87
3.8.2 Hubungan Bintang
Untuk memahami perbedaan tegangan saat hubungan bintang dan segitiga lihat Gambar 3.61. Hubungan bintang terdapat tegangan phasa-netral U
1N
, U
2N
, dan U
3N
. Juga terdapat tegangan phasa-phasa U
12
, U
23
, dan U
31
. Sedangkan pada hubungan segitiga hanya terdapat tegangan phasa-phasa, yaitu U
12
, U
23
, dan U
31
. Analisis secara grafis dapat dijelaskan.
31
2 U
= U
1N
cos 30° = U
1N
3 2
⇒ U
31
= U
1N
3 U
31
= U
3N
– U
1N
U
31
= Tegangan phasa 3 ke phasa 1 U
1N
= Tegangan phasa 1 ke netral 3
= Faktor pengali
Grafik tegangan phasa-netral dan tegangan phasa-phasa lihat Gambar 3.62. Tegangan phasa U
1N
bergerak dari sudut 0° sampai 360°. Tegangan phasa U
3N
bergerak dari 60° sampai 420°. Tegangan phasa-phasa U
13
merupakan penjumlahan vektor U
1N
+ U
3N
bergerak dari 30° sampai 390°.
Gambar 3.62 Tegangan phasa netral; tegangan phasa ke phasa
Tegangan phasa-phasa U
12
, U
23
, U
31
= 380 V, tegangan phasa netral U
1N
, U
2N
, U
3N
= 220 V Gambar 3.63.
Gambar 3.61 Tegangan bintang dan segitiga
88
Gambar 3.63 Pengukur tegangan phasa-phasa, tegangan phasa-netral
Beban hubungan bintang terminal U
2
, V
2
, dan W
2
disatukan. Jala-jala L1-U1,
L2-V1 dan L3-W1 Gambar 3.64. Dipasangkan empat ampermeter I
1
, I
2
, I
3
.dan I
N
. Ketika beban seimbang I
1
= I
2
= I
3
ampermeter I
N
= 0. Tegangan phasa- phasa U
12
, U
23
, dan U
31
besarnya 380 V, maka tegangan phasa-netral U
1N
, U
2N
, dan U
3N
besarnya: U =
3 U
str
U
str
=
3 U
=
380 V 3
= 220V I = I
str
Bentuk gelombang arus listrik tiga phasa lihat Gambar 3.65. Arus i
1
berawal dari 0°, 180°, dan berakhir di sudut
α 360°. Arus i
2
berawal dari 120°, 300°, dan berakhir di sudut
α 480°. Arus i
3
berawal dari 240° dan berakhir di sudut α
600°. Antara i
1
, i
2
, i
3
masing-masing berbeda 120°.
Gambar 3.65 Gelombang sinusoida 3 phasa
Rangkaian Gambar 3.66, dipasangkan tiga beban resistor yang besarnya identik sama, terhubung secara bintang. Vektor tegangan U
1N
, U
2N
dan U
3N
masing-
masing berbeda sudut 120° Gambar 3.66.
Gambar 3.64 Beban bintang
89
Besarnya arus I
1
, I
2
, dan I
3
akan sama besarnya. Vektor arus I1 akan sephasa dengan U
1N
, vektor I
2
akan sephasa dengan U
2N
dan I
3
sephasa dengan U
3N
. Kondisi ini sering disebut beban seimbang.
Tiga beban resistor besarnya tidak sama dirangkai secara bintang Gambar 3.67. Penunjukan ampermeter I
1
= 2,5 A, I
2
= 2,0 A, I
3
= 1,0 A. Hitunglah besarnya I
N
.
Gambar 3.67 Vektor tegangan dan arus beban resistif tidak seimbang
Dengan bantuan Gambar 3.67 dibuat skala 1cm = 1 A.
I
1
= 2,5 A = 2,5 cm I
2
= 2,0 A = 2,0 cm I
3
= 1,0 A = 1,0 cm Ukur panjang I
N
= 1,2 cm = 1,2 A. Beban tidak seimbang mengakibatkan ada arus yang mengalir melalui kawat
netral, sebesar I
N
= 1,2 A. Akibat lainnya tegangan phasa-netral U
1N
, U
2N
, dan U
3N
juga berubah Gambar 3.68. Posisi titik netral N bergeser dari kedudukan
awal di tengah, bergeser ke arah kiri bawah N ′
. Meskipun demikian tegangan phasa-phasa U
12
, U
23
, dan U
31
tetap simetris. Oleh sebab itu pada hubungan bintang sedapat mungkin beban tiap phasa dibuat seimbang, sehingga tidak
mengganggu tegangan phasa-netral.
3.8.3 Hubungan Segitiga
Kategori