LAPORAN

LAPORAN
PRAKTIKUM PENGUKURAN LISTRIK
Disusun Oleh :
Aizzah Nur
(06224053)
Avian Wisnu Purbowo
(06224077)
Rachmawati
(06224106)
Pramana Hadiayansyah
(06224036)
Syarif Alfarizki
(06224112)
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT SAINS DAN TEKNOLOGI NASIONAL
JAKARTA
2009
LEMBAR PENGESAHAN
Nama Percobaan
: E.2 : Pengukuran Daya dan Faktor Daya Arus
Bolak - Balik Satu Fasa
E.3 : Pengukuran Daya dan Faktor Daya Tiga
Fasa
E.4 : Penerapan KWH Meter Satu Fasa
E.8 : Pengukuran Tahanan Pertanahan
Program Studi
: Teknik Elektro
Konsentrasi
: Teknik Telekomunikasi
Tim Kerja
: Aizzah Nur
(06224053)
Avian Wisnu Purbowo
(06224077)
Rachmawati
(06224106)
Pramana Hadiayansyah
(06224036)
Syarif Alfarizki
(06224112)
Tanggal Praktikum
: 15 Agustus 2009
Tanggal Penyerahan
: 16 Agustus 2009
Nilai
:
Tanggal Disetujui
:
Tanda Tangan
:
PRAKTIKUM PENGUKURAN LISTRIK
PERCOBAAN E.2
PENGUKURAN DAYA DAN FAKTOR DAYA
ARUS BOLAK-BALIK SATU FASA
1. Tujuan :
1.1. Mengetahui dan mengerti cara kerja alat ukur daya satu fasa dan
menentukan daya serta faktor daya dari beban.
1.2. Menguasai pengoprasian dan pengawatan dari Watt meter dan Cos Ø
meter satu fasa.
2. Teori :
2.1. Suatu beban mendapat daya listrik dari satu sumber.
Pada beban akan mengalir arus 1 pada tegangan V dengan faktor
daya Cos Ø.
Besarnya daya P satu fasa pada beban tersebut adalah P = VI Cos Ø.
Apabila daya pada beban tersebut diukur dengan Wattmeter satu
fasa, akan diperoleh persamaan sebagai berikut :
W = Pw.fp.
dimana: Pw = pembacaan watt meter
fp = faktor penggali
fp mempunyai harga tertentu, sebagai contoh :
Rate Voltage
Rated current
1A
5A
f.p
120 V
1
5
240 V
2
10
3. Alat yang digunakan :
- Sebuah watt meter satu fasa klas 0,5.120/240v, 1 & 5A, f.p = 1,0
- Sebuah Cos Ø meter
: ± 30, 120/240V, 1 & 5A
- Sebuah Voltage Regulator (VR) : AC 0 – 240V, 3 KVA
- Sebuah Voltmeter AC. Klas
: 0,5 150/300V.
- Sebuah Ammeter AC. Klas
: 0,5, 1 & 5A
- Sebuah beban
: 1. Lampu pijar.
2. Lampu TL.
3. Kapasitor.
4. Prosedur percobaan :
4.1. Buat rangkaian percobaan seperti pada gambar 2.1.
Gambar 1.1
4.2. Periksakan rangkaian yang dibuat kepada assisten pembimbing.
4.3. Atur VR pada posisi minimum (nol) dan masukkan kontak SW.
4.4. Naikkan tegangan dengan mengatur VR.( Besarnya tahapan tegangan
ditentukan oleh assisten )
4.5. Catat pembacaan Voltmeter , Ampermeter, Wattmeter dan Cos Ø
meter
4.6. Ulangi percobaan 4.3 s/d 4.5 untuk beban-beban lainnya.
5. Hal-hal yang perlu diperhatikan :
5.1. Agar diperhatikan terminal tegangan dan arus dalam menghubungkan
rangkaian dengan Wattmeter.
5.2. Catat secara benar nilai daya yang diperoleh dari hasil kali
pembacaan Wattmeter dan Cos Ø meter sesuai dengan arus beban.
( Lihat dan perhatikan ˝ name plate ˝ pada alat serta ikutilah petunjuk
alat tersebut ).
6. Hasil Pengamatan :
Pembacaan
NO
1
Beban
Resistif/
VM
(V)
KM
(A)
210
1,45
Wattmeter
Pembacaa Faktor
n
Pengal
(P’)
i
(a)
36
10
Daya
Aktif
=P’.a
(watt)
Daya
nyata
P=V.I.
cos φ
(VA)
Daya
Reaktif
Pr =
360
304,5
55,5
Pa 2 - P 2
VAR )
(
Faktor
daya
P/Pa x
100%
Pemb
acaan
factor
meter
(cos
φ)
118,2
1
205
1,24
35
10
350
254,2
95,8
137,68
3
200
1,35
34
10
340
270
70
125,92
4
195
1,35
32
10
320
263,25
56,75
121,55
5
190
1,35
31
10
310
256,5
53,5
120,85
1
210
2
48
10
480
390,6
89,4
0,93
205
2
370,5
69,5
195
1,90
351,98
68,02
190
0,85
155,04
244,96
210
1,90
460
440
420
400
480
70,5
1,95
10
10
10
10
10
389,5
200
46
44
42
40
48
122,88
118,10
118,75
119,32
257,99
399
81
120,30
1
205
1,85
46
10
460
379,25
80,75
121,29
1
200
1,80
44
10
440
360
80
122,22
1
195
1,75
42
10
420
341,25
78,75
123,07
190
1,7
40
10
400
332,5
67,5
120,30
2
2
3
4
5
1
2
3
4
5
/
Resistif/
/
Induktif
Resistif/
/
Induktif/
/
Kapasiti
f
Keterangan
7.
