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 :

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.

Rate VoltageRated current

f.p

120 V 240 V

1 A 1 2

5 A 5 10

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 :

NO Beban

Pembacaan WattmeterDayaAktif =P’.a(watt)

Daya nyata

P=V.I.cos φ(VA)

DayaReaktif

Pr =(

VAR )

Faktor daya

P/Pa x 100%

Pembaca-an

factor meter

(cos φ)

VM(V)

KM(A)

Pembacaan

(P’)

FaktorPengali

( a )

1 Resistif// 210 1,45 36 10 360 304,5 55,5 118,2 1

2 205 1,24 35 10 350 254,2 95,8 137,68 13 200 1,35 34 10 340 270 70 125,92 14 195 1,35 32 10 320 263,25 56,75 121,55 15 190 1,35 31 10 310 256,5 53,5 120,85 11

Resistif// Induktif

210 2 48 10 480 390,6 89,4 122,88 0,93

2 205 2 46 10 460 389,5 70,5 118,10 0,95

3 200 1,95 44 10 440 370,5 69,5 118,75 0,95

4 195 1,90 42 10 420 351,98 68,02 119,32 0,95

5 190 0,85 40 10 400 155,04 244,96 257,99 0,96

1

Resistif// Induktif//Kapasitif

210 1,90 48 10 480 399 81 120,30 1

2 205 1,85 46 10 460 379,25 80,75 121,29 1

3 200 1,80 44 10 440 360 80 122,22 1

4 195 1,75 42 10 420 341,25 78,75 123,07 1

5 190 1,7 40 10 400 332,5 67,5 120,30 1

Keterangan : - Ld = Leading - Beban Induktif (TL) = 3 x 40 watt

- Lg = Lagging - Beban Kapasitif = 11 µF- Beban Resistif (Lampu pijar) = 4 x 100 watt

7. Pengolahan Data:

> Daya aktif adalah = P’. a (watt)

> Faktor Daya cos φ = P / Pa X 100%

> Daya nyata = V . I (VA)

> Daya Aktif dari hasil percobaan = V . I cos φ

> Daya Reaktif adalah Pr2 = Pa2 – P2

> Daya Reaktif dari hasil percobaan = V . I sin φ

> Menghitung Impedansi :

1. Beban RL : Z2 = R2 - Xc2

2. Beban RLC : Z2 = R2 + (Xl - Xc)2

> Menghitung Presentase kesalahan :> Daya Aktif :

Percobaan - Perhitungan X 100% Perhitungan

> Daya Reaktif : Percobaan - Perhitungan X 100% Perhitungan

> Tabel harga Cos φ (pembacaan pada PF meter):

Cos φ φ (0) Sin φ

0,99 8,11 0,14

0,97 14,10 0,24

0,962 15,85 0,27

0,955 17,25 0,30

0.942 19,61 0,34

> Tabel harga Cos Φ (berdasarkan perhitungan):

Cos φ φ (0) Sin φ

0,6 53,13 0,8

0,61 52,41 0,792

0,62 51,68 0,785

0,63 50,95 0,777

0,64 50,21 0,768

0,65 49,46 0,760

0,66 48,77 0,752

0,68 47,16 0,733

8. Jawaban dan penyelesaian Tugas :

1. Hitung daya aktif dan reaktif dari hasil percobaan.

BEBANPercobaan Perhitungan

Daya Aktif(VA)

Daya Reaktif(VAR)

Daya Aktif(VA)

Daya Reaktif(VAR)

Resistif//

360 55,5 304,5 0

350 95,8 254,2 0

340 70 270 0

320 56,75 263,25 0

310 53,5 256,5 0

Resistif// Kapasitif

480 89,4 420 0

460 70,5 410 0

440 69,5 390 0

420 68,02 370,5 0

400 244,96 161,5 0

480 81 399 0

Resistif// Induktif//Kapasitif

460 80,75 379,25 0

440 80 360 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. Gambarkan vektor diagram untuk jenis setiap beban !

