada (b), tahanan dalam dari alat pengukur volt adalah 10 kΩ, sedangkan alat pengukur volt menunjukkan 100V, dan pembacan pada alat pengukuran amper = 5A, maka beban daya pada beban :

W = 100^*5 – (100²/40⁴) = 499W

Dalam hal pengukuran arus bolak – balik bila diketahui tegangan V dan arus I dan di samping itu diketahui pula perbedaan fasa atau factor daya (cos φ), maka W di hitung dari VI cosφ.

2. Metode Tiga Alat Pengukur Volt Dan Tiga Alat Ukur Amper

Bila dalam metode tiga alat pengukur volt, masing – masing alat pengukur volt menunjukkan V₁ V₂ dan V_3, maka :

V₃₂ =V₁₂ + V₂₂ +2V₁V₂cos φ

W = V₁Icosφ = V₁V₂/R cos φ

= 1/2R (V₂₃ – V₂₂ – V₂₁)

Dalam mempergunakan cara tiga alat pengukur amper maka bila masing-masing alat pengukur amper menunjukkan I₁, I₂ dan I₃ maka :

I₂₃ = I₂₁ + I₂₂ 2I₁I₂cosφ

W =V_Icosφ= I₂RI₁cosφ

= R/2 (I₂₃ – I₂₂ – I₂₁)

3. Pengukuran Daya Dalam Sistem 3 Fasa

W₁ = V₁₂I₁cos(ϴ₁ + φ₁)

W₂ = V₃₂I₃cos(ϴ₃ + φ₃)

Bila tegangan dalam jaringan-jaringan tiga fasa ini adalah seimbang maka V_1,2 = V_2,3 = V_3,1 dan ϴ₁ = ϴ₃ = 30^o ,lagi pula bila bebannya adalah pula seimbang makaI₁ = I₃ = I, dan φ₁ = φ₃ = φ dengan demikian maka terdapat persamaan :

W₁ = VI cos (30^o + φ)

W₂ = VI cos (30^o – φ)

Hubungan antara φ dan W1 dan antara φ dan W2 diperlihatkan dalam Gambar diatas, maka W1 dan W2 adalah negative dan penunjuk dari kedua alat pengukur watt akan menunjuk ke arah negative. Kemudian kumparan-kumparan tegangan dari alat pengukur di balik polaritasnya yang akan menyebabkan alat penunjuk begerak ke arah positif, dan untuk mendapatkan jumlah aljabar dari kedua penunjukan tersebut, maka penunjukkan dari alat ukur watt yang mempergunakan polaritas terbalik ini dianggap sebagai penunjukan negative. Dengan demikian maka hakikatnya adalah bahwa pembacaan dari salah satu alat pengukur dikurangi dengan pembacaan dari alat pengukur watt yang lainnya.

4. Pengukuran Daya Reaktif

Daya reaktif (Q) dapat dihitung dari V₁sinφ bila tegangan V dan arus I dan perbedaan fasa φ diketahui dengan cara lain. Daya reaktif tersebut dapat pula dihitung dari persamaan di bawah ini dengan mengukur V, I dan W

Q = √{(VI)² – W}

Selanjutnya daya reaktif dapat pula diukur, dengan memberikan perbedaan fasa sebanyak 90^o, dari arus yang mengalir melalui kumparan tegangan dari alat pengukur volt terhadap tegangan jaringan - jaringan.

Bila tegangan – tegangan maupun beban – bebannya dalam jaringan-jaringan tiga fasa seimbang, maka tegangan V_2,3 dapat ditempatkan dalam sirkuit tegangan, seperti diperlihatkan Gb di bawah.

V_2,3 tertinggal dalam fasa terhadap V1 dengan sudut sebesar 90^o, sedangkan besarnya adalah 3 kali lebihbesar, hingga 3VI sin φ dapa tdiukur. Jumlah dari daya reaktif seluruhnya adalah √3, kepada hasil pembacaan alat pengukur watt. Dalam keadaan terjadinya arus-arus yang mempunyai fasa didepan terhadap tegangan –tegangannya maka pergunakanlah V_2,3 sebagai pengganti V_2,3.

5. Pengukuran – Pengukuran Fasa Dan Faktor Kerja

Untuk menghitung sudut fasa atau factor kerja diperlukan pengukuran-pengukuran, arus dan daya atau pemakaian dari metode pengukuran dengan tiga alat ukur volt atau dengan tiga alat ukur amper.

Untuk pengukuran secara langsung, dari sudut fasa atau factor kerja maka alat ukur rasio dapat dipergunakan. Hal ini misalnya dapat dicapai dengan alat ukur rasio dari type elektrodinamis. Jadi arus yang mengalir dalam kumparan putar M₂ sengaja dibuat agar mendahului dalam fasa sebesar 90^o dari pada arus yang melalui M₁. Hal ini dapat dicapai dengan sirkuit khusus yang terdiri dari tahanan R dan kapasitansi C. M₁ dan M₂ adalah kumparan – kumparan dari alat ukur rasio type elektrodinamis. Kemudian bila k1i1 = k2i2 dan karena φ1 + φ2 + 90^o maka dapat diperoleh persamaan segai berikut :

φ1 = ϴ

Dan dengan demikian maka sudut perputaran dari kumparan putar ϴ akan mungkin diukur fasanya φ1. Dan dari sini maka factor karja cosφ1 dapat diketahui.