Uploaded by User90076

SISTEM INSTRUMENTASI PENUNJUK ARUS BOLAK BALIK

advertisement
PENUNJUK ARUS BOLAK BALIK (AC)
Dosen Pengampu Ir. I Gusti Ngurah Janardana, M.Erg
DISUSUN OLEH :
“KELOMPOK 3”
GICELLA IRMIN MEISYA LEBA (2005541079)
HOIRUR ROSIQIN HAVIVI (2005541085)
I GUSTI NGURAH AGUNG BAYU NUGRAHA (2005541090)
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS UDAYANA
2021
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANG
Proses pengukuran dalam sistem tenaga listrik merupakan salah satu prosedur
standar yang harus dilakukan. Karena melalui pengukuran akan diperoleh besaranbesaran yang diperlukan, baik untuk pengambilan keputusan dan instrumen kontrol
maupun hasil yang diinginkan oleh seorang pengguna.Kepentingan alat-alat ukur
dalam kehidupan kita tidak dapat disangkal lagi. Bagi mahasiswa Elektro,pengukuran
merupakan hal yang sangat penting. Karena tanpa pengukuran listrik maka kita akan
sangat sulit untuk mengetahui besaran – besaran listrik yang sangat kita perlukan
dalam membuat suatu perencanaan, pemasangan atau pembuatan barang – barang
elektronika dan listrik. Listrik yang umumnya digunakan di rumah-rumah, di kantorkantor, di sekolah-sekolah atau di tempat-tempat lainnya merupakan listrik arus bolak
balik. Selain listrik arus bolak balik ada juga listrik arus searah. Salah satu kelebihan
listrik arus bolak-balik di bandingkan dengan listrik arus searah adalah bahwa
tegangan listrik arus bolak-balik dinaikkan atau diturunkan menggunakan
transformator.Arus bolak-balik dibangkitkan oleh sebuah generator (dinamo arus
bolak-balik) prinsip kerja dinamo listrik adalah berdasarkan atas induksi gaya gerak
listrik (g.g.l).Kawat penghantar yang berada dalam medan magnet dan letaknya tegak
lurus terhadap arah medan (V) bila digerakkan memotong garis-garis gaya (B)
timbullah di dalam kawat itu arus listrik. Berarti bahwa dalam kawat timbul gaya
gerak magnet listrik. Apabila suatu coil diputar dalam medan magnit homogen maka
pada coil dimaksudkan dibangkitkan gaya gerak listrik (ggl) berubah-ubah (Nuraeni,
Reni
dan
Charles
Selan.2014. Dasar dan Pengukuran Listrik). Jakarta:PP-
Depdiknas) .Mengingat begitu pentingnya pengukuran listrik khususnya listrik arus
bolak balik ( AC), maka dalam paper ini akan dibahas mengenai instrument alat ukur
arus bolak balik atau AC.
1.2
RUMUSAN MASALAH

Bagaimana prinsip kerja Elektrodinamometer?

Bagaimana prinsip kerja Instrumen Besi Putar?

Bagaimana prinsip kerja Instrumen Jenis Penyearah?

Bagaimana Termo Instrumen?

Bagaimana Elektrodinamometer dalam Pengukuran Daya?

Bagaimana prinsip kerja Alat Ukur Watt / Jam?

Bagaimana prinsip kerja Alat Ukur Faktor Daya?

Bagaimana prinsip kerja Alat Ukur Frekuensi?
1.3
TUJUAN

Mengetahui prinsip kerja Elektrodinamometer.

Mengetahui prinsip kerja Instrumen Besi Putar.

Mengetahui prinsip kerja Instrumen Jenis Penyearah.

Mengetahui prinsip kerja Termo Instrumen.

Mengetahui Elektrodinamometer dalam Pengukuran Daya.

Mengetahui prinsip kerja Alat Ukur Watt / Jam.

Mengetahui prinsip kerja Alat Ukur Faktor Daya.

Mengetahui prinsip kerja Alat Ukur Frekuensi.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1
ELEKTRODINAMOMETER
Elektrodinamometer merupakan salah satu alat ukur arus bolak balik yang
paling penting, dan sering digunakan sebagai voltmeter dan ampermeter yang akurat
tidak hanya pada frekuensi jala-jala, akan tetapi juga dalam daerah frekuensi audio
yang rendah. Elektrodinamometer dengan sedikit modifikasi dapat dipakai untuk
mengukur :




Daya (wattmeter).
VAR (VAR meter).
Faktor daya (power-factor meter)
Frekuensi (frequency-meter).
Gerak elektrodinamometer dapat berfungsi sebagai instrumen alih, karena
dapat dikalibrasi pada arus searah dan digunakan langsung pada arus bolak balik,
menyatakan secara langsung untuk menyamakan pengukuran tegangan dan arus (dc
dan ac). Perbedaan antara elektrodinamometer dan gerak d’Arsonval adalah:
Elektrodinamometer memanfaatkan arus yang akan diukur untuk menghasilkan fluksi
medan yang diperlukan, sedang gerak dArsonval menggunakan maknet permanen
untuk menghasilkan medan magnet Rangkaian / skema dari elektrodinamometer
ditunjukkan pada gambar 1, terdiri dari :


Dua buah kumparan tetap ( diam ) dibagi menjadi dua bagian yang sama,
yang berfungsi untuk menghasilkan medan magnet di dalam mana kumparan
putar berputar.Kedua kumparan ini dihubungkan seri dengan kumparan
berputar dan dialiri arus yang diukur, dan keduanya ditempatkan agak
berjauhan, untuk memberikan ruangan bagi poros kumparan berputar.
Sebuah kumparan berputar yang berfungsi menggerakkan jarum yang
diimbangi oleh beban-beban lawan, dan putaran jarum diatur oleh pegas-pegas
pengatur, seperti pada gerak dArsonval
(Gambar 2.1.1)