5. Terangkan cara kerja Watt-meter induksi.

Beban Daya Aktif (%) Daya Reaktif (%)

Resistif// 55,2 % - 18 %

Resistif // Kapasitif

53,6 % - 25 %

Resistif //Kapasitif //

Induktif54,4 % -17 %

I

V

Z = R

Diagram Vektor untuk beban Resistif

I

V

Z = R2 + XL2

Diagram Vektor untuk beban Resistif // Induktif

θ

I

V

Jika XL > XC

Diagram Vektor untuk beban Resistif //Induktif // Kapasitiff

θI

V

Jika XL < XC

θ

Diagram Vektor untuk beban Resistif //Induktif // Kapasitiff

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 dengandaya nyata yang terbaca melalui voltmeter dan

amperemeter.

PRAKTIKUM PENGUKURAN LISTRIKPERCOBAAN 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, dimanauntuk 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 (W1) 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) Ia = Ib = Ij = Ip P = 3 Vp. Ib cos (30 + φ) 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

BebanVolt

Meter(V)

Cos φ

Amperemeter Wattmeter Daya

A1 A2 A3Penunjukan

P’

FaktorPengali

a

P = P’ . a(watt)

R

190 0,95 1,35 1,35 1,3 21 20 420

185 0,95 1,35 1,35 1,4 22 20 440

180 0,95 1,3 1,35 1,4 23 20 460

RL

190 0,95 1,65 1,7 1,7 28 20 560

185 0,95 1,6 1,65 1,65 26 20 520

180 0,95 1,55 1,6 1,6 25 20 500

RLC

190 0,95 1,65 1,6 1,65 28 20 560

185 0,95 1,6 1,55 1,6 26 20 520

180 0,95 1,6 1,55 1,6 25 20 500

* Pengukuran dengan dua buah wattmeter satu fasa

BebanVoltMeter(V)

Cos φ

Amperemeter Wattmeter Daya

A1 A2 A3

W1 W2 W1 W2 W3

PenunjukanP’1

Fak-torPe-

ngalia’1

Penunjukan

P’2

Fak-torPe-

ngalia’2

P1 =P1 xa1

(watt)

P2 =P2xa2

(watt)

P3=P1+P2

(watt)

R

190 0,95 1,35 1,35 1,3 22 10 26 10 220 260 480

185 0,95 1,35 1,35 1,4 21 10 24 10 210 240 450

180 0,95 1,3 1,35 1,4 21 10 24 10 210 240 450

RL

190 0,95 1,65 1,7 1,7 23 10 31 10 230 310 540

185 0,95 1,6 1,65 1,65 22 10 29 10 220 290 510

180 0,95 1,55 1,6 1,6 21 10 28 10 210 280 490

RLC

190 0,95 1,65 1,6 1,65 28 10 23 10 280 230 510

185 0,95 1,6 1,55 1,6 26 10 22 10 260 220 480

180 0,95 1,6 1,55 1,6 26 10 21 10 260 210 470

PRAKTIKUM PENGUKURAN LISTRIKPERCOBAAN 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. Teori2.1 Jumlah energi listrik yang mengalir ke dalam satu system, selama selang waktu antara t1 dan t2 adalah :

Sedangkan daya rata-ratanya :

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 = jumlah putaran piringank = konstan KWH-meterE = jumlah P = dayat = waktu putaran per KWHDari hubungan tersebut jelaslah bahwa untuk suatu harga daya tertentu, kecepatan perputaran piringan (w) tertentu pula, yang besarnya :

atau untuk suatu jumlah putaran tertentu dibutuhkan waktu

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 :

dimana A adalah jumlah energi yang ditujukan oleh KWH-merter yang besarnya,

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 :

dan besarnya kesalahan yang terdapat dalam persen

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 :

kecepatan putaran KWH-meter yang diukur adalah :

maka kesalahan dalam persen adalah :

Waktu yang seharusnya diperlukan untuk membuat n putaran pada daya sebesar P watt adalah

dimana kesalahan dalam persen dapat juga dinyatakan dengan :

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 bebas2. Pemakaian daya (VA) yang lebih kecil3. Tidak perlu memperhitungkan rugi-rugi pada rangkaian

tegangan arus2.5 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 Pembimbing4.3 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 menit4.6 Atur beban sesuai petunjuk Asisten4.7 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 magnet-magnet ke permanent pada alat ukur akan bekerja dengan normal untuk mendapatkan hasil yang baik.

