PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
1
TEORI DASAR LISTRIK
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Konduktor
Konduktor merupakan bahan yg ikatan muatan elektron-elektronnya terhadap inti atom sangat lemah atau dikatakan mempunyai banyak muatan elektron bebasnya, maka bahan tersebut dikatakan “Konduktor” Dengan energi yang kecil saja muatanmuatan elektronnya mudah terlepas dengan kata lain mudah menghantarkan listrik Energi
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Isolator 3
Suatu bahan dimana ikatan elektronelektron terhadap inti atomnya kuat sekali Elektron-elektron tersebut apabila diberi energi dari luar sulit untuk melepaskan ikatannya dengan kata lain sulit menghantarkan listrik Energi
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Tahanan 4
Isolator dapat dikatakan menghambat atau menahan aliran listrik. Hambatan atau perlawanan bahan penghantar terhadap aliran listrik ini disebut “Tahanan Listrik” dengan simbol (R) dan dalam satuan OHM () 3 faktor yang mempengaruhi harga tahanan listrik suatu bahan :
Panjang bahan, Luas Penampang Temperatur Bahan
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Faktor 1 : Panjang Bahan 5
Semakin panjang konduktor, semakin besar tahanan listrik
Dimana : R = Tahanan kawat [ Ω/ohm] l = Panjang kawat [meter/m] ρ = Tahanan jenis kawat [Ωmm²/meter] q = Penampang kawat [mm²] Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Faktor 2 : Luas Penampang 6
Semakin kecil luas penampang konduktor semakin besar tahanan listriknya
Dimana: A = Luas penampang kawat [ mm²] I = Kuat arus [ Amp] J = Rapat arus [ A/mm²] Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Faktor 3 : Temperatur 7
Umumnya tahanan listrik suatu konduktor akan bertambah bila temperatur konduktor naik. Rt = Ro + αt Untuk mengukur besarnya tahanan listrik dapat digunakan Multi meter dengan fungsi Ohm Meter
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Tegangan 8
Definisi : energi yang dibutuhkan untuk memindahkan satu muatan listrik (sebesar 1 Coulomb) dari sebuah kutub ke kutub lainnya yang berbeda potensial Tegangan adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik, dan dinyatakan dalam satuan volt (V) Tegangan mengukur energi potensial dari sebuah medan listrik yang mengakibatkan adanya aliran listrik dalam sebuah konduktor listrik. Nilai untuk 1 volt adalah sama dengan 1 J/C
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Tegangan 9
Di PLN kategorikan menjadi : Tegangan Ekstra Rendah, Rendah, Menengah, Tinggi, dan Ekstra Tinggi Dalam perhitungan matematis : (dari hukum Ohm) maka : V = I x R Alat Pengukur Tegangan dinamakan Voltage Meter atau bisa juga mengukur memakai Multi Meter (fungsi Volt meter)
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Arus Listrik 10
Definisi : muatan listrik yang mengalir tiap satuan waktu. Arah bergerak arus listrik searah dengan muatan positif (proton) dan berlawanan dengan arah muatan negative (electron) Arus listrik akan muncul ketika ada perbedaan potensial yg menyebabkan bergeraknya muatan positif dari potensial tinggi ke rendah atau bergeraknya muatan negatif dari potensial rendah ke potensial tinggi
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Arus Listrik 11
Secara matematis arus didefinisikan : I = dq/dt Jumlah muatan elektron yang mengalir melalui titik tiap detik dapat mencapai jutaan elektron. Arus Listrik ditulis dengan simbol I atau i, yang diambil dari bahasa perancis yaitu: Intensite. Dalam satuan SI untuk arus dinyatakan dalam satuan ampere (A)
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
12
HUBUNGAN HAMBATAN, TEGANGAN, ARUS
Bila kita lihat gambar 3, dimana 2 tangki air yang sama dengan permukaan air yang berbeda, aliran / arus pada gambar A akan lebih besar daripada gambar. B. Gaya untuk mendorong air keluar dari tangki A lebih besar dari tangki B. Besar kecilnya gaya tergantung pada besar kecilnya perbedaan permukaan air. A B Gambar 3
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
13
HUBUNGAN HAMBATAN, TEGANGAN, ARUS
Permukaan yang sama tapi dengan saluran yang berbeda maka pada saluran yang panjang aliran air lebih kecil daripada saluran yang pendek (gambar. 4). Karena gesekan atau hambatan dari saluran yang panjang lebih besar dari pada gesekan atau hambatan dari yang pendek. Gambar 4
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
14
HUBUNGAN HAMBATAN, TEGANGAN, ARUS
Hubungan antara besaran tahanan (R) dalam Ohm, tegangan (V) dalam volt dan arus listrik (I) dalam ampere, dapat dinyatakan dalam bentuk rumus yang dikenal dengan hukum Ohm, yaitu : 1. I = V/R ……………………. Ampere. 2. V = I x R……………………. Volt. 3. R = V/I ……………………. Ohm. V I
R
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Resistor 15
Komponen elektronik dua saluran yang didesain untuk menahan arus listrik dengan memproduksi penurunan tegangan diantara kedua salurannya sesuai dengan arus yang mengalirinya Resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon.