: - Ld = Leading
- Beban Induktif (TL) = 3 x 40 watt
- Lg = Lagging
- Beban Kapasitif
= 11 µF
- Beban Resistif (Lampu pijar)
= 4 x 100 watt
Pengolahan Data:
> Daya aktif adalah
> Faktor Daya cos φ
> Daya nyata
> Daya Aktif dari hasil percobaan
> Daya Reaktif adalah Pr2
> Daya Reaktif dari hasil percobaan
> Menghitung Impedansi :
1. Beban RL : Z2 = R2 - Xc2
2. Beban RLC : Z2 = R2 + (Xl - Xc)2
> Menghitung Presentase kesalahan :
> Daya Aktif :
Percobaan - Perhitungan
Perhitungan
> Daya Reaktif :
Percobaan - Perhitungan
Perhitungan
= P’. a (watt)
= P / Pa X 100%
= V . I (VA)
= V . I cos φ
= Pa2 – P2
= V . I sin φ
X 100%
X 100%
1
1
1
1
0,95
0,95
0,95
0,96
1
1
> Tabel harga Cos φ (pembacaan pada PF meter):
Cos φ
0,99
0,97
0,962
0,955
0.942
φ (0 )
8,11
14,10
15,85
17,25
19,61
Sin φ
0,14
0,24
0,27
0,30
0,34
> Tabel harga Cos Φ (berdasarkan perhitungan):
Cos φ
0,6
0,61
0,62
0,63
0,64
0,65
0,66
0,68
φ (0 )
53,13
52,41
51,68
50,95
50,21
49,46
48,77
47,16
Sin φ
0,8
0,792
0,785
0,777
0,768
0,760
0,752
0,733
8. Jawaban dan penyelesaian Tugas :
1. Hitung daya aktif dan reaktif dari hasil percobaan.
BEBA
N
Resistif//
Resistif//
Kapasitif
Percobaan
Daya Aktif
Daya Reaktif
(VA)
(VAR)
Perhitungan
Daya Aktif
Daya Reaktif
(VA)
(VAR)
360
55,5
304,5
350
340
320
310
95,8
254,2
70
270
56,75
263,25
53,5
256,5
89,4
420
70,5
410
69,5
390
480
460
440
0
0
0
0
0
0
0
0
Resistif//
Induktif//
Kapasitif
420
400
480
460
440
68,02
370,5
244,96
161,5
81
399
80,75
379,25
80
360
0
0
0
0
0
420
78,75
341,25
0
400
67,5
332,5
0
2.
Bandingkan hasil perhitungan dan pengukuran dari hasil percobaan
diatas !
Jawab : Ternyata harga daya reaktif dan aktif pada percobaan dan
perhitungan hasilnya tidak mendekati, bahkan cenderung
memiliki selisih lebih besar.
3.
Hitung kesalahan dalam persen.
(Setelah diambil nilai rata-rata)
4.
Beban
Daya Aktif (%)
Daya Reaktif (%)
Resistif//
55,2 %
- 18 %
Resistif //
Kapasitif
53,6 %
- 25 %
Resistif //
Kapasitif //
Induktif
54,4 %
-17 %
Gambarkan vektor diagram untuk jenis setiap beban !
Diagram Vektor untuk beban Resistif
I
Diagram Vektor untuk beban Resistif // Induktif
I
Z = R2 + XL2
Z=R
V
Diagram Vektor untuk beban Resistif //
Induktif // Kapasitiff
I
Jika XL > XC
θ
V
Diagram Vektor untuk beban Resistif //
Induktif // Kapasitiff
V
θ
Jika XL < XC
θ
V
I
5.
Terangkan cara kerja Watt-meter induksi.
Jawab : * Fluks magnet kumparan arus yang memotong piringan
logam akan menginduksikan arus pusar I yang berada
dalam medan magnet yang dibangkitkan kumparan
potensial.
* Fluks magnet kumparan potensial yang memotong
piringan logam akan menginduksikan arus pusat I yang
berada dalam medan magnet yang dibangkitkan
kumparan arus.
* Interaksi fluks magnet dan dan arus-arus pusar ini akan
menghasilkan torsi, sehingga piringan logam berputar
6.
Berikan kesimpulan dari percobaan di atas.
Jawab :
(a) Antara daya nyata dan daya reaktif pada percobaan yang telah
kami lakukan ternyata hasilnya tidak mendekati dan bisa
dikatakan bahwa kesalahannya pun sangat besar.