Untuk melindungi instrumen dari pengaruh medan magnet, peralatan
dibungkus dengan penutup yang telah dilaminasi. (Cooper, William
David.1994. Instrumentasi Elektronik dan Teknik Pengukuran. Jakarta :
Erlangga)
2.1.1 Prinsip Kerja Elektrodinamometer
Prinsip kerja elektrodinamometer dapat dipahami dengan meninjau kembali
persamaan torsi yang dibangkitkan oleh sebuah kumparan yang tergantung dalam
medan maknet, yaitu :
T = B x Ax I x N
Persamaan torsi diatas menyatakan bahwa torsi yang menyebabkan defleksi
kumparan putar berbanding lurus dengan konstanta-konstanta kumparan (A dan
H), kuat medan maknet dimana kumparan berputar (B), dan arus melalui
kumparan (I).Pada elektrodinamometer kerapatan fluksi (B) bergantung pada
arus melalui kumparan tetap, jadi berbanding lurus dengan arus defleksi (I).
Dimensi-dimensi dan jumlah lilitan kumparan merupakan besaran-besaran yang
diketahui, maka torsi yang dibangkitkan merupakan fungsi kuadrat arus, oleh
karena itu elektrodinamometer untuk pemakaian arus searah, skala kuadratnya
mudah diamati, yaitu melalui tanda-tanda skala yang banyak pada nilai-nilai arus.
sangat rendah, dan menyebar maju pada nilai arus yang frekuensinya tinggi.
Pada pengukuran arus bolak balik, torsi yang dibangkitkan setiap saat,
sebanding dengan kuadrat arus sesaat (i2), dimana nilai sesaat i selalu positif dan
akibatnya dihasilkan torsi yang bergetar, namun gerakan jarum tidak dapat
mengikuti perubahan torsi yang cepat, sehingga jarum menempati suatu posisi
dimana torsi rata-rata diimbangi oleh torsi pegas-pegas pengatur.Jadi defleksi alat
ukur merupakan fungsi rata-rata dari kuadrat arus.Skala elektrodinamometer,
umumnya dikalibrasi dalam akar kuadrat arus rata-rata, yang mempunyai arti
bahwa alat ukur membaca nilai rms atau efektif arus bolak balik. (Cooper,
William David.1994. Instrumentasi Elektronik dan Teknik Pengukuran. Jakarta :
Erlangga)
2.1.2 Sifat-Sifat Pengalihan Elektrodinamometer
Sifat-sifat pengalihan eletrodinamometer menjadi jelas bila membandingkan
nilai efektif arus bolak balik terhadap arus searah berdasarkan pengaruh
pemanasan atau pengalihan dayanya.Suatu arus bolak balik menghasilkan panas
di dalam sebuah tahanan yang besarnya diketahui, pada laju rata-rata yang sama
dengan arus searah ( I ), yang menurut definisi akan mempunyai nilai sebesar I
amper. Laju rata-rata pengeluaran panas oleh arus searah sebesar I amper didalam
sebuah tahanan adalah I2 R watt.Laju rata-rata pengeluaran panas oleh suatu arus
bolak balik “ i” amper selama satu perioda dalam tahanan R yang sama adalah :
𝑇
I2R = (1/T) ∫0 𝑖 2 𝑅 dt jadi berdasarkan definisi :
I2R =
𝑇
(1/T) ∫0 𝑖 2 𝑅 dt
𝑇
I = √(1/T) ∫0 𝑖 2 dt
dan
= √𝑟𝑎𝑡𝑎 𝑟𝑎𝑡𝑎 𝑖 2
Dimana I adalah nilai rms atau nilai efektif dari arus bolak balik dan sering
disebut nilai arus searah ekivalen.
Jika elektrodinamometer dikalibrasi untuk arus searah 1 A, dan pada skala
diberi tanda menyatakan nilai 1 A, maka arus bolak balik yang menyebabkan
jarum menyimpang ke tanda skala untuk 1 A dc tersebut, harus memiliki nilai
arus efektif sebesar 1 A, dengan kata lain kita dapat mengalihkan pembacaan
yang dihasilkan arus searah ke nilai arus bolak balik yang sesuai, dan ini akan
menetapkan hubungan antara dc dan ac. (Cooper, William David.1994.
Instrumentasi Elektronik dan Teknik Pengukuran. Jakarta : Erlangga)
2.2
ALAT UKUR BESI PUTAR
Alat ukur tipe besi putar adalah sederhana dan kuat dalam konstruksi. Alat
ukur ini digunakan sebagai alat ukur arus dan tegangan pada frekuensi – frekuensi
yang dipakai pada jaringan distribusi. Instrumen ini pada dasarnya ada dua buah
bentuk yaitu tipe tarikan (attraction) dan tipe tolakan (repulsion). Cara kerja tipe
tarikan tergantung pada gerakan dari sebuah besi lunak di dalam medan magnit,
sedang tipe tolakan tergantung pada gaya tolak
antara dua buah lembaran besi lunak yang telah termagnetisasi oleh medan
magnit yang sama. Apabila digunakan sebagai ampermeter, kumparan dibuat dari
beberapa gulungan kawat tebal sehingga ampermeter mempunyai tahanan yang
rendah terhubung seri dengan rangkaian. Jika digunakan sebagai voltmeter, maka
kumparan harus mempunyai tahanan yang tinggi agar arus yang melewatinya sekecil
mungkin, dihubungkan paralel terhadap rangkaian. Kalau arus yang mengalir pada
kumparan harus kecil, maka jumlah kumparan harus banyak agar mendapatkan
amper penggerak yang dibutuhkan. Tipe Tarikan (Attraction) Pada gambar 2.1
terlihat bahwa jika lempengan besi yang belum termagnetisasi digerakkan
mendekatai sisi kumparan yang dialiri arus, lempengan besi akan tertarik di dalam
kumparan. Hal ini merupakan dasar dalam pembuatan suatu pelat dari besi lunak
yang berbentuk bulat telur, bila dipasangkan pada batang yang berada diantara
"bearings" dan dekat pada kumparan, maka pelat besi tersebut akan terayun ke
dalam kumparan yang dialiri arus. Kuat medan terbesar berada ditengah - tengah
kumparan, maka pelat besi bulat telur harus dipasang sedemikian rupa sehingga
lebar gerakannya yang terbesar berada di tengah kumparan.
2.2.1 Tipe Tarikan (Attraction).
(Gambar 2.2.1 Prinsip kerja instrumen tipe tarikan)
(Gambar 2.2.2 Beberapa bagian dari instrumen tipe tarikan)
Bila sebuah jarum penunjuk dipasangkan pada batang yang membawa
pelat tadi, maka arus yang mengalir dalam kumparan akan mengakibatkan
jarum penunjuk menyimpang. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar 2.2.2.
Besar simpangan akan lebih besar, jika arus yang mengalir pada
kumparan besar. Demikian pula simpangan penunjuk yang bergerak diatas
skala, sebelumnya skala harus sudah dikalibrasi. Besarnya momen gerak
(deflecting torque) diperlihatkan pada gambar 2.2.3 di bawah.
(Gambar 2.2.3 Besarnya momen gerak)
2.2.2 Tipe Tolakan (Repolsion)
Bagian-bagian instrumen jenis tolakan digambarkan pada Gambar 2.2.4.
Dalam gambar terdapat kumparan tetap diletakkan didalamnya dua buah
batang besi lunak A dan B sejajar dengan sumbu kumparan. Salah satu dari
besi tersebut A dipasang tetap, sedang B dipasang mudah bergerak dan
membawa sebuah penunjuk yang mudah bergerak diatas skala yang telah
dikalibrasi.
(Gambar 2.2.4 Beberapa bagian penampang jenis repulsion)
Apabila arus yang akan diukur dilewatkan melalui kumparan, maka
akan membangkitkan medan magnit memagnetisir kedua batang besi. Pada