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Kapasitor 16
Pada dasarnya sebuah kapasitor merupakan dua keping konduktor yang dipisahkan oleh suatu insulator (udara, hampa udara atau suatu material tertentu). Satuan kapasitansi ini dinyatakan dengan farad (F). Secara umum hubungan antara muatan dan tegangan untuk sebuah kapasitor dapat dituliskan sebagai : q = C v (4.2) dengan demikian arus i yang mengalir diberikan oleh: i = dq / dt = C dv / dt (4.3)
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Kapasitor 17
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Induktor 18
Komponen elektronik pasif yang dapat menghasilkan tegangan listrik berbanding lurus dengan perubahan sesaat dari arus listrik yang mengalir melaluinya : V = L × dI/dt, di mana V adalah tegangan listrik yang dihasilkan, dI/dt adalah laju perubahan arus listrik, dan L adalah sifat dari alat yang dinamakan induktansi. Satuan SI dari induktansi adalah henry (H).
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
DAYA 19
Satuan daya listrik dalam USCS dan sistem metrik adalah Watt. Dalam satuan SI, satu Watt didefinisikan sebagai “sesuatu yang sama dengan kerja yang dilakukan pada laju satu joule setiap detik”. Watt juga didefinisikan sebagai “energi yang dikeluarkan atau kerja yang dilakukan oleh setiap arus 1 amper yang tidak berubah yang mengalir pada tegangan 1 volt”
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Induktor 20
Telah diketahui bahwa elektron yang bergerak atau arus listrik yang mengalir akan menghasilkan medan magnet. Kebalikannya untuk menghasilkan arus listrik (arus induksi) perlu dilakukan perubahan medan magnet.
Percobaan sederhana terjadinya induksi diri pada inductor Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
DAYA 21
P=V.I dimana : P = daya dalam Watt. I = arus dalam Amper. V = tegangan dalam Volt. Rumus daya dapat jg dituliskan sebagai berikut : Coulomb Daya dalam watt = x Volt detik
Dalam perkataan lain, watt adalah ukuran laju muatan listrik yang bergerak melalui suatu perbedaan potensial.
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
DAYA 22
Dari hukum ohm V = I.R , dimana harga V disubstitusikan kedalam persamaan daya diatas, dapat diperoleh rumus baru sebagai berikut : P = I. V. = I x I.R P = I2 . R. Sedangkan bila harga I yang diganti dengan V/R, maka akan diperoleh : P = V . I. = V x V = V 2R
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
DAYA 23
Daya listrik diukur dengan menggunakan wattmeter dengan pemasangan sebagai berikut :
Bila menemukan jenis wattmeter seperti pada gambar diatas maka dalam menentukan harga sebenarnya setelah dirangkai dengan benar dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut: P = CI x C V x T dimana CI x C V = K S S P=KxT
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
ENERGI LISTRIK 24
Energi yang digunakan oleh alat listrik adalah laju penggunaan energi (daya) dikali dengan waktu selama alat tersebut digunakan Daya x waktu = Energi (Watt x Jam = Watt jam = wh) Daya x waktu = Energi (Watt x detik = Watt detik = Joule)
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
ENERGI LISTRIK 25
Untuk mengetahui berapa daya yang digunakan selama waktu (t) detik dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut : P = C (watt/put) x N (put) x 3600 t (detik)
Dimana :
C = Konstanta Kwh meter (wh / put) N = Jumlah putaran (put)
t = Waktu untuk menempuh (n) putaran (detik)
P = Daya dalam (watt)
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
26
Segitiga Daya (Daya Semu, Daya Aktif, dan Daya Bila pada diagram vektor tegangan masingReaktif) masing vektor dikalikan dengan I, maka
didapatkan segitiga daya. Dari segitiga ini kita dapatkan : Cos = P/S ……………. P = S . Cos Karena, S = U.I, maka : P = P.I.Cos , atau S2 = P2 + Q2 dimana ; Cos disebut juga faktor daya (Power Factor)