(b) Tegangan dalam sebuah penghantar terbangkit karena pengaruh
medan magnetik akibatnya menimbulkan gaya yang akan
menggerakkan piringan yang dihubungkan pada konter pada
indicating sistem.
(c) Dalam praktik sering kali praktikkan mengalami kesalahan yang
dapat ditimbulkan dari :
Kurang akuratnya pembacaan alat ukur oleh para praktikan
Sumber yang tidak konstan
Kurang ketelitian dalam mengatur dan mengkalibrasian alat
ukur.
Untuk salah dalam rangkaian kemungkinan kecil tidak
terjadi.
Terlalu tinggi nilai faktor pengali (a) yaitu 10 sehingga
tidak mendekati dengan
daya nyata yang terbaca melalui voltmeter dan
amperemeter.
PRAKTIKUM PENGUKURAN LISTRIK
PERCOBAAN E.3.
PENGUKURAN DAYA DAN FAKTOR DAYA TIGA FASA
1. Tujuan Percobaan :
2. Untuk mengetahui prosedur pengukuran daya tiga fasa dan alat ukur
faktor daya tiga fasa
3. Memberikan pengertian prinsip pengukuran daya tiga fasa dengan
menggunakan dua buah watt meter satu fasa serta cara
menggunakannya.
2. Teori :
2.1 Pada sistem tiga fasa terdapat dua jenis hubungan beban , yakni :
hubungan bintang (y) dan hubungan segitiga (∆).
Beban dengan hubungan bintang seimbang mempunyai persamaan daya
per fasa.
P = Vf . Vi . Cos φ
( watt ) ....................... (3.1)
dan untuk tiga fasa,
P = 3 Vf . Ij. Cos φ
( watt ) ........................ (3.2)
Untuk beban dengan hubungan segitiga seimbang, maka persamaan daya
perfasanya adalah = Vj . If Cos φ
( watt ) ........................ (3.3)
dan untuk tiga fasa adalah
P = 3 Vj . Ij Cos φ
( watt ) ........................ (3.4)
Dari kedua persamaan daya tiga fasa ( 5.2 ) dan ( 8.4 ) terdapat
perbedaan pada sistem tegangan dan arusnya, dimana
untuk hubungan bintang : Vj = √3 Vf
If = Ij
untuk hubungan segitiga : Vj = Vf
Ij = √a If
maka persamaan daya tiga fasa dapat ditulis dalam bentuk umum,
P = √3 . Vj . Ij Cos φ
( watt ) ............................. (3.5)
2.2 Pengukuran daya tiga fasa dapat dilakukan dengan tiga cara, yaitu :
a. Menggunakan tiga buah wattmeter satu fasa
b. Menggunakan dua buah wattmeter satu fasa
c. Menggunakan satu buah wattmeter tiga fasa
Pada percobaan jenis ini, yang dilakukan adalah cara b dan c.
Dalam wattmeter terdapat kumparan arus dan kumparan tegangan.Ketiga
cara di atas mempunyai hubungan masing-masing seperti gambar 3.1 a,
b dan c
2.3 Mengukur daya beban tiga fasa dengan dua buah wattmeter, akan
terdapat dua buah kemungkinan untuk memperoleh daya totalnya yakni,
penjumlahan pembacaan wattmeter atau selisihnya.
Secara sistematis, pengukuran denganmenggunakan dua buah wattmeter
ini, dapat dipahami dari uraian dibawah ini.
Bila P1 dan P2 merupakan daya yang terbaca pada wattmeter satu (W 1)
dan wattmeter dua (W2) seperti yang diperlihatkan pada gambar 3.1.b
maka dengan bantuan diagram vektor seperti gambar 3.2 didapatkan
hubungan :
P1 = Vab . Ia Cos ( π/6 – φ )
............................... (3.6)
= Vj . Ij Cos (π /6 – φ )
P2 = Vbc . Ib Cos (π /6 + φ )
............................... (3.7)
= Vj . Ij Cos (π /6 + φ )
P1 + P2 = Vj . Ij [ ( Cos (π /6 – φ ) + Cos (π /6 + φ )  = 2Vj . Ij Cos π /6 .
Cos φ
P1 + P2 = √3Vj . Cos φ ( Watt ) ................................ ( 3.8)
Persamaan ini ( 3.8 ), merupakan daya beban tiga fasa seimbang
sebagaimana pada persamaan ( 3.5 ).
4. Alat – alat yang digunakan :











Dua Wattmeter satu fasa.
Satu Wattmeter tiga fasa
Satu power – factor meter tiga fasa.
Satu induction voltage regulator ( IVR ), tiga fasa.
Satu Voltmeter arus bolak-balik.
Satu ampermeter arus bolak-balik.
Satu unit beban tiga fasa seimbang berupa :
Lampu pijar
Lampu tabung ( TL, neon ).
Motor induksi.
Kabel penghubung.
4. Prosedur Percobaan :
4.1. Pengukuran dengan wattmeter tiga fasa.
4.1.1. Buatlah hubungan seperti gambar 3.3 a, dan perhatikan petunjuk
yang ada pada masing-masing alat ukur ( khususnya pada
wattmeter dan power factor meter ), dimana hubungan terminalnya,
diperlihatkan pada gambar 3.4 dan 3.5.