titik yang berdekatan sepanjang batang besi mempunyai polaritas magnit yang
sama. Dengan demikian akan terjadi gaya tolak menolak sehingga penunjuk
akan menyimpang melawan momen pengontrol yang diberikan oleh pegas.
Gaya tolak ini hampir sebanding dengan kuadrat arus yang melalui kumparan;
kemanapun arah arus yang melalui kumparan, kedua batang besi tersebut akan
selalu sama - sama termagnetisasi dan akan saling tolak-menolak. Untuk
mendapatkan skala uniform, digunakan 2 buah lembaran besi yang berbentuk
seperti lidah (Gambar 2.2.5).
(Gambar 2.2.5 Dua buah lembaran besi yang berbentuk seperti lidah)
Pada Gambar 2.2.5 tampak besi tetap terdiri dari lempengan besi
berbentuk lidah dililitkan dalam bentuk silinder, sedang besi yang bergerak
terdiri dari lempengan besi dan dipasang sedemikian rupa sehingga dapat
bergerak sejajar terhadap besi tetap. Dengan adanya gaya. Tolak menolak antara
dua batang besi yang sama-sama termagnetisasi tersebut akan timbul momen.
Karena polaritas dari kedua batang besi tersebut berlawanan secara serentak,
maka instrumen ini dapat digunakan untuk ac maupun dc. (Waluyanti, Sri dkk.
2008. Alat Ukur dan Teknik Pengukuran Jilid 1 (BSE). Jakarta: PP-Depdiknas)
2.3
INSTRUMEN JENIS PENYEARAH
Penyearah adalah perangkat yang mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi
arus searah (DC). Ini dilakukan dengan menggunakan dioda atau sekelompok dioda.
Ada dua jenis penyearah, yaitu penyearah setengah gelombang dan penyearah
gelombang penuh. Penyearah setengah gelombang menggunakan satu dioda,
sedangkan penyearah gelombang penuh menggunakan banyak dioda.
2.3.1. Penyearah Setengah Gelombang
Sebuah penyearah setengah gelombang didefinisikan sebagai jenis
penyearah yang
hanya
memungkinkan
setengah
siklus gelombang
tegangan AC untuk lulus, dan memblokir setengah siklus lainnya. Penyearah
setengah gelombang digunakan untuk mengubah tegangan AC menjadi
tegangan DC, dan hanya membutuhkan satu dioda untuk membuatnya.
Diagram di bawah mengilustrasikan prinsip dasar penyearah setengah
gelombang. Ketika bentuk gelombang AC dilewatkan melalui penyearah
setengah gelombang, hanya setengah dari bentuk gelombang AC yang tersisa.
Penyearah setengah gelombang hanya mengizinkan setengah siklus (setengah
siklus positif atau negatif) dari tegangan AC dan akan memblokir setengah
siklus lainnya di sisi DC, seperti yang terlihat di bawah ini.
(Gambar 2.3.1 Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang)
Proses penyearah setengah gelombang mengubah tegangan AC
menjadi output DC. Tegangan AC tinggi diterapkan ke sisi primer
transformator step-down dan akan mendapatkan tegangan rendah pada belitan
sekunder yang akan diterapkan ke dioda. Selama setengah siklus positif dari
tegangan AC, dioda akan bias maju dan arus mengalir melalui dioda. Selama
setengah siklus negatif tegangan AC, dioda akan dibiaskan terbalik dan aliran
arus akan diblokir. Bentuk gelombang tegangan keluaran akhir pada sisi
sekunder (DC) ditunjukkan pada gambar di atas.
Bentuk gelombang keluaran yang diperoleh adalah bentuk gelombang
DC yang berdenyut. Inilah yang diperoleh saat menggunakan penyearah
setengah gelombang tanpa filter.
Filter adalah komponen yang digunakan untuk mengubah
(memperhalus) bentuk gelombang DC yang berdenyut menjadi bentuk
gelombang DC yang konstan. Meskipun penyearah setengah gelombang tanpa
filter secara teori dimungkinkan, tetapi tidak dapat digunakan untuk aplikasi
praktis apa pun. Karena peralatan DC memerlukan bentuk gelombang konstan,
perlu untuk 'menghaluskan' bentuk gelombang yang berdenyut ini agar bisa
digunakan di dunia nyata. Sebuah kapasitor atau induktor dapat digunakan
sebagai filter, tapi penyearah setengah gelombang dengan filter kapasitor yang
paling sering digunakan.
Diagram rangkaian di bawah ini menunjukkan bagaimana filter
kapasitif dapat digunakan untuk memperhalus bentuk gelombang DC yang
berdenyut menjadi bentuk gelombang DC konstan.
(Gambar 2.3.2 Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang Dengan Filter)
Penyearah setengah gelombang tidak umum digunakan sebagai
penyearah gelombang. Meskipun demikian, masih memiliki beberapa
kegunaan seperti untuk aplikasi perbaikan, untuk aplikasi demodulasi sinyal,
dan untuk aplikasi puncak sinyal.
Keuntungan utama penyearah setengah gelombang adalah
kesederhanaannya. Karena tidak memerlukan banyak komponen, lebih
sederhana dan lebih murah untuk disiapkan dan dibangun.
Kekurangan Penyearah Setengah Gelombang adalah kehilangan daya
karena penyearah setengah gelombang hanya mengizinkan setengah siklus
gelombang dan membuang setengah siklus lainnya.
2.3.2. Penyearah Gelombang Penuh
Penyearah gelombang penuh mengubah kedua bagian dari setiap siklus
gelombang bolak-balik (sinyal AC) menjadi sinyal DC yang berdenyut.
Penyearah gelombang penuh diklasifikasikan menjadi Centre-tapped Full
Wave Rectifier (Penyearah Gelombang Penuh yang diketuk tengah) dan Full
Wave Bridge Rectifier (Penyearah Jembatan Gelombang Penuh).
o Penyearah Gelombang Penuh yang diketuk tengah
Trafo Sadap Tengah Ini adalah trafo normal dengan sedikit modifikasi.
Ini memiliki kabel tambahan yang terhubung ke pusat belitan sekunder yang
tepat. Jenis konstruksi ini membagi tegangan AC menjadi dua tegangan yang
sama dan berlawanan yaitu tegangan +Ve (Va) dan tegangan -ve (Vb).
Tegangan keluaran total adalah V = Va + Vb.
(Gambar 2.3.3 Penyearah Gelombang Penuh yang diketuk Tengah)
(Gambar 2.3.4 Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh yang diketuk Tengah)
Dengan menerapkan tegangan AC ke trafo input. Selama setengah
siklus positif dari tegangan AC, terminal 1 akan positif, keran tengah akan
berada pada potensial nol dan terminal 2 akan menjadi potensial negatif. Ini
akan menyebabkan bias maju di dioda D1 dan menyebabkan arus mengalir
melaluinya. Selama waktu ini, dioda D2 berada dalam bias balik dan akan
memblokir arus yang melewatinya.
(Gambar 2.3.5 Siklus Positif)
Selama setengah siklus negatif dari tegangan AC input, terminal 2 akan
menjadi positif dengan relatif terhadap terminal 2 dan center-tap. Ini akan
menyebabkan bias maju di dioda D2 dan menyebabkan arus mengalir
melaluinya. Selama ini, dioda D1 berada dalam bias terbalik dan akan
memblokir arus yang melewatinya.
(Gambar 2.3.6 Siklus Negatif)