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
27
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Daya Pada Rangkaian Dengan Beban Kombinasi R & XL
Bila rangkaian terdiri dari kompbinasi R dan XL, maka daya P yang ditunjukkan oleh watt meter tidak sama dengan perkalian V dan I. Daya (P) yang ditunjukkan oleh watt meter disebut daya aktif dengan simbul P dengan satuan watt yaitu daya yang diperhitungkan terhadap unsur R. P = I2 x R atau P = UR x 1
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
28
Daya Pada Rangkaian Dengan Beban Kombinasi R & XL Hasil kali U dan I disebut : Daya semu dengan simbul S dan satuan VA S=VxI Daya semu dapat pula diperhitungkan terhadap I dan Z, yaitu : S = I2 x Z Unsur reaktansi induktif XL menghasilkan daya jenis ke 3 yang disebut : Daya reaktif dengan simbol Q dan satuan VAR. Q = I2 x XL, atau Q = UXL x I
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
29
Daya Pada Rangkaian Dengan Beban Suatu rangkaian listrik (C) dengan beban Kondensator
kondensator, alat ukur watt meter menunjuk nol karena kondensator tidak menyerap daya aktif. Sehingga Cos = 0, = 90 I dan U berbeda phasa 90 S2 = P2 + Q2, karena P = 0, maka S = Q, maka Q = U x I, karena U = I. X C, dimana XC = 1/C , jadi : Q = I2 / C dimana : c = 2 fc = 3,14 f = Frekuensi Arus bolak-balik (Hz). c = Kapasitas dari kondensator (Farad).
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
MAGNET DAN LISTRIK 30
Magnet atau magnit adalah suatu obyek yang mempunyai suatu medan magnet Materi tersebut bisa dalam berwujud magnet tetap atau magnet tidak tetap. Magnet yang sekarang ini ada hampir semuanya adalah magnet buatan Magnet selalu memiliki dua kutub yaitu: kutub utara (north/ N) dan kutub selatan (south/ S). Walaupun magnet itu dipotong-potong, potongan magnet kecil tersebut akan tetap memiliki dua kutub.
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Medan Magnet 31
Satuan intensitas magnet menurut sistem metrik pada Satuan Internasional (SI) adalah Tesla dan SI unit untuk total fluks magnetik adalah weber. 1 weber/m2 = 1 tesla, yang mempengaruhi satu meter persegi.
Pola medan magnet pada pasir besi yang ditaburkan diatas kertas Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Jenis-jenis Magnet 32
Magnet Tetap; Magnet tetap tidak memerlukan tenaga atau bantuan dari luar untuk menghasilkan daya magnet. Contoh : Samarium-Cobalt Magnets dan Neodymium Magnets (merupakan magnet tetap yang paling kuat) Magnet Tidak Tetap Magnet tidak tetap (remanen) tergantung pada medan listrik untuk menghasilkan medan magnet. Contoh magnet tidak tetap adalah elektromagnet. Magnet Buatan Bentuk magnet buatan antara lain: Magnet U, Magnet ladam, Magnet batang, Magnet lingkaran dan Magnet jarum (kompas)
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Cara Membuat Magnet 33
Menggosok magnet tetap dengan benda (besi) secara searah Induksi magnet. Magnet diletakkan pada solenoida (kumparan kawat berbentuk tabung panjang dengan lilitan yang sangat rapat) dan dialiri arus listrik searah (DC). Bahan yang biasa dijadikan magnet adalah: besi dan baja. Tapi besi lebih sering dipakai
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
34
Cara Menghilangkan Sifat Magnet
Dibakar. Dibanting-banting. Dipukul-pukul. Magnet diletakkan pada solenoida (kumparan kawat berbentuk tabung panjang dengan lilitan yang sangat rapat) dan dialiri arus listrik bolak-balik ( AC).
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Elektromagnet 35
Medan magnet dapat diproduksi oleh gerakan muatan listrik, seperti arus listrik yang mengalir di sepanjang kabel dan memberikan kenaikan pada gaya magnetik Medan listrik dan medan magnet saling terkait, dalam banyak hal, tidak mungkin untuk memisahkan keduanya.