4.1.2. Periksakan rangkaian yang dibuat kepada assisten pembimbing.
4.1.3. Hubungkan beban untuk setiap percobaan, yaitu :
a.Beban tiga fasa seimbang lampu pijar.
b.Beban tiga fasa seimbang lampu tabung ( TL, neon ).
c.Beban tiga fasa seimbang paralel lampu pijar dengan lampu
tabung.
d.Beban motor induksi tiga fasa.
4.1.4. Setiap mulai percobaan diatas, atur IVR pada kedudukan nol dan
masukkan saklar S.
4.1.5. Naikkan tegangan sekunder IVR perlahan-lahan sampai 220 Volt.
Selama percobaan, tegangan tersebut diusahakan tetap.
4.1.6. Catatlah angka-angka penunjukan jarum yang terbaca pada
masing-masing alat ukur
serta faktor penggalinya dan isikan
pada lembar pengamatan.
4.2. Pengukuran dengan dua buah wattmeter dua fasa
4.2.1. Buatlah hubungan seperti gambar 3.3 a, dan perhatikan petunjuk
yang ada pada masing – masing alat ukur.
4.2.2. Ulangilah percobaan seperti yang dilakukan pada 4.1 diatas
4.2.3. Bila salah satu wattmeter menunjuk arah kebalikan, maka rubahlah
polaritasnya dan angka penunjukan dibaca negatif.
5. Penyelesaian Soal-soal Tugas :
5.1. Bandingkan hasil pengukuran yang diperoleh dari percobaan wattmeter
tiga fasa dengan percobaan dua buah wattmeter satu fasa.
Jawab :
Perbandingan antara percobaan yang menggunakan Wattmeter 3 fasa
dengan 2 buah wattmeter satu fasa adalah :
> Dari Wattmeter 3 fasa diambil contoh :
Misal : V = 190 Volt; P’ = 21 watt; a = 20
Maka P = P’ . a = 21 x 20 = 420 watt
> Dari 2 buah Wattmeter 1 fasa diambil contoh :
Misal : V = 190 Volt; P1’ = 22 dan P2’ = 26 watt; a1’ dan
a2’ = 10
Maka P1 = P1’ x a1’ = 22 x 10 = 220 watt
P2 = P2’ x a2’ = 26 x 10 = 260 watt
5.2. Hitunglah dengan menggunakan rumus-rumus yang saudara ketahui untuk
besaran : Daya semu, Daya reaktif, Faktor daya dan faktor reaktif untuk
setiap percobaan.
Jawab :
a)
“ Daya Semu ” [ S = V . I ] (VA)
Misal : Jika V =190 Volt ; I = 1,35 A
Maka S = 190 . 1,35 = 256,5 (VA)
b)
“ Daya Reaktif ” [ S = V . I . sin φ ] (VAR)
Misal : Jika V = 190 Volt ; I = 1,35 A ; sin φ = 0,95
Maka S = 190 . 1,35 . 0,95 = 243,68 (VAR)
c)
“ Faktor Daya ” [ P/Pa ]
Misal : Jika Pa = 420 watt ; P = 265,5 VA
Maka Faktor Daya = 420/265,5 = 1,58
d)
“ Faktor Reaktif ” [ Pr/P x 100%]
Misal : Jika Pr = 243,68 VAR ; P = 265,5 VA
Maka Faktor Daya = 243,68/265,5 x 100% = 91,78%
5.3. Gambarlah diagram vektor untuk mendapatkan daya yang ditunjukkan
oleh wattmeter dari hubungan seperti gambar 5.6 dan gambar 5.7.
Jawab :
P = Vbc . Ib cos (30 + φ)
P = 3 Vp. Ib cos (30 + φ)
Ia = Ib = Ij = Ip
Vbc = Vj = 3 Vp
P = Vbc . Ia cos(90- –φ)
P = 3 Vp. Ia. cos (90 – φ)
P = 3 Vp. Ij cos (90 – φ)
5.4. Jelaskanlah mengapa penunjukan wattmeter dapat berbalik faktor daya
lebih kecil dari 0,50.
Jawab : Sudut φ nya akan lebih besar dari  / 3 berarti Ib tertingal lebih
dari  / 2 terhadap Vbc sedangkan Cos (  / 6 + φ ) untuk lebih
besar dari  / 3 berharga negatif, sehingga P2 = Vb Ib Cos φ (  /
2 + φ ) berharga negatif maka penunjukan wattmeter dapat
berbalik.
5.5. Kesimpulan
 Perbandingan antara perhitungan dari pecobaan yang menggunakan
wattmeter 3 fasa dengan dua buah wattmeter 1 fasa, besar nilai dayanya
tidak berbeda (sama)
 Pada percobaan dengan dua buah wattmeter 1 fasa dan wattmeter 3 fasa,
power factor yang ditunjukkan alat ukur pertama dan dan kedua dari
tegangan tertinggi ( 190 Volt) sampai dengan tegangan terendah (180
Volt) menurun. Akan tetapi, pada percobaan ketiga power factornya naik
lagi
 Untuk membandingkan faktor daya dan faktor reaktif percobaan yang
menggunakan 2 buah wattmeter 1 fasa dan dan wattmeter 3 fasa tidak bias
diperoleh, karena arus pada percobaan tiga fasa tidak diketahui, sedangkan
pada wattmeter 3 fasa diketahui.