Selama siklus positif dioda D1 bekerja, dan selama siklus negatif dioda
D2 bekerja. Akibatnya, kedua setengah siklus tersebut diizinkan untuk
dilewati. Output tegangan DC di sini hampir dua kali dari output tegangan DC
dari penyearah setengah gelombang. Dengan Bentuk Gelombang Keluaran
seperti berikut :
(Gambar 2.3.7 Gelombang Output)
(Gambar 2.3.8 Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh yang diketuk Tengah
Dengan Filter)
Penyearah gelombang penuh menghasilkan tegangan DC yang
berdenyut dengan banyak riak sebagai output. Jadi, untuk mengubah tegangan
DC yang berdenyut menjadi tegangan DC murni, menggunakan rangkaian
filter seperti yang ditunjukkan di atas. Dengan cara menempatkan kapasitor di
seberang beban. Cara kerja rangkaian filter kapasitif adalah untuk
memperpendek riak dan memblokir komponen DC sehingga mengalir melalui
jalur lain dan tersedia melintasi beban. Selama setengah gelombang positif,
kapasitor tidak diisi dayanya, dan ketika kita menerapkan tegangan AC input
yang kebetulan lebih dari tegangan kapasitor, kapasitor segera mengisi daya ke
nilai maksimum tegangan input. Pada titik ini, tegangan suplai sama dengan
tegangan kapasitor.
(Gambar 2.3.9 Gelombang Output Dengan Filter)
Ketika tegangan AC yang diterapkan mulai menurun dan kurang dari
kapasitor, kapasitor mulai mengosongkan daya dengan lambat tetapi ini lebih
lambat jika dibandingkan dengan pengisian kapasitor dan tidak mendapat
cukup waktu untuk melepaskan seluruhnya dan pengisian dimulai lagi. Jadi
sekitar setengah dari muatan yang ada di kapasitor habis. Selama siklus
negatif, dioda D2 mulai berjalan, dan proses di atas terjadi lagi. Ini akan
menyebabkan arus mengalir melalui arah yang sama melintasi beban.
o Penyearah Jembatan Gelombang Penuh
Penyearah jembatan gelombang penuh adalah jenis penyearah yang
akan menggunakan empat dioda atau lebih dari itu dalam formasi jembatan.
Gambar 2.3.10 Rangkain Penyearah Jembatan Gelombang Penuh
Kami menerapkan AC di jembatan. Selama setengah siklus positif,
terminal 1 menjadi positif, dan terminal 2 menjadi negatif. Ini akan
menyebabkan dioda A dan C menjadi bias maju, dan arus akan mengalir
melaluinya. Sementara dioda B dan D akan menjadi bias balik dan memblokir
arus yang melewatinya. Arus akan mengalir dari 1 ke 4 ke 3 ke 2.
Gambar 2.3.11 Siklus Positif
Selama setengah siklus negatif, terminal 1 akan menjadi negatif, dan
terminal 2 akan menjadi positif. Ini akan menyebabkan dioda B dan D menjadi
bias maju dan memungkinkan arus melewatinya. Pada saat yang sama, dioda
A dan C akan dibiaskan terbalik dan akan memblokir arus yang melewatinya.
The arus akan mengalir dari 2 dan 4 3-1.
Gambar 2.3.12 Siklus Negatif
Dengan Bentuk Gelombang Keluaran seperti berikut :
Gambar 2.3.13 Gelombang Output
Penyearah Jembatan Gelombang Penuh mendapatkan tegangan DC
yang berdenyut dengan banyak riak sebagai output dari penyearah jembatan
gelombang penuh. Tegangan ini tidak dapat digunakan untuk aplikasi praktis.
Jadi, untuk mengubah tegangan DC yang berdenyut menjadi tegangan DC
murni, kami menggunakan rangkaian filter seperti yang ditunjukkan di bawah.
Dengan menempatkan kapasitor di seberang beban. Cara kerja rangkaian filter
kapasitif adalah untuk memperpendek riak dan memblokir komponen DC
sehingga mengalir melalui jalur lain dan itu melalui beban. Selama setengah
gelombang, dioda A dan C bekerja. Ini mengisi kapasitor segera ke nilai
maksimum tegangan input. Ketika tegangan pulsasi yang diperbaiki mulai
menurun dan kurang dari tegangan kapasitor, kapasitor mulai melepaskan dan
memasok arus ke beban. Pengosongan ini lebih lambat jika dibandingkan
dengan pengisian kapasitor, dan tidak mendapat cukup waktu untuk
melepaskan seluruhnya dan pengisian dimulai lagi di pulsa berikutnya dari
bentuk gelombang tegangan yang diperbaiki. Jadi sekitar setengah dari muatan
yang ada di kapasitor habis. Selama siklus negatif, dioda B dan D mulai
berjalan, dan proses di atas terjadi lagi. Hal tersebut menyebabkan, arus terus
mengalir melalui arah yang sama melintasi beban.
Gambar 2.3.14 Penyearah Jembatan Gelombang Penuh dengan Filter
Keuntungan dari Penyearah Gelombang Penuh yaitu memiliki efisiensi
penyearah yang lebih tinggi daripada penyearah setengah gelombang . Ini
berarti bahwa mereka mengubah AC ke DC dengan lebih efisien.Mereka
memiliki kehilangan daya yang rendah karena tidak ada sinyal tegangan yang
terbuang dalam proses perbaikan. Dan Tegangan output penyearah gelombang
penuh yang disadap tengah memiliki riak yang lebih rendah daripada
penyearah setengah gelombang. Sedangkan Kekurangan dari Penyearah
Gelombang Penuh adalah Penyearah dengan tap tengah lebih mahal daripada
penyearah setengah gelombang dan cenderung menempati banyak ruang.
(Cooper, William David. 1994. InstrunmentasiElektronik dan Teknik
Pengukuran. Jakarta: Erlangga)
2.4
TERMO INSTRUMEN
Gambar 2.4.1 Skema Ampermeter Kawat Panas
Sejarah awal dari instrumen-instrumen yang bekerja berdasarkan
pemanasan (termo-instrumen) adalah mekanisme kawat-panas, yang ditunjukkan
secara skematis dalam Gambar 2.4. Arus yang akan diukur dilewatkan melalui
sebuah kawat halus yang diregang kencang antara dua terminal. Kawat kedua diikat
ke kawat halus tersebut pada satu ujung dan pada ujung lainnya ke sebuah pegas
yang berusaha menarik kawat halus ke bawah. Kawat kedua ini dilewatkan melalui
sebuah canai (roller) di mana jarum dihu-bungkan. Arus yang akan diukur
menyebabkan pemanasan kawat halus dan memuai sebanding dengan kuadrat arus
pemanasan. Perubahan panjang kawat menggerakkan jarum dan menunjukkan
besarnya arus. Ketidakstabilan karena regangan kawat, lambatnya tanggapan
(respons), dan kurangnya kompensasi terhadap temperatur sekeliling membuat
mekanisme ini tidak memuaskan secara komersil. Sekarang ini mekanisme kawat
panas tidak dipakai lagi dan diganti dengan yang lebih sensitif, lebih teliti dan
memiliki kombinasi kompensasi yang lebih baik bagi elemen termolistrik.( Cooper,
William David.1994. Instrumentasi Elektronik dan Teknik Pengukuran. Jakarta :
Erlangga)
2.5
ELEKTRODINAMIKA DALAM PENGUKURAN DAYA
Daya listrik adalah Usaha yang dibutuhkan untuk memindahkan elektron dari
suatu titik ke titik lain. untuk mengukur daya listrik dapat dilakukan dengan
menggunakan alat ukur berupa wattmeter.Wattmeter terbagi 2 yaitu :