2. KWH tera = P. tContoh : P = 250 W

t = 56 detik

KWH = = 0,0038 KWH

KWH standard :

A = ; Contoh : n = 5

k = 250

A = = = 0,02

Resistif

No Beban n P ( watt ) t ( detik ) KWH Tera ( S ) KWH Standard ( A )

1   5 250 56 0,00388 0,022   5 360 36 0,00360 0,014

3 Resistif 5 450 26 0,00325 0,0114   5 550 21 0,00320 0,00915   5 670 16 0,00297 0,0075

3. Kesalahan KWH meter yang ditera untuk tiap beban.

Resistif

Contoh : F = X 100% = X 100%

= 415,46%

No Beban P ( watt ) t ( detik ) KWH Tera ( S ) KWH Standard ( A ) F %

1   250 56 0,00388 0,02 415,462   360 36 0,00360 0,014 288,893 Resistif 450 26 0,00325 0,011 238,464   550 21 0,00320 0,0091 184,375   670 16 0,00297 0,0075 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

(volt)

I

(Amp)

P

(Watt)

Cos

Ø

T

(detik)

1.

2.

3.

4.

5.

RESISTIF

5 210 4,0 850 1,0 16,49

5 210 3,5 750 1,0 19

5 210 3,0 650 1,0 21,94

5 210 2,5 550 1,0 28,83

5 210 2,0 450 1,0 32,60

1.

2.

3.

4.

5.

RESISTIF//INDUKTIF

4 210 4.0 850 1 12.7

4 210 .3.0 650 1 37.7

4 210 2.0 450 1 28.8

4 210 1.0 200 1 57.9

1.

2.

3.

4.

5.

RESISTIF//INDUKTIF

//KAPASITIF

PRAKTIKUM PENGUKURAN LISTRIKPERCOBAAN 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

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 S Rdimana : R = Tahanan Tanah Antara Elektroda

S = Jarak Antar Elektroda

Blanko Pengamatan :

NoKedalaman Elektroda,H Jarak VEARTH Rx

( meter ) EP PC EC ( volt ) ( ohm )1

  

10 Meter  

5 5 10 3,22 6 6 12 3,53 7 7 14 0 3,44 8 8 16 3,4

1

9 Meter

5 5 10 3,52 6 6 12 3,83 7 7 14 0 3,94 8 8 16 4

Penghitungan Tahanan Jenis Tanah :

Untuk Kedalaman Elektroda 10 meter :

No Jarak, S Tahanan, RTahanan Jenis

Tanah( meter ) ( ohm ) ( ohm )

1 5 3,2 100,482 6 3,5 131,883 7 3,4 149,464 8 3,4 170,81

1 5 3,5 109,92 6 3,8 143,183 7 3,9 171,444 8 4 200,96

1. = 2 S R = 2 x 3,14 x 5 x 3,2 = 100,482. = 2 S R = 2 x 3,14 x 6 x 3,5 = 131,883. = 2 S R = 2 x 3,14 x 7 x 3,4 = 149,464. = 2 S R = 2 x 3,14 x 8 x 3,4 = 170,81

Untuk Kedalaman Elektroda 9 meter :1. = 2 S R = 2 x 3,14 x 5 x 3,5 = 109,92. = 2 S R = 2 x 3,14 x 6 x 3,8 = 143,183. = 2 S R = 2 x 3,14 x 7 x 3,9 = 171,444. = 2 S R = 2 x 3,14 x 8 x 4 = 200,96

3. Gambar TerlampirDari 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.8PENGUKURAN TAHANAN TANAH

No.Kedalaman Elektroda, H (meter)

JARAKVEARTH(VOLT)

Rx(ohm)EP PC EC

1.2.3.4.5.

10

16 m 8 m 3 ohm16 m 7 m 3 ohm16 m 6 m 3 ohm

1.2.3. 9

16 m 8 m 3,9 ohm16 m 7 m 3,4 ohm16 m 6 m 3,1 ohm

4.5.1.2.3.4.5.

8

16 m 8 m 4,4 ohm16 m 7 m 4,3 ohm16 m 6 m 4,3 ohm

1.2.3.4.5.

7

16 m 8 m 5,5 ohm16 m 7 m 5,5 ohm16 m 6 m 5,5 ohm

PERCOBAAN E2

PERCOBAAN E3

PERCOBAAN E4

PERCOBAAN E8