6. Blangko Pengamatan :
* Pengukuran dengan wattmeter tiga fasa
Beban
R
RL
RLC
Amperemeter
Volt
Meter
(V)
Cos φ
190
185
180
190
185
180
190
185
180
0,95
0,95
0,95
0,95
0,95
0,95
0,95
0,95
0,95
Wattmeter
A1
A2
A3
Penunjukan
P’
1,35
1,35
1,3
1,65
1,6
1,55
1,65
1,6
1,6
1,35
1,35
1,35
1,7
1,65
1,6
1,6
1,55
1,55
1,3
1,4
1,4
1,7
1,65
1,6
1,65
1,6
1,6
21
22
23
28
26
25
28
26
25
Daya
Faktor
Pengali
a
20
20
20
20
20
20
20
20
20
P = P’ . a
(watt)
420
440
460
560
520
500
560
520
500
* Pengukuran dengan dua buah wattmeter satu fasa
Amperemeter
Volt
Beban
Meter
(V)
R
RL
190
185
180
190
185
Wattmeter
W1
Cos
φ
A1
A2
0,95
0,95
0,95
0,95
0,95
1,35
1,35
1,3
1,65
1,6
1,35
1,35
1,35
1,7
1,65
A3
Penun
jukan
P’1
Faktor
Pengali
a’1
1,3
1,4
1,4
1,7
1,65
22
21
21
23
22
10
10
10
10
10
Daya
W2
W2
W1
FakPenun
tor
juka
Pen
ngali
P’2
a’2
P1 =
P1 xa1
(watt)
P2 =
P2xa2
(watt
)
P3=
P1+P2
(watt)
220
210
210
230
220
260
240
240
310
290
480
450
450
540
510
26
24
24
31
29
10
10
10
10
10
W3
RLC
180
190
185
180
0,95
0,95
0,95
0,95
1,55
1,65
1,6
1,6
1,6
1,6
1,55
1,55
1,6
1,65
1,6
1,6
21
28
26
26
10
10
10
10
28
23
22
21
10
10
10
10
210
280
260
260
280
230
220
210
PRAKTIKUM PENGUKURAN LISTRIK
PERCOBAAN E.4.
PENERAAN KWH METER SATU FASA
1. Tujuan : Membandingkan KWH meter satu fasa dengan satu KWH meter
standard satu fasa atau dengan suatu wattmeter standard satu fasa + stop
watch.
2. Teori
2.1 Jumlah energi listrik yang mengalir ke dalam satu system, selama
selang waktu antara t1 dan t2 adalah :
t2
E   e.i.dt............................................................................(1)
ti
Sedangkan daya rata-ratanya :
t2
1
P
e.i.dt...............................................................(2)
(t 2  t1) t1
Jika daya yang mengalir itu besarnya diketahui dan konstan selama selang
waktu tertentu, maka jumlah energinya dapat dihitung dengan mengalikan
besarnya daya dengan waktu selama daya itu mengalir.
Jika daya yang mengalir tidak tetap, pekerjaan integrasi harus dilakukan
untuk mengetahui jumlah energi tersebut.
KWH meter menghitung jumlah energi yang mengalir tidak saja pada
pembebanan konstan (daya konstan) tetapi juga pada pembebanan yang
berubah.
2.2 KWH-meter pada pembebanan konstan.
Jika daya yang mengalir konstan, maka untuk suatu KWH-meter dapat
ditulis hubungan :
n
E  P.t  ...........................................................................(3)
k
n = jumlah putaran piringan
k = konstan KWH-meter
E = jumlah
P = daya
t = waktu putaran per KWH
Dari hubungan tersebut jelaslah bahwa untuk suatu harga daya tertentu,
kecepatan perputaran piringan (w) tertentu pula, yang besarnya :
n
E   KP...........................................................................(4)
k
atau untuk suatu jumlah putaran tertentu dibutuhkan waktu
490
510
480
470
t 
n
.....................................................................................(5)
kp
Kecepatan perputaran piringan dapat ditentukan dengan menggunakan
stroboskop dan membandingkan dengan kecepatan yang seharusnya yang
dihitung berdasarkan besarnya daya yang masuk dan selang waktu yang
diukur dengan menggunakan stopwatch.
Disini harus dipilih waktu pengukuran yang cukup agar ketelitian
pengukuran cukup baik. Perlu diingat bahwa kecepatan reaksi pengamatan
dalam menggunakan stopwatch, ketajaman menghitung putaran dan
ketelitian stopwatch sendiri sangat menentukan ketelitian pengukuran.
2.3 Menghitung kesalahan KWH-meter.
Kesalahan dalam persen dapat dinyatakan dengan :
A S
F
 100%.................................................................(6)
S
dimana A adalah jumlah energi yang ditujukan oleh KWH-merter yang
besarnya,
n
A  ...................................................................................(7)
k
dan S adalah jumlah energi yang seharusnya untuk membuat n putaran
dengan waktu t detik.