Wattmeter satu fasa
Wattmeter banyak fasa
Wattmeter digunakan untuk mengukur daya listrik searah (DC) maupun
bolak-balik (AC). Ada 3 tipe Wattmeter yaitu Elektrodinamometer, Induksi dan
Thermokopel. Jika ditinjau dari fasanya ada 2 yaitu wattmeter satu fasa dan
wattmeter tiga fasa ( banyak fasa )
2.5.1. Wattmeter Satu Fasa
Elektrodinamometer dipakai secara luas dalam pengukuran daya,
wattmeter tipe Elektrodinamometer dapat dipakai untuk mengukur daya searah
(DC) maupun daya bolak-balik (AC) untuk setiap bentuk gelombang tegangan
dan arus dan tidak terbatas pada gelombang sinus saja. Wattmeter tipe
elektrodinamometer terdiri dari satu pasang kumparan yaitu kumparan tetap
yang disebut kumparan arus dan kumparan berputar yang disebut dengan
kumparan tegangan, sedangkan alat penunjuknya akan berputar melalui suatu
sudut, yang berbanding lurus dengan hasil perkalian dari arus-arus yang
melalui kumparan-kumparan tersebut. Gambar 1 menunjukkan susunan
wattmeter satu fasa.
Gambar 2.5.1 Wattmeter satu fasa
Arus sesaat didalam kumparan yang berputar (kumparan tegangan)
adalah Ip, besarnya Ip=e/Rp dimana e adalah tegangan sesaat pada jala – jala
dan Rp adalah tahanan total kumparan tegangan beserta tahanan serinya.
Defleksi kumparan putar sebanding dengan perkalian Ic dan Ip , defleksi
ratarata selama satu perioda dapat dituliskan : rata rata K Ic Ip dt dimana:
rata-rata = defleksi sudut rata-rata kumparan
K = konstanta instrumen
Ic = arus sesaat dalam kumparan arus
Ip = Arus sesaat di dalam kumparan tegangan Dengan menganggap
sementara
Ic =arus beban I (secara aktual Ic = Ip + I) dan menggunakan nilai Ip =
e/Rp didapatkan :
Menurut definisi, daya rata-rata didalam suatu rangkaian adalah :
Menurut definisi, daya rata-rata didalamsuaturangkaianadalah :
Elektrodinamometer yang dihubungkan dalam konfigurasi gambar 1
mempunyai defleksi yang sebanding dengan daya ratarata. Jika f dan I adalah
besaran sinus dengan bentuk e = Em sin wt dan I = Im sin (wt + f ) maka
persamaan di atas berubah menjadi :
dimana E dan I menyatakan nilai - nilai rms tegangan dan arus
menyatakan sudut fasa antara tegangan dan arus. Wattmeter
elektrodinamometer membutuhkan sejumlah daya untuk mempertahankan
medan magnetnya, tetapi ini biasanya sangat kecil dibandingkan daya beban
sehingga dapat diabaikan, Jika diperlukan pembacaan daya yang tepat, arus
kumparan harus sama dengan arus beban, dan kumparan potensial harus
dihubungkan diantara terminal beban. Kesulitan dalam menempatkan
sambungan kumparan tegangan diatasi dengan wattmeter yang terkompensasi.
Kumparan arus terdiri dari dua kumparan, masingmasing mempunyai jumlah
lilitan yang sama. Salah satu kumparan menggunakan kawat lebih besar yang
membawa arus beban ditambah arus untuk kumparan tegangan. Kumparan lain
menggunakan kawat kecil (tipis) dan hanya membawa arus ke kumparan
tegangan. Tetapi arus ini berlawanan dengan arus didalam kumparan besar,
menyebabkan fluks yang berlawanan dengan fluks utama. Berarti efek I
dihilangkan dan wattmeter menunjukkan daya yang sesuai.
2.5.2. Wattmeter Tiga Fasa
Pengukuran daya dalam suatu sistem fasa banyak, memerlukan
pemakaian dua atau lebih wattmeter. Kemudian daya nyata total diperoleh
dengan menjumlahkan pembacaan masing-masing wattmeter secara aljabar.
Teorema Blondel menyatakan bahwa daya nyata dapat diukur dengan
mengurangi satu elemen wattmeter dan sejumlah kawat-kawat dalam setiap
fasa banyak, dengan persyaratan bahwa satu kawat dapat dibuat common
terhadap semua rangkaian potensial. Gambar 2 menunjukkan sambungan dua
wattmeter untuk pengukuran konsumsi daya oleh sebuah beban tiga fasa yang
setimbang yang dihubungkan secara delta. Kumparan arus wattmeter 1
dihubungkan dalam jaringan A, dan kumparan tegangan dihubungkan antara
(jala-jala, line) A dan C. Kumparan arus wattmeter 2 dihubungkan dalam
jaringan B , dan kumparan tegangannya antara jaringan B dan C. Daya total
yang dipakai oleh beban setimbang tiga fasa sama dengan penjumlahan aljabar
dari kedua pembacaan wattmeter. Diagram fasor gambar 4-5 menunjukkan
tegangan tiga fasa VAC, VCB, VBA dan arus tiga fasa IAC, ICB dan IBA.
Beban yang dihubungkan secara delta dan dihubungkan secara induktif dan
arus fasa ketinggalan dari tegangan fasa sebesar sudut Ɵ.
Gambar 2.5.2 Konfigurasi Wattmeter
Kumparan arus wattmeter 1 membawa arus antara IA’A yang
merupakan penjumlahan vektor dan arus-arus fasa IAC dan IAB. Kumparan
potensial wattmeter 1 dihubungkan ke tegangan antara VAC. Dengan cara
sama kumparan arus wattmeter 2 membawa arus antara IB’B yang merupakan
penjumlahan vektor dari arus-arus fasa IBA dan IAC, sedang tegangan pada
kumparan tegangannya adalah tegangan antara VBC. Karena beban adalah
setimbang, tegangan fasa dan arus-arus fasa sama besarnya dan dituliskan :
VAC = VBC = V dan IAC = ICB =IBA = I
Gambar 3. Diagram fasor tegangan tiga fasa VAC, VCB
(Cooper, William David.1994. Instrumentasi Elektronik dan Teknik
Pengukuran. Jakarta : Erlangga)
2.6
ALAT UKUR WATT/JAM
Watt-hour meter (Alat Ukur Watt/Jam) merupakan alat pengukur yang dapat
mengevaluasi dan mencatat daya listrik yang melewati suatu rangkaian dalam waktu
tertentu. Dengan mengimplementasikan Watt-hour meter, kita dapat mengetahui
seberapa besar energi listrik yang digunakan oleh konsumen yang bertenaga listrik.
Utilitas listrik memasang pengukur ini di tempat konsumen untuk mengevaluasi
penggunaan listrik untuk tujuan penagihan. Pembacaan dilakukan di setiap periode
penagihan. Biasanya, unit penagihan adalah Kilowatt-hour (kWh). Ini sama dengan
total penggunaan energi listrik oleh konsumen sebesar satu kilowatt selama periode
satu jam. Pengukur Watt-Hour ini sering juga disebut dengan Pengukur Energi atau
Pengukur Listrik.Pada dasarnya, watt-hour meter diklasifikasikan menjadi tiga jenis,
yaitu Pengukur induksi tipe elektromekanis, Pengukur energi elektronik, dan
Pengukur energi pintar
2.6.1. Pengukur Induksi tipe Elektromekanis
Pada meteran jenis ini, piringan logam aluminium non-magnet dan
konduktif listrik dibuat untuk berputar dalam medan magnet . Rotasi
dimungkinkan dengan daya yang melewatinya. Kecepatan putaran sebanding
dengan aliran daya melalui meteran. Kereta roda gigi dan mekanisme
penghitung digabungkan untuk mengintegrasikan kekuatan ini. Meteran ini
bekerja dengan menghitung jumlah putaran dan itu relatif terhadap
penggunaan energi.