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Kuat Medan Magnet 36
Medan magnet adalah ruangan di sekitar kutub magnet, yang gaya tarik/tolaknya masih dirasakan oleh magnet lain Kuat medan magnet di suatu titik di dalam medan magnet ialah kuat kutub yang menimbulkan medan magnet dalam Ampere-meter R jarak dari kutub magnet sampai titik yang bersangkutan dalam meter. dan H = kuat medan titik itu dalam : atau dalam
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Kuat Medan Magnet 37
Lintasan kutub Utara dalam medan magnet dinyatakan oleh garis singgungnya disebut Garis-garis gaya. Untuk membuat pola garis-garis gaya dapat dengan jalan menaburkan serbuk besi disekitar sebuah magnet.
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Kuat Medan Magnet 38
Jumlah garis gaya tiap satuan luas yang tegak lurus kuat medan disebut Rapat garis-garis gaya (Flux Density), dengan symbol = B
Kuat medan magnet di suatu titik sebanding dengan rapat garis-garis gaya dan berbanding terbalik dengan permeabilitasnya. Keterangan : B = rapat garis-garis gaya. = Permeabilitas zat itu. H = Kuat medan magnet. catatan : rapat garis-garis gaya menyatakan besarnya induksi magnetik
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Kuat Medan Magnet 39
Medan magnet yang rapat garis-garis gayanya sama disebut : medan magnet serba sama (homogen)
Bila rapat garis-garis gaya dalam medan yang serba sama B, maka banyaknya garisgaris gaya ( ) yang menembus bidang seluar A m2 dan mengapit sudut dengan kuat medan adalah : = B.A Sin Satuannya : Weber.
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Sifat Kemagnetan Benda 40
Benda diamagnetik : ditolak Magnet. permeabilitas relatif lebih kecil dari satu. Contoh : Bismuth, tembaga, emas, antimon, kaca flinta. Benda paramagnetik : ditarik Lemah Magnet. permeabilitas relatif lebih besar dari pada satu. Contoh : Aluminium, platina, oksigen, sulfat tembaga dan banyak lagi garam-garam logam adalah zat paramagnetik. Benda feromagnetik : sangat kuat ditarik oleh magnet dan mempunyai permeabilitas relatif sampai beberapa ribu. Contoh : Besi, baja, nikel, cobalt dan campuran logam tertentu (almico)
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Kumparan (Induksi Listrik) 41
GGL terjadi jika kutub utara magnet didekatkan ke kumparan. Jumlah garis gaya yang masuk kumparan makin banyak. Perubahan jumlah garis gaya itulah yg menyebabkan terjadinya penyimpangan jarum galvanometer.
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Induksi Magnet 42
Teori I : Bila ada arus listrik mengalir pada sebuah kawat, maka di sekitar kawat tersebut akan muncul medan magnet."
Jika kawat berjajar dan mengalirkan arus dgn arah yg sama maka besarnya medan magnet adalah penjumlahan vektor dari medan magnet masingmasing kawat Besarnya medan magnet dalam solenoid yang memiliki lilitan sebanyak N , panjang solenoid h dan dialiri arus sebesar I :
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Induksi Magnet 43
Teori kedua : Jika terjadi perubahan fluks magnet pada sebuah sirkuit tertutup, maka dalam sirkuit tersebut akan muncul gaya gerak listrik (GGL) Besarnya GGL adalah sama dengan laju perubahan fluks magnet. Apabila kumparan berputar didalam medan magnit atau sebaliknya medan magnit berputar didalam kumparan, maka pada ujung-ujung kumparan tersebut akan timbul gaya gerak listrik (tegangan).
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Induksi Magnet 44
Besarnya tegangan yang diinduksikan pada kumparan tergantung pada :
Kuat medan magnit Panjang penghantar dalam kumparan Kecepatan putar (gerakan)
Karena formula dari pembangkitan tegangan secara induksi adalah e = - N dΦ dt dimana : N = Banyaknya lilitan dΦ = Perubahan medan magnit dt dalam web/dt Tanda minus (-) menunjukkan bahwa tegangan yang dibangkitkan berlawanan arah dengan yang membangkitkan.