Sedangkan daya yang masuk adalah sebesar P watt, maka jumlah
energinya adalah :
P.t
S
KWH ........................................................(8)
3600  1000
dan besarnya kesalahan yang terdapat dalam persen
 nx3600 x100 
F  100
 1..................................................(9)
 k  pt

Besarnya kesalahan tersebut dapat juga dilihat dengan membandingkan
kecepatan putaran dengan waktu, seperti telah disebutkan pada 2.2 di atas.
Kalau daya yang mengalir adalah P watt maka kecepatan putaran piringan
seharusnya :
P
Ws  k
( putaran
per
jam)
1000
kecepatan putaran KWH-meter yang diukur adalah :
n  3600
W 
( putaran
per
jam)
t
maka kesalahan dalam persen adalah :
W

F  100
 1.....................................................................(10)
 Ws 
Waktu yang seharusnya diperlukan untuk membuat n putaran pada daya
sebesar P watt adalah
n
ts 
k
P
x
3600 1000
n  360  1000
k p
dimana kesalahan dalam persen dapat juga dinyatakan dengan :
 ts 
F  100  1..........................................................................(11)
t

2.4 Pembebanan Maya (phantom loading)
Pembebanan maya dilakukan dengan menghubungkan sumber yang
terpisah (kecuali satu titik referensi) untuk rangkaian tegangan dan arus
dari KWH-meter.
Sumber itu masing-masing dapat diatur secara bebas. Dengan cara ini
dapat diperoleh beberapa keuntungan dibandingkan dengan pembebanan
nyata :

1. Tegangan, arus dan factor daya dapat diatur lebih bebas
2. Pemakaian daya (VA) yang lebih kecil
3. Tidak perlu memperhitungkan rugi-rugi pada rangkaian
tegangan arus
2.5 Berdasarkan pada teori diatas, ada beberapa cara untuk melakukan
peneraan pada KWH-meter antara lain :
2.5.1 Cara yang pertama adalah membandingkan KWH-meter yang
ditera dengan KWH-meter standard yang dapat melakukan pekerjaan
integrasi secara betul dengan syarat, kedua meter itu beroperasi pada
beban dan waktu yang sama.
2.5.2 Cara kedua adalah membandingkan antara KWH meter yang
akan ditera dengan wattmeter standard dan stopwatch.
Pada peneraan cara ini selama peneraan baik tegangan dan harus stabil.
Bentuk percobaan yang bakan dilakukan disini adalah dengan cara
kedua dimana wattmeter standard dapat juga diganti dengan
Ampermeter dan Voltmeter standard serta cos ф meter.
3. Alat-alat yang akan digunakan :






Sebuah KWH meter satu fasa yang ditera
Sebuah Watt meter standard satu fasa (klas 0,5)
Sebuah stopwatch standard
Sebuah Ampermeter standard bolak balik
Sebuah Cos ф (fakto daya) meter
Slide regulator/auto transformer satu fasa
4. Prosedur Percobaan
4.1 Buatlah rangkaian percobaan seperti pada gambar 4.1
4.2 Periksalah hubungan rangkaiannya pada Asisten Pembimbing
4.3 Pasang tegangan nominal pada KWH meter
4.4 Atur beban pada keadaan maksimum (pertama lakukan dengan beban
tahanan murni)
4.5 Lakukan pemanasan awal sekitar 20 menit
4.6 Atur beban sesuai petunjuk Asisten
4.7 Catat waktu putar piringan n, (ditentukan oleh assisten)V,I dan cos ф
sebagai watt meter standard.
4.8 Ulangi percobaan 4.6 dan 4.7 beberapa kali (ditentukan oleh assisten)
dengan arus yang berbeda.
4.9 Ulangi percobaan 4.6; 4.7 dan 4.8 beberapa kali (ditentukan oleh
assisten).
4.10 Ulangi percobaan 4.6 s/d 4.8, untuk beban-beban resistif // induktif
dan resistif // induktif // kapasitif.
5. Tugas dan pertanyaan :
1. Apakah gunanya pemanasan awal ?
2. Hitung jumlah KWH yang sebenarnya dari percobaan ini, bandingkan
dengan KWH meter standard.
3. Mengapa kesalahan KWH meter yang ditera untuk tiap beban.
4. Mengapa kesalahan KWH meter mendekati nol untuk beban nominal.
5. Buatlah grafik antara kesalahan Vs beban pada cos ф tertentu, apa
kesimpulan saudara.
PENYELESAIAN
1. Guna dari Pemanasan Awal adalah Untuk menaikkan suhu kumparan alat
ukur mencapai suhu dimana pada suhu kerja pengaturan posisi magnetmagnet ke permanent pada alat ukur akan bekerja dengan normal untuk
mendapatkan hasil yang baik.