Sebuah magnet seri dihubungkan secara seri dengan garis dan yang
terdiri dari kumparan beberapa putaran dengan kawat tebal. Sebuah magnet
shunt dihubungkan dalam shunt dengan suplai dan terdiri dari sebuah
kumparan sejumlah besar putaran dengan kawat tipis. Sebuah magnet
pengereman yang merupakan magnet permanen disertakan untuk
menghentikan disk pada saat listrik mati dan untuk menempatkan disk pada
posisinya. Ini dilakukan dengan menerapkan gaya yang berlawanan dengan
putaran cakram.
Gambar 2.6.1 Pengukur Induksi tipe Elektromekanis
Sebuah fluks dihasilkan oleh magnet seri yang berbanding lurus dengan
aliran arus dan fluks lain dihasilkan oleh magnet shunt yang sesuai dengan
tegangan. Karena sifat induktif, kedua fluks ini tertinggal satu sama lain sejauh
90o. Arus eddydikembangkan dalam disk yang merupakan antarmuka dari dua
bidang. Arus ini dihasilkan oleh gaya yang sesuai dengan hasil kali arus sesaat,
tegangan dan sudut fasa di antaranya. Torsi putus dikembangkan pada cakram
dengan magnet pengereman yang ditempatkan di satu sisi cakram. Kecepatan
cakram menjadi konstan saat kondisi berikut tercapai, Torsi pengereman =
Torsi penggerak. Pengaturan roda gigi yang dihubungkan dengan poros
cakram diimplementasikan untuk mencatat jumlah putaran. Ini untuk
pengukuran AC fase tunggal. Jumlah kumparan tambahan dapat diterapkan
untuk konfigurasi fase yang berbeda.
2.6.2. Pengukur Energi Elektronik
Fitur utama dari pengukur elektronik selain pengukuran penggunaan
daya adalah dapat menampilkan penggunaan energi pada layar LED atau LCD.
Dalam beberapa meteran lanjutan, hasil pembacaan dapat dikirim ke daerah
terpencil. Itu juga dapat mencatat jumlah energi penggunaan di jam sibuk dan
jam tidak sibuk. Selain itu, meter ini dapat merekam parameter suplai dan
beban seperti voltase, daya reaktif yang digunakan, laju permintaan
penggunaan sesaat, faktor daya , permintaan maksimum, dll.
2.6.3. Pengukur Energi Cerdas
Dalam jenis komunikasi meteran di kedua arah (Utilitas ke pelanggan
dan pelanggan ke utilitas) dimungkinkan. Komunikasi pelanggan ke utilitas
mencakup nilai parameter, konsumsi energi, alarm, dll. Dan utilitas untuk
komunikasi konsumen termasuk instruksi pemutusan/penyambungan kembali,
sistem pembacaan meter otomatis, peningkatan perangkat lunak meteran, dll.
Modem diimplementasikan dalam meter ini untuk memudahkan komunikasi.
Sistem komunikasi termasuk kabel fiber, komunikasi saluran listrik, nirkabel,
telepon dll. ( Cooper, William David. 1994. InstrunmentasiElektronik dan
Teknik Pengukuran. Jakarta: Erlangga)
2.7
ALAT UKUR FAKTOR DAYA
Menurut definisi, faktor daya adalah cosinus sudut fasa antara tegangan
dan arus, dan pengukuran faktor daya biasanya menyangkut penentuan sudut fasa
ini. Pada dasarnya instrumen ini bekerja berdasarkan prinsip elektrodinamometer,
dimana elemen yang berputar terdiri dari dua kumparan yang dipasang pada poros
yang sama tetapi tegak lurus satu sama lain.Kumparan putar berputar di dalam
medan magnetik yang dihasilkan oleh kumparan medan yang membawa arus jala.
(Waluyanti,Sri dkk. 2008. Alat Ukur dan Teknik Pengukuran Jilid 2.Jakarta:PPDepdiknas).
Penyambungan alat ukur ini di dalam sebuah rangkaian satu fasa
ditunjukkan pada diagram Gambar 2.7.1 Seperti biasanya kumparan medan
dihubungkan seri dengan antaran dan mengalirkan arus antaran. Salah satu
kumparan dari elemen yang berputar dihubungkan seri dengan sebuah tahanan (R)
pada antaran-antaran dan menerima arus dari beda potensial yang dimasukkan.
Kumparan kedua elemen yang berputar tersebut
Gambar 2.7.1 Rangkaian Satu Fasa
Gambar 2.7.1 Rangkaian alat ukur faktor daya kumoran silang satu fasa
dihubungkan seri dengan sebuah induktor (L) pada antaran. Karena di sini
tidak diguna-kan pegas-pegas pengatur posisi setimbang, elemen yang berputar
akan bergantung pada torsi yang diakibatkan oleh kedua kumparan yang saling
bersilang. Bila elemen yang berputar dalam posisi setimbang, kontribusi
masing-masing elemen terhadap torsi total harus sama tetapi berlawanan tanda.
Torsi yang dibangkitkan di dalam masing-masing kumparan adalah fungsi arus
melalui kumparan dan berarti bergantung pada impedansi rangkaian
kumparan tersebut. Torsi juga bergantung pada induktansi bersama antara tiap
bagian kumparan yang bersilang dan kumparan medan stasioner. Induktansi
bersama ini bergantung pada posisi sudut elemen-elemen kumparan bersilang
terhadap posisi kumparan medan stasioner. Bila elemen yang berputar dalam
keadaan setimbang, dapat dilihat bahwa simpangan sudutnya merupakan fungsi
dari sudut fasa antara arus antaran (kumparan medan) dan tegangan antaran
(kumparan-kumparan yang bersilang). Penunjukan jarum yang dihubungkan ke
elemen berputar dikalibrasi langsung dalam sudut fasa atau faktor daya.
Alat ukur faktor daya dengan daun terpolarisasi (polarized vane powerfactor meter) digunakan dalam sistem daya tiga fasa sebab prinsip kerjanya
bergantung pada pemakaian tegangan tiga fasa. Kumparan luar adalah kumparan
potensial yang dihubungkan ke an-taran-antaran sistem tiga fasa. Penyambungan
tegangan tiga fasa ke kumparan potensial menyebabkannya bertindak seperti
stator motor induksi tiga fasa sewaktu membangkitkan suatu fluksi magnett
berputar. Kumparan di tengah atau kumparan arus dihubungkan seri dengan salah
satu antaran fasa, dan ini mempolariser daun-daun besi. Daun-daun terpolarisasi
ini bergerak di dalam medan magnet berputar dan mengambil suatu posisi di mana
medan putar pada suatu saat mempunyai fluksi polarisasi paling besar (maksimal).
Posisi ini merupakan indikasi sudut fasa dan berarti indikasi faktor daya.
Instrumen ini dapat digunakan dalam sistem satu fasa dengan syarat bahwa
sebuah rangkaian pemisah fasa (serupa dengan yang digunakan dalam motor satu
fasa) ditambahkan untuk membangkitkan medan magnet putar yang
diperlukan.Kedua jenis alat ukur faktor daya terbatas pada pengukuran
frekuensi yang relatif rendah dan khususnya digunakan pada frekuensi jala-jala
(60 Hz)..(Cooper, William David.1994. Instrumentasi Elektronik dan Teknik
Pengukuran. Jakarta : Erlangga)
2.8
ALAT UKUR FREKUENSI METER
Frekuensi meter adalah meter yang digunakanuntuk mengukur banyaknya
pengulangan gerakanperiodik perdetik. Gerakan periodik seperti detak jantung,
ayunan bandul jam. Ada dua jenis frekuensi meter, yaitu frekuensi meter analog dan
rekuensi meter digital.