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
45
Prinsip dasar timbulnya ( GGL)
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
GENERATOR 46
Generator adalah Mesin Pembangkit Listrik yang berfungsi untuk mengubah energi mekanik dalam bentuk putaran menjadi energi listrik Generator yang banyak digunakan dalam unit pembangkit adalah generator synkron
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Prinsip Kerja Generator 47
Apabila rotor diputar (kumparan medan magnit), maka akan mengakibatkan timbulnya GGL bolak - balik pada kumparan stator, karena pada stator dipasang 3 (tiga ) buah kumparan yang masing-masing sumbu kumparan ditempatkan berjarak 1200 , maka akan timbul / dibangkitkan GGL bolak-balik 3 (tiga) phase. Medan magnit pada rotor timbul dengan mengalirkan arus searah (DC) pada kumparan rotor yang bertujuan untuk mendapatkan kutub - kutub magnit yang tetap dan besar medan magnitnya dapat diatur, dengan mengatur arus dan tegangan arus searahnya (DC). Generator 1 Phasa Generator 3 Phasa
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Konstruksi Generator 48
Generator terdiri dari 2 (dua) bagian utama yaitu Bagian stationary (diam) disebut stator, terdiri dr :
Rangka stator (stator frame) Inti stator (stator core) Kumparan stator (stator winding)
Bagian rotary (berputar) disebut rotor, terdiri dr :
Inti rotor Kumparan rotor.
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Kecepatan Putar 49
Generator sinkron berarti bahwa frekuensi listrik yg dihasilkan dikunci (locked-in)/sinkron pada rate mekanikal dari rotasi / putaran generator dan sama dengan kecepatan putar medan magnetik Frekuensi yang dihasilkan generator sinkron adalah : f = Ns . P 120 Dimana : f = frekuensi listrik dalam Hz Ns = Kec sinkron (kec medan putar), putaran/menit. P = Jumlah kutub rotor. Daya listrik yang dibangkitkan oleh generator sinkron pada 50 Hz dan 60 Hz, sehingga kecepatan putar rotor tetap tergantung kepada (ditentukan oleh) jumlah kutub pada rotor.
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Prinsip Kerja Generator DC 50
Pembangkitan tegangan induksi oleh sebuah generator diperoleh melalui dua cara:
Menggunakan cincin-seret, menghasilkan tegangan induksi bolak-balik. Menggunakan komutator, menghasilkan tegangan DC.
PT PLN (Persero) Pusat Pendidikan dan 17/03/15 Konstruksi Generator Pembangkitan Tegangan Pelatihan DC Induksi
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Prinsip Kerja Generator DC 51
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
52
Tegangan Rotor yang dihasilkan melalui cincinseret dan komutator.
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Jangkar Generator DC 53
Belitan jangkar terdiri dr beberapa kumparan yg dipasang di dalam alur jangkar. Tiap-tiap kumparan terdiri dari lilitan kawat /lilitan batang.
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Reaksi Jangkar 54
Fluks magnet yang ditimbulkan oleh kutub-kutub utama dari sebuah generator saat tanpa beban disebut Fluks Medan Utama Bila generator dibebani maka pd penghantar jangkar timbul arus jangkar. Arus jangkar ini menyebabkan timbulnya fluks pada penghantar jangkar yg biasa disebut FIuks Medan Jangkar
Medan Eksitasi Generator DC Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Reaksi Jangkar 55
Pengaruh adanya interaksi antara medan utama dan medan jangkar disebut reaksi jangkar. Reaksi jangkar ini melemahkan tegangan nominal generator
Medan Jangkar dari Generator DC dan Reaksi Jangkar
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Reaksi Jangkar 56
Untuk mengembalikan garis netral ke posisi awal, dipasangkan medan magnet bantu (interpole atau kutub bantu),
Generator dengan Kutub Bantu (a) dan Generator Kutub Utama, Kutub Bantu, Belitan Kompensasi (b). Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Generator AC 1 Phasa 57
Konstruksi Generator DC Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Generator AC 1 Phasa 58
Hubungan frekuensi, putaran dan pasang kutub dapat dinyatakan dalam bentuk rumus, yaitu : f = n x p 60 Dimana :
f = Frekuensi dalam Hz n = Putaran dalam RPM p = Jumlah pasang kutub
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Generator AC 3 Phasa 59
Jenis Sambungan Xs a
Va -c
If
U
-b
Xs
c
S
Vb
b
-a
Generator 3 Phase Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
Xs Vc
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Gelombang AC 3 Phase 60
V b
a
Va-c
= V line line
Va= Vph -Vc 120
Vc-b
Vc
120
Vb
Vb-a
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
Vph ph 3. Vph Vp p Vph 3
c
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
MOTOR LISTRIK 61
Mesin konversi elektro mekanis atau mesin listirk dinamis yang berfungsi mengkonversikan energi listrik menjadi energi mekanik berupa putaran
Jenis-jenis motor listrik dibedakan menjadi 2 (dua) yaitu Motor arus searah Motor serie Motor shunt. Motor kompon. Motor arus bolak-balik. Motor sinkron Motor asinkron (induksi).