2. KWH tera = P. t
Contoh :
P = 250 W
t = 56 detik
KWH =
250  56
3600  1000
KWH standard :
n
A =
; Contoh :
k
= 0,0038 KWH
n = 5
k = 250
n
A=
k
Resistif
No
1
2
3
4
5
Beban
n
Resistif
5
5
5
5
5
=
5
250
= 0,02
P ( watt ) t ( detik ) KWH Tera ( S )
250
360
450
550
670
56
36
26
21
16
KWH Standard ( A )
0,00388
0,00360
0,00325
0,00320
0,00297
0,02
0,014
0,011
0,0091
0,0075
3. Kesalahan KWH meter yang ditera untuk tiap beban.
Resistif
Contoh :
No
1
2
3
4
5
Beban
Resistif
F =
AS
S
X 100% =
0,02  0,00388
0,00388
= 415,46%
X 100%
P ( watt ) t ( detik ) KWH Tera ( S ) KWH Standard ( A )
250
360
450
550
670
56
36
26
21
16
0,00388
0,00360
0,00325
0,00320
0,00297
0,02
0,014
0,011
0,0091
0,0075
F%
415,46
288,89
238,46
184,37
152,52
4. Kesalahan KWH meter mendekati nol untuk beban nominal. Karena KWH
meter bekerja dengan prinsip arus yang terinduksi pada piringan yang
berputar melalui kumparan yang dialiri listrik, sehingga pada beban
nominal arus pada kumparan konstan dan arus induksi pada piringan
konstan dan dalam keadaan stabil.
5. Gambar grafik : terlampir
6. Kesimpulan :
Untuk setiap arus yang berbeda seharusnya KWH nya sama karena jumlah
n putaran konstan.
Hasil perhitungan menunjukkan perbedaan tapi tidak jauh ini dikarenakan
kurang ketelitian pembacaan pada skala alat ukur dan bias juga kurangnya
pengkalibrasian dan kurang ketelitian dalam pembacaan ini relatif kecil
PERCOBAAN E.4
PENERAAN KWH – METER SATU FASA
No.
BEBAN
n
V
I
P
Cos
T
(volt)
(Amp)
(Watt)
Ø
(detik)
1.
5
210
4,0
850
1,0
16,49
2.
5
210
3,5
750
1,0
19
5
210
3,0
650
1,0
21,94
4.
5
210
2,5
550
1,0
28,83
5.
5
210
2,0
450
1,0
32,60
1.
4
210
4.0
850
1
12.7
2.
4
210
.3.0
650
1
37.7
4
210
2.0
450
1
28.8
4
210
1.0
200
1
57.9
3.
3.
RESISTIF
RESISTIF//INDUKTIF
4.
5.
1.
2.
RESISTIF//INDUKTIF
3.
//KAPASITIF
4.
5.
PRAKTIKUM PENGUKURAN LISTRIK
PERCOBAAN E.8
PENGUKURAN TAHANAN PENTANAHAN
1. Tujuan Percobaan :
1.1. Mengukur tahanan dari suatu elektroda pentanahan dengan “Earth
Tester”
1.2. Mengetahui cara kerja alat ukur tahanan pentanahan
2. Teori :
2.1.
Pada pengukuran tahanan ini dapat digunakan arus bolak-balik yang yang
dibangkitkan oleh sebuah generator yang diputar dengan tangan, atau
digunakan arus searah yang polaritasnya diubah-ubah secara periodic.
Untuk tanah dengan resitivity sama rata (uniform), distribusi arus sekitar
elektroda akan membentuk bidang-bidang ekipotensial setengah bola, dan
tegangan jatuh yang terbesar terjadi dekat elektroda.
Dalam mengukur tahanan pentanahan, dipakai elektroda pembantu seperti
terlihat pada gambar 8.1 diatas.
Hasil pengukuran tahanan tanah langsung dapat dibaca pada alat ukur
tahanan tanah dalam satuan ohm.
2.2. Untuk mengukur tahanan jenis tanah, dipakai rangkaian seperti
Gambar 8.2 dibawah ini :
Elektroda-elektroda C1, P1, P2, dan C2 ditanam dengan jarak yang sama,
sejauh S meter, dalam suatu garis lurus dan elektroda G ditengah-tengah
antara P1 dan P2.
Arus mengalir melalui elektroda C1, lewat tanah, elektroda C2dan kembali
ke sumber yang besarnya = 1 Ampere. Antara P1 dan P2 akan terjadi jatuh
tegangan sebesar V Volt.
Bila tanahnya sejenis (homogen), maka tahanan jenisnya :
2 π S (Ohm-meter) …………………………. (8 – 1)
dimana R adalah tahanan tanah antara elektroda P1 dan P2
V

R  
I

3. Alat-alat yang digunakan :
3.1. Alat ukur tahanan tanah (Earth tester Yew 3235).
3.2. Elektroda pentanahan dan 2 buah elektroda Bantu.
3.3. Kabel penghubung secukupnya.
4. Prosedur Percobaan :
4.1. Selidiki nilai tahanan elektroda, kabel penghubung dan peralatan
listrik yang akan digunakan.
4.2. Periksa sumber tegangan (baterai) untuk alat ukur tahanan tanah.
4.3. Perhatikan petunjuk pada alat ukur tahanan tanah tersebut.
4.4. Tanam elektroda penahanan (E) dan elektroda Bantu (P&C) pada
tanah menurut garis lurus dengan jarak ditentuka oleh Asisten.