2.8.1. Frekuensi Meter Analog
Frekuensi meter analog merupakan alat ukur yangdigunakan untuk
mengukur besaran frekuensi dan yangberkaitan dengan frekuensi. Terdapat
beberapa jenisfrekuensimeter analog diantaranya jenis batang ataulidah getar,
alat ukur ratio dan besi putar.
o
Alat Ukur Frekuensi Jenis Lidah Bergetar
Alat ukur frekuensi lidah getar prinsip kerjanya berdasarkan
resonansi mekanis. Jikasederetan kepingan baja yang tipis membentuk
lidah-lidah getar, masing-masingmempunyai frekuensi getar yang berbeda.
Lidah-lidah getar dipasang bersama-samapada sebuah alas fleksibel yang
terpasang pada sebuah jangkar elektromagnit.Kumparan elektromagnet
diberi energi listrik dari jala-jala arus bolak-balik yangfrekuensinya akan
ditentukan, maka salah satu dari lidah-lidah getar akan beresonansidan
memberikan defleksi yang besar bila frekuensi getarnya sama dengan
frekuensimedan magnet bolak-balik tersebut.
o
Alat Ukur Frekuensi Jenis Batang Bergetar
Gambar 2.8.1 Alat Ukur Frekuensi Jenis Batang Bergetar
Gambar 2.8.2 Display Frekuensi
Batang yang frekuensi dasarnya sama dengan frekuensi electromagnet
diberi energi, akan membentuk suatu getaran. Getaran batang ini dapat dilihat
pada panel alat ukur berupa getaran batang ditunjukkan melalui jendela.
Apabila frekuensi yang diukur berada diantara frekuensi duabatang yang
berdekatan, maka kedua batang akan bergetar danfrekuensi jala-jala paling
dekat pada batang yang bergetar paling tinggi.Frekuensi langsung terbaca
dengan melihat skala pada bagian yangpaling banyak bergetar ( misal 50 Hz).
Gambar 2.8.3 Alat Ukur Frekuensi Jenis Batang Getar
o
Alat Pengukur Frekuensi Dari Tipe Alat Ukur Rasio
Dalam alat ukur frekuensi ini, kumparan-kumparan medan
sebagianmembentuk dua rangkaian resonansi terpisah. Kumparam medan 1
seridengan induktor L 1 dan kapasitor C , dan membentuk sebuahrangkaian
resonan yang diset ke suatu 1 frekuensi sedikit di bawah skalaterendah dari
instrumen. Kumparan medan 2 adalah seri denganinduktor L2 dan Capasitor
C2 , dan membentuk sebuah rangkaianresonan yang diatur pada frekuensi
sedikit lebih tinggi dari skalatertinggi instrumen.
Gambar 2.8.4 Alat Pengukur Frekuensi Dari Tipe Alat Ukur Rasio
o
Alat Ukur Frekuensi Besi Putar
Prinsip kerja alat ukur ini tergantung pada perubahan arus yang
dialirkanpada dua rangkaian paralel, satu induktif dan yang lain non induktif.
Bilaterjadi perubahan frekuensi dua kumparan A dan B yang terpasang
permanensumbu-sumbu magnetnya akan saling tegak lurus satu sama lain.
Bagianpusat dipasangkan sebuah jarum panjang dari besi lunak ringan dan
lurussepanjang resultante medan magnet dari dua kumparan. Alat ukur ini
tidakmenggunakan peralatan pengontrol Rangkaian tersusun dari elemenelemenseperti halnya jembatan Wheatstone sebagai penyeimbang pada
frekuensisumber
Gambar 2.8.5 Alat Ukur Frekuensi Besi Putar
2.8.2. Frekuensi Meter Digital
Prinsip kerja dari frekuensi meter analog adalah sebagai berikut, Sinyal
yang akan diukur frekuensinya diubah menjadi barisan pulsa, satu pulsauntuk
setiap siklus sinyal. Kemudian jumlah pulsa yang terdapat padainterval waktu
tertenu dihitung dengan counter elektronik. Karena pulsa ini dari siklus sinyal
yang tidak diketahui, jumlah pulsa pada countermerupakan frekuensi sinyal
yang diukur. Karena counter elektronik inisangat cepat, maka sinyal dari
frekuensi tinggi dapat diketahui.
Gambar 2.8.6 Frekuensi Meter Digital
Sinyal diperkuat sebelum masuk Schmitt Trigger. Dalam
SchmittTrigger sinyal diubah menjadi gelombang kotak (kotak) denganwaktu
naik dan turun yang sangat cepat, kemudian dideferensierdan dipotong
(clipped).
Keluaran dari Schmitt Trigger berupa barisan pulsa, satu pulsa untuk
setiap siklus sinyal.Pulsa keluaran Schmitt Trigger masuk ke gerbang startstop. Bila gerbang terbuka (start),pulsa input melalui gerbang
inidanmulaidihitungoleh counter elektronik. Bila pintutertutup (stop), pulsa
input pada counter berhenti dan counter berhenti menghitung.Counter
memperagakan (display) jumlah pulsa yang telah masuk melaluinya
antarainterval waktu . Untuk mengetahui frekuensi sinyal input, interval waktu
gerbang antarastart dan stop harus diketahui dengan teliti. Interval waktu perlu
diketahui sebagai timebase rangkaian secara blok. Bila interval waktu ini
diketahui, kecepatan dan frekuensipulsa sinyal input dapat diketahui. Misalnya
f adalah frekuensi dari sinyal input, N jumlah pulsa yang ditunjukkan counter
dan t adalah interval waktu antara start dan stopdari gerbang. Maka frekuensi
dari sinyal yang tidak diketahui dapat dihitung dengan persamaan F.
Gambar 2.8.7 Blok Diagram Pembentukan Time Base
(Syahputra,Rudi. 2015. Bahan Ajar Institut Teknologi Adhitama.
Surabaya : INSTITUT TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA)
2.9
ALAT UKUR KWH METER
KWH Meter adalah alat penghitung pemakaian energi listrik. Alat ini bekerja
menggunakan metode induksi medan magnet dimana medan magnet tersebut
menggerakan piringan yang terbuat dari alumunium. Pengukur Watt atau Kwatt,
yang pada umumnya disebut Watt-meter/Kwatt meter disusun sedemikian rupa,
sehingga kumparan tegangan dapat berputar dengan bebasnya, dengan jalan
demikian tenaga listrik dapat diukur, baik dalam satuan WH (watt Jam) ataupun
dalam Kwh (kilowatt Hour). Pemakaian energi listrik di industri maupun rumah
tangga menggunakan satuan kilowatt- hour (KWH), dimana 1 KWH sama dengan
3.6 MJ. Karena itulah alat yang digunakan untuk mengukur energi pada industri dan
rumah tangga dikenal dengan watthourmeters. Besar tagihan listrik biasanya
berdasarkan pada angka-angka yang tertera pada KWH meter setiap bulannya Untuk
saat ini. KWH meter induksi adalah satusatunya tipe yang digunakan pada
perhitungan daya listrik rumah tangga. Bagian-bagian utama dari sebuah KWH
meter adalah kumparan tegangan, kumparan arus,sebuah piringan aluminium,
sebuah magnet tetap, dan sebuah gir mekanik yang mencatat banyaknya putaran
piringan. Jika meter dihubungkan ke daya satu fasa, maka piringan mendapat torsi
yang membuatnya berputar seperti motor dengan tingkat kepresisian yang tinggi.
Semakin besar daya yang terpakai, mengakibatkan kecepatan piringan semakin
besar; demikian pula sebaliknya. Apabila dilihat dari cara kerjanya, KWH Meter
dibedakan menjadi :
2.9.1. KWH Meter Analog
Adapun bagian-bagian utama dari sebuah KWH meter Analog antara
lain, sebagai berikut :