Khusus untuk motor arus bolak-balik berdasarkan jumlah phasa dibedakan menjadi 2 (dua) :
Motor 1 Phase Motor 3 Phase
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
62
Konstruksi dan bagian-bagian motor listrik
Motor Listrik AC terdiri dari 2 (dua) bagian utama : Stator : merupakan bagian dari motor listrik yang tetap (tidak bergerak) Rotor : merupakan bagian motor listrik yang bergerak (berputar).
Rotor sangkar (Squirrel Cage). Rotor lilit/gulungan (Wound rotor).
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
Konstruksi Stator Motor Induksi
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Rotor Sangkar 63
Konstruksi rotor sangkar terdiri dari sebuah inti baja yang dilaminasi dan terpasang pada poros, didalam inti terdapat rotor boxes yang biasanya terbuat dari aluminium atau tembaga Keuntungannya :
Putaran tetap pada beban yang bervariasi. Pemeliharaannya sederhana. Secara mekanik sangat kokoh.
Kerugiannya :
Momen puntir pada waktu start jelek. Arus start tinggi. Variasi putarannya dapat dicapai dengan menggunakan mekanik (gear box).
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Rotor Lilit 64
Terdiri dari banyak gulungan yg membuat selingan kecil dan ujung - ujungnya dibawa keluar kerangkaian ring melalui poros yang berhubungan. Slipring terbuat dari phospor bronze, di slipring dipasang sikat arang yang menghubungkan rangkaian luar keporos yang bergerak Keuntungannya :
Putaran tetap pada beban yang bervariasi Dapat distart pada saat berbeban. Arus start rendah. Putaran dapat diatur melalui rangkaian luar.
Kerugiannya :
Sangat mahal Pemeliharaannya bertambah karena ada sikat arang.
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
65
Rotor Sangkar dan Rotor Lilit
Rotor Sangkar
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
Rotor Lilit/gulungan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Prinsip Kerja Motor Induksi 66
Sumber tegangan 3 phase dihubungkan pada kumparan stator, maka timbul medan putar dgn kecepatan Ns = 120 f / p, lalu medan putar tsb memotong batang konduktor (rotor), akibatnya pada kumparan rotor timbul GGL induksi sebesar 4,44 N2 f2 . Karena kumparan rotor merupakan rangkaian tertutup, GGL (E) akan menghasilkan arus (I), adanya arus didalam medan magnit menimbulkan gaya (F) pada rotor. Bila kopel mula yang dihasilkan oleh gaya (F) pada rotor cukup besar untuk memikul beban, maka rotor akan berputar searah dengan medan putar pada stator.
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Prinsip Kerja Motor Induksi 67
Agar tegangan terinduksi diperlukan adanya perbedaan relatif antara kecepatan berputarnya rotor (Nr). Perbedaan kecepatan antara Nr dan Ns disebut Slip (S) dinyatakan dengan :
Ns - Nr S = ------------ x 100 % Ns f2 = frekuensi rotor f2 = f1 x S S = slip Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Konstruksi Motor DC 68
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Prinsip Kerja Motor DC 69
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Prinsip Kerja Motor AC 70
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
TRANSFORMATOR 71
Peralatan listrik yang dapat memindahkan dan mengubah energi listrik dari satu atau lebih rangkaian ke rangkaian lain dengan menaikkan tegangan dari yang lebih rendah ke yang lebih tinggi (Step-Up) atau sebaliknya dari yang lebih tinggi ke yang lebih rendah (Step Down) dengan tidak merubah frekuensi Perbandingan antara tegangan primer dengan tegangan sekunder tergantung pada perbandingan lilitan antara kumparan primer dengan kumparan sekunder E1
V1 N1 -------- = -------- = -------- = a E2 V2 N2
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Trafo 3 Phasa 72
Setiap sisi primer/sisi sekunder transformator tiga phasa dapat dihubung menurut tiga cara yaitu:
Hubung an Bintang
Hubunga n Delta
Hubunga n Zig-zag
Didalam prakteknya hubungan bintang dan hubungan delta paling banyak digunakan
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Trafo AC Beban Nol 73
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Trafo AC berbeban 74
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Trafo DC 75
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan
PT PLN (Persero) PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN
Trafo DC berasap 76
Belajar & Menyebarkan Ilmu Pengetahuan Serta Nilai – Nilai Perusahaan