4.5. Periksa sambungan pada terminal alat ukurnya dan kontak antara
elektroda-elektroda dengan tanah harus baik (jika perlu disiram
dengan air/air garam).
4.6. Tekan tombol pada alat ukur dan atur “dial” dan cacat pada blangko
pengamatan.
4.7. Ukur tahanan elektroda yang digunakan, kabel penghubung dan
peralatan lainnya seperti point 4.1.
5. Tugas dan pertanyaan :
1. Buktikan penurunan rumus (8 -1)
2. Berapa besar nilai tahanan tanah dari elektroda yang diukur dan
tahanan jenis tanah bila tanah dianggap homogen.
3. Gambarkan pada kertas millimeter skala logaritma antara tahanan
tanah dengan jarak tahanan tanah dengan jarak dan tahanan tanah
dengan kedalaman elektroda. Berikanlah penjelasan.
4. Bagaimana cara untuk mendapatkan tahanan tanah yang rendah dari
suatu elektroda pentanahan.
5. Berapa jarak minimum yang dapat diambil antara elektroda-elektroda
itu?
6. Berikan kesimpulan dari hasil percobaan suadara.
Penyelesaian :
2. Berapa besar nilai tahanan tanah dari elektroda yang di ukur dan
tahanan jenis tanah bila dianggap homogen.
 = 2SR
dimana : R = Tahanan Tanah Antara Elektroda
S = Jarak Antar Elektroda
Blanko Pengamatan :
Kedalaman
Elektroda,H
( meter )
No
1
2
3
4
EP
5
6
7
8
10 Meter
1
2
3
4
5
6
7
8
9 Meter
Jarak
VEARTH
Rx
PC EC
( volt )
( ohm )
5 10
3,2
6 12
3,5
7 14
0
3,4
8 16
3,4
5
6
7
8
10
12
14
16
0
1
2
3
4
Jarak, S
( meter )
5
6
7
8
Tahanan, R
( ohm )
3,2
3,5
3,4
3,4
Tahanan Jenis
Tanah
( ohm )
100,48
131,88
149,46
170,81
1
2
3
4
5
6
7
8
3,5
3,8
3,9
4
109,9
143,18
171,44
200,96
No
3,5
3,8
3,9
4
Penghitungan Tahanan Jenis Tanah :

1.
2.
3.
4.
Untuk Kedalaman Elektroda 10 meter :
 = 2  S R = 2 x 3,14 x 5 x 3,2 = 100,48
 = 2  S R = 2 x 3,14 x 6 x 3,5 = 131,88
 = 2  S R = 2 x 3,14 x 7 x 3,4 = 149,46
 = 2  S R = 2 x 3,14 x 8 x 3,4 = 170,81

1.
2.
3.
4.
Untuk Kedalaman Elektroda 9 meter :
 = 2  S R = 2 x 3,14 x 5 x 3,5 = 109,9
 = 2  S R = 2 x 3,14 x 6 x 3,8 = 143,18
 = 2  S R = 2 x 3,14 x 7 x 3,9 = 171,44
 = 2  S R = 2 x 3,14 x 8 x 4 = 200,96
3. Gambar Terlampir
Dari grafik terlihat bahwa semakin besar jarak S maka nilai tahanan jenis akan
semakin besar.
4. Untuk mendapatkan tahanan tanah :



Memperpanjang ke dalam elektroda pertahanan
Memperpanjang jarak antara elektroda EP dan PC
Menyiram air garam pada elektroda - elektroda
5. Jarak minimum yang dapat diambil antara elektroda - elektroda antara 7 meter
untuk EP dan 8 meter untuk PC jarak tersebut merupakan batas kritis bagi
pembenutukan bidang - bidang eksponsial yang ½ bola pada elektroda. Jika
jarak itu lebih kecil maka elektroda akan terbentuk bidang eksponsial yang
menyerupai tabung, sehingga akan mempersulit proses perhitungan tahanan
jenisnya karena rumus 8.1 tidak berlaku lagi pada keadaan tersebut.
6. Blanko Pengamatan
PERCOBAAN E.8
PENGUKURAN TAHANAN TANAH
No.
1.
2.
3.
4.
5.
Kedalaman
Elektroda,
H (meter)
JARAK
EP
PC
10
16 m
16 m
16 m
8m
7m
6m
EC
VEARTH
(VOLT)
Rx
(ohm)
3 ohm
3 ohm
3 ohm
1.
2.
3.
4.
5.
1.
2.
3.
4.
5.
1.
2.
3.
4.
5.
9
16 m
16 m
16 m
8m
7m
6m
3,9 ohm
3,4 ohm
3,1 ohm
8
16 m
16 m
16 m
8m
7m
6m
4,4 ohm
4,3 ohm
4,3 ohm
7
16 m
16 m
16 m
8m
7m
6m
5,5 ohm
5,5 ohm
5,5 ohm
PERCOBAAN E2
PERCOBAAN E3
PERCOBAAN E4
PERCOBAAN E8