kumparan tegangan

kumparan arus

piringan aluminium

magnet tetap

gear mekanik yang mencatat jumlah perputaranpiringan aluminium

Bendera pengereman berfungsi mengatur piringan pengujian beban nol
pada tegangan normal.

Lidah pengereman adalah merupakan pasangan dengan bendera

posisi lidah pengereman dan bendera pengereman harus tepat sehingga:
Pada beban nol,tegangan norminal piringan berhenti pada saat posisi
mereka berdekatan. Tetapi arus mula (0,5 % Id) piringan harus dapat
berputar > 1 putaran.
2.9.2. KWH Meter Digital
KWH Meter digital digunakan untuk mengatasi kelemahan dari KWH
Meter analog. Adapun kelebihan dari KWH Meter Digital antara lain sebagai
berikut : Sistem pembayarannya dengan sis.tem prabayar, dengan sistem
prabayar menggantikan cara pembayaran umumnya, dengan menggunakan
kartu prabayar elektronik pengganti tagihan bulanan. KWH meter denan
tampilan digital yang menyala dan berukuran cukup besar. Akurasi
perhitungan KWH, tidak adanya tunggakan pembayaran tagihan listrik,
kemudahan memutus sambungan listrik pelanggan yang melakukan tunggakan
tagihan dengan menggunakan alat yang bisa di set up dari jarak maximal 200
meter. Adapun sistem pembayaran KWH Meter digital yaitu dengan sistem
pembayaran moderen membeli sebuah voucher elektronik, berisi besaran
digital yang berfungsi sebagai pulsa dan juga sebagai pembanding besaran
energi yang digunakan. Secara otomatis sistem ini memutuskan tegangan
rumah bila besaran tersebut mencapai nilai 0.
BAB III
PENUTUP
3.1







KESIMPULAN
Elektrodinamometer merupakan salah satu alat ukur arus bolak balik yang paling
penting, dan sering digunakan sebagai voltmeter dan ampermeter yang akurat
tidak hanya pada frekuensi jala-jala, akan tetapi juga dalam daerah frekuensi
audio yang rendah. Elektrodinamometer berbeda dengan gerak dArsonval ,
Elektro-dinamometer memanfaatkan arus yang akan diukur untuk menghasilkan
fluksi medan yang diperlukan, sedang gerak dArsonval menggunakan magnet
permanen untuk menghasilkan medan magnet.
Alat ukur besi putar digunakan sebagai alat ukur arus dan tegangan pada
frekuensi – frekuensi yang dipakai pada jaringan distribusi
Penyearah adalah perangkat yang mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus
searah (DC). Ada dua jenis penyearah, yaitu penyearah setengah gelombang dan
penyearah gelombang penuh. Keuntungan dari Penyearah Gelombang Penuh
yaitu memiliki efisiensi penyearah yang lebih tinggi Sedangkan Kekurangan dari
Penyearah Gelombang Penuh adalah Penyearah dengan tap tengah lebih mahal.
termo-instrumen adalah instrumen-instrumen yang bekerja berdasarkan
pemanasan .
Untuk mengukur daya listrik dapat dilakukan dengan menggunakan alat ukur
berupa wattmeter.Wattmeter terbagi 2 yaitu Wattmeter satu fasa dan Wattmeter
banyak fasa
Instrumen faktor daya bekerja berdasarkan prinsip elektrodinamometer, dimana
elemen yang berputar terdiri dari dua kumparan yang dipasang pada poros yang
sama tetapi tegak lurus satu sama lain.Kumparan putar berputar di dalam medan
maknetik yang dihasilkan oleh kumparan medan yang membawa arus jala-jala.
Frekuensi meter adalah meter yang digunakanuntuk mengukur banyaknya
pengulangan gerakanperiodik perdetik. Ada dua jenis frekuensi meter, yaitu:
frekuensi meter analog dan digital.
DAFTAR PUSTAKA
Cooper, William David.1994. Instrumentasi Elektronik dan Teknik Pengukuran. Jakarta
: Erlangga
Nuraeni, Reni dan Charles Selan.2014. Dasar dan Pengukuran Listrik(BSE).
Jakarta:PP-Depdiknas
Waluyanti,Sri dkk. 2008. Alat Ukur dan Teknik Pengukuran Jilid 1(BSE).Jakarta: PPDepdiknas
Waluyanti,Sri dkk. 2008. Alat Ukur dan Teknik Pengukuran Jilid 2(BSE).Jakarta: PPDepdiknas
Syahputra,Rudi. 2015. Bahan Ajar Institut Teknologi Adhitama .Surabaya : INSTITUT
TEKNOLOGI ADHI TAMA SURABAYA
Electrical4u. 2020. “Watt Hour Meter”, https://www.electrical4u.com/watt-hour-meter,
Electrical4u. 2020. “Half Wafe Rectifier Circuit Diagram & Working Principle”,
https://www.electrical4u.com/half-wave-rectifier
Electrical4u. 2020. “FullWafe Rectifier”, https://www.electrical4u.com/full-waverectifiers